CN103073795A

CN103073795A - 一种无卤阻燃聚丙烯母粒及无卤阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法

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Publication number: CN103073795A
Application number: CN201310012175XA
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Ningbo Solartron Technology Co Ltd
Current assignee: Ningbo Solartron Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: CN103073795B

Abstract

本发明涉及聚丙烯薄膜技术领域，尤其涉及阻燃聚丙烯母粒及阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法。为了解决现有技术中存在的阻燃聚丙烯薄膜的阻燃性能和力学性能等综合性能较差的缺陷，本发明提供一种无卤阻燃聚丙烯母粒及无卤阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法。该无卤阻燃聚丙烯母粒包括聚丙烯15-42％，阻燃剂41-57％，成炭剂14-24％，抗氧剂1-2％，改性粘土1-2％，钛酸酯偶联剂0.5-1%。该无卤阻燃聚丙烯母粒不仅阻燃效率高，耐候性好，而且不会降低聚丙烯薄膜的其它性能。本发明提供的无卤阻燃聚丙烯薄膜包括聚丙烯，聚乙烯辛烯共聚物和所述无卤阻燃聚丙烯母粒。该聚丙烯薄膜不仅综合性能优异，而且具有非常好的耐老化性能。

Description

一种无卤阻燃聚丙烯母粒及无卤阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及阻燃聚丙烯薄膜技术领域，尤其涉及一种阻燃聚丙烯母粒及阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚丙烯（PP）作为一种通用塑料，具有密度小、无毒、耐腐蚀、力学均衡性好、价格低等优点，是制备双向拉伸薄膜的理想材料。但由于聚丙烯本身阻燃性能差，其氧指数（LOI）仅为17%，而且薄膜厚度越小，与氧气的接触面积越大，其薄膜垂直燃烧只能达到无级。从而限制了聚丙烯在电机绝缘、柔性线路板、薄膜开关、电器绝缘片等绝缘领域的应用。

目前，为了解决聚丙烯薄膜的易燃性，通常向聚丙烯薄膜中添加阻燃剂。目前市场上主要是有卤阻燃聚丙烯薄膜。随着电子电器行业无卤化进程，在国际市场上要求有卤材料逐渐被无卤材料所替代。市场上也逐渐出现了无卤阻燃聚丙烯材料，但由于聚丙烯是非极性材料，与极性较强的阻燃剂相容性很差。因此阻燃剂的加入常常会由于界面张力大，相分离严重等原因，降低双向拉伸聚丙烯薄膜的力学性能和绝缘性能。在使用过程中也容易析出，进而降低聚丙烯薄膜的阻燃性。

因此如何研制出绝缘性能、力学性能和阻燃性能等综合性能优异，且能够长周期使用PP薄膜，已经成为绝缘薄膜领域日益关注的课题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的阻燃聚丙烯薄膜的阻燃性能和力学性能等综合性能较差的缺陷，本发明提供一种无卤阻燃聚丙烯母粒及无卤阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法。该无卤阻燃聚丙烯母粒不仅阻燃效率高，耐候性好，长时间存放后仍可正常使用，而且不会降低聚丙烯薄膜的其它性能。添加所述无卤阻燃聚丙烯母粒制备的聚丙烯薄膜不仅综合性能优异，而且具有非常好的耐老化性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供下述技术方案：

本发明提供一种无卤阻燃聚丙烯母粒，所述母粒包括下述成份（重量百分比）：聚丙烯（PP）15-42％，阻燃剂（APP）41-57％，成炭剂（CA）14-24％，抗氧剂（AO）1-2％，改性粘土（REC）1-2％，钛酸酯偶联剂0.5-1%。

进一步的，所述聚丙烯的含量为20%，25%，30%或402％。所述阻燃剂的含量为45%，50%或55％。所述成炭剂的含量为16%，18%，20%或24％。

进一步的，所述阻燃剂为聚磷酸铵Ⅱ型（APPⅡ）。所述聚磷酸铵Ⅱ型的分子量范围是1万至5万。聚磷酸铵Ⅱ型通过塑料磨粉机研磨，并通过1000目分样筛后，粒径为10μm左右。所述聚磷酸铵Ⅱ型的聚合度大于或等于1000。

