CN102796319A - 一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物 - Google Patents

一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于按重量百分比包括以下组分：聚丙烯树脂65～75％；无卤阻燃剂18～23％；增韧剂3～5％；相容剂3～5％；纳米蒙脱土0.5～1％；润滑剂0.1～0.5％；抗氧剂0.2％～0.5％。本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种能降低阻燃剂含量，有效防止水解，韧性高的膨胀型阻燃聚丙烯组合物。

Description

一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物
技术领域
本发明涉及一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物。
背景技术
聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，其具有密度低，力学性能优异，流动性好等优点迅速成为全球产量最大的树脂之一，但其非常容易燃烧，发热量大且产生大量熔滴，极易传播火焰，因此在家用电器等对防火要求比较严格的场合中，聚丙烯必须经过阻燃改性。
传统的聚丙烯阻燃改性是采用卤/锑阻燃体系，自从20世纪50年代美国Hooker公司研制成功后广泛应用于聚丙烯阻燃改性并得到迅速发展，但是，随着卤/锑阻燃剂的进一步使用，人们逐渐发现此类阻燃剂在使用过程中会引起很多影响人类健康和安全及环境方面的问题，除了烟及腐蚀性气体外，更重要的是在燃烧或热裂时会形成致癌物多溴代双苯并二噁烷（PBDD）及多溴代双苯并呋喃（PBDF）。因此，随着人们环保意识的提高，特别是2003年欧盟颁发RoHS指令后，传统的卤/锑阻燃体系已经逐渐退出市场，因此膨胀型阻燃体系异军突起，迅速占领整个市场，逐渐替代卤/锑阻燃体系。
膨胀型阻燃体系起源于所谓“三源”：酸源、碳源和气源，其阻燃机理为：在受热或火焰作用下，酸源、碳源与气源通过化学反应，迅速形成具有隔热、隔质功能的多孔状炭阻挡层，可阻止火焰的传播，使基材免于进一步降解、燃烧，从而获得良好的阻燃效果。膨胀型阻燃体系由Tramm于1938年第一次提出并取得专利，然后Olsen、Bechle、Cammo等人进行进一步完善。其中聚丙烯膨胀型阻燃剂主要采用聚磷酸铵（APP）、多元醇和三聚氰胺复配方式。然而，目前市场上膨胀型阻燃聚丙烯主要有如下缺点：
1、阻燃性能不稳定，阻燃剂含量较大；
2、吸湿性强，容易水解；
3、韧性大幅度降低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种能降低阻燃剂含量，有效防止水解，韧性高的膨胀型阻燃聚丙烯组合物。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于按重量百分比包括以下组分：
如上所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的无卤阻燃剂由聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺按3：1：1的重量比例混合后再进行包覆处理所得。
如上所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的包覆处理包括：先将据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺用高速混料器混合均匀，然后加入PE蜡在80±5℃条件下高速混合，使得据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺能均匀包覆在包覆剂和蜡之中。
如上所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的增韧剂为增韧剂POE。
如上所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
如上所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的润滑剂为润滑剂TAF。
如上所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的抗氧剂为抗氧剂AT225。
本发明中纳米蒙脱土、润滑剂TAF、抗氧剂AT225均为市售产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明将聚磷酸铵（APP）、多元醇和三聚氰胺按一定的比例均匀混合后进行包覆，然后再与聚丙烯、增韧剂、蒙脱土按一定的比例均匀混合后挤出造粒，产品克服了膨胀型阻燃剂吸湿性强，易水解的缺点，大大减少了阻燃剂含量，大幅提升产品的阻燃稳定性，使得产品的氧指数大幅度提高。
2.本发明添加增韧剂，产品克服了添加阻燃剂后产品韧性大幅度下降的缺点，使得产品可以广泛应用于各类家电产品。
3.本发明添加少量纳米蒙脱土和马来酸酐接枝聚丙烯，大幅度改善聚丙烯的结晶性能，从而在保证强度不变的情况下，产品韧性成倍增长，同时起到协效阻燃的效果，使得膨胀型阻燃剂含量进一步降低。
具体实施方式。
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述：
实施例1
本发明一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA00002000392900041
本发明无卤阻燃剂由聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺按3：1：1的重量比例混合后再进行包覆处理所得。其中所述的包覆处理包括：先将据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺用高速混料器混合均匀，然后加入PE蜡在80±5℃条件下高速混合，使得据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺能均匀包覆在包覆剂和蜡之中。
实施例2
本发明一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA00002000392900051
本发明无卤阻燃剂由聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺按3：1：1的重量比例混合后再进行包覆处理所得。其中所述的包覆处理包括：先将据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺用高速混料器混合均匀，然后加入PE蜡在80±5℃条件下高速混合，使得据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺能均匀包覆在包覆剂和蜡之中。
实施例3
本发明一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA00002000392900052
Figure BDA00002000392900061
本发明无卤阻燃剂由聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺按3：1：1的重量比例混合后再进行包覆处理所得。其中所述的包覆处理包括：先将据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺用高速混料器混合均匀，然后加入PE蜡在80±5℃条件下高速混合，使得据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺能均匀包覆在包覆剂和蜡之中。
实施例4
本发明一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA00002000392900062
本发明无卤阻燃剂由聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺按3：1：1的重量比例混合后再进行包覆处理所得。其中所述的包覆处理包括：先将据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺用高速混料器混合均匀，然后加入PE蜡在80±5℃条件下高速混合，使得据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺能均匀包覆在包覆剂和蜡之中。
实施例5
本发明一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA00002000392900071
本发明无卤阻燃剂由聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺按3：1：1的重量比例混合后再进行包覆处理所得。其中所述的包覆处理包括：先将据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺用高速混料器混合均匀，然后加入PE蜡在80±5℃条件下高速混合，使得据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺能均匀包覆在包覆剂和蜡之中。
本实施例1至5中的膨胀型阻燃聚丙烯组合物性能如下：
性能指标ASTM   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  拉伸强度(MPa)   20   21   23   19   22
  断裂伸长率(％)   80   80   79   81   80
  弯曲强度(MPa)   30   31   32   30   29
  弯曲模量(MPa)   1500   1540   1600   1530   1570
  冲击强度(J/m)   100   105   108   102   103
  氧指数（％）   34   36   35   34   33
  阻燃性能（UL941.6mm）   V-0   V-0   V-0   V-0   V-0
  热变形温度(℃)(1.82MPa）   120   123   125   122   121
  熔融指数（g/10min）   6～10   6～10   6～10   6～10   6～10
  密度（g/cm3）   1.00～1.04   1.00～1.04   1.00～1.04   1.00～1.04   1.00～1.04

Claims (7)

1.一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于按重量百分比包括以下组分：
Figure FDA00002000392800011
2.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的无卤阻燃剂由聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺按3：1：1的重量比例混合后再进行包覆处理所得。
3.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的包覆处理包括：先将据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺用高速混料器混合均匀，然后加入PE蜡在80±5℃条件下高速混合，使得据磷酸铵、多元醇和三聚氰胺能均匀包覆在包覆剂和蜡之中。
4.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的增韧剂为增韧剂POE。
5.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的润滑剂为润滑剂TAF。
7.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物，其特征在于所述的抗氧剂为抗氧剂AT225。
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