所述成炭剂（CA）可以采用现有的成炭剂。进一步的，所述成炭剂（CA）为三嗪类聚合物。进一步的，所述三嗪类聚合物的结构式如下：

其中n为聚合度，n=200；X、Y、Z为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或己二胺。

上述结构的三嗪聚合物成炭剂（CA），可以按照申请号为200910164250.8，公开号为101643651，公开日为2010年2月10日的中国专利申请公布的制备方法制备。

所述大分子成炭剂，具有交联网状结构，适合于200-250℃的加工温度，对聚丙烯加工性能影响小，不影响聚丙烯薄膜的其它性能。

所述抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成，其中主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010或1076，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168或619。所述主抗氧剂和辅抗氧剂的质量比是1:1。

所述改性粘土为表面有机化改性的累托石（REC）。

所述钛酸酯偶联剂为TC-101（异丙基三异十八酰钛酸酯）。

另一方面，本发明提供上述的无卤阻燃聚丙烯母粒的制备方法，所述方法包括下述步骤：

将阻燃剂、成炭剂、抗氧剂和改性粘土加入高速混合机中用钛酸酯偶联剂进行表面处理，处理之后与PP树脂一同加入到双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机的加工温度为200-250℃，螺杆转速为200-580转/分。

进一步的，所述表面处理工艺包括下述步骤：将阻燃剂、成炭剂、抗氧剂和改性粘土在高速混合机中机械混合5-15min，然后加入钛酸酯偶联剂，再高速混合5-15min，取出后用烘箱干燥。

进一步的，上述无卤阻燃聚丙烯母粒的制备方法包括下述步骤：

（1）混合：将阻燃剂聚磷酸铵、抗氧剂、成炭剂和改性粘土称量好，在高速混合机中机械混合5-15min，得到混合均匀的复合阻燃剂，

将钛酸酯偶联剂TC-101，溶解在水和醇的混合溶液中，配制成钛酸酯偶联剂（45重量%）、醇（40重量%）、水（5重量%）的混合溶液。将钛酸酯偶联剂混合溶液加入到复合阻燃剂中，再高速混合5-15min，取出经烘箱干燥后备用。

（2）挤出造粒

将步骤（1）所得的钛酸酯偶联剂处理过的复合阻燃剂，与聚丙烯（PP）树脂一同加入到双螺杆挤出机中挤出造粒。加工温度为200-250℃，螺杆转速为200-580转/分。

（3）后处理

后处理后得到无卤阻燃聚丙烯母粒。

所述后处理包括冷却、风干、切粒、过筛、包装工艺。

另一方面，本发明还提供一种无卤阻燃聚丙烯薄膜，所述聚丙烯薄膜包括下述组份（重量百分比）：聚丙烯40-70%，聚乙烯辛烯共聚物10-35%，本发明提供的上述无卤阻燃聚丙烯母粒15-40%。

进一步的，所述聚丙烯的含量为45%，50%，55%，60%或65%。所述聚乙烯辛烯共聚物的含量为15%，20%，25%或30%。所述无卤阻燃聚丙烯母粒的含量为20%，25%，30%或35%。

其中，聚丙烯的熔体流动速率（MFR）为1.5g/10min(用熔体流动速率测定仪ASTMD1238测定)，密度为0.910g/cm³。所述聚乙烯-辛烯共聚物（POE）的熔体流动速率（MFR）为0.9g/10min（ExxonMobil Method），密度为0.868g/cm³。

另一方面，本发明还提供上述的无卤阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，所述无卤阻燃聚丙烯母粒、聚丙烯和聚乙烯辛烯共聚物通过熔融挤出，双向拉伸工艺制备所述无卤阻燃聚丙烯薄膜。

所述薄膜的厚度为150-300μm。

进一步的，所述薄膜的厚度为150-250μm，或250-300μm。

本发明采用大分子阻燃剂APP（Ⅱ型）和大分子成炭剂（三嗪高分子衍生物），以及有机改性累托石，并通过钛酸酯偶联剂表面处理上述共混阻燃剂，因而使上述阻燃剂与聚合物具有很好的相容性，提高了阻燃聚丙烯薄膜的综合性能。

与现有技术相比，本发明提供的无卤阻燃聚丙烯母粒的阻燃效果好、不析出，阻燃母粒放置一年，也不吸潮。高分子成炭剂具有空间交联网状结构，热稳定性好，由于多支化端基的存在，与聚合物相容性好，且不降低聚丙烯复合材料的力学性能。采用钛酸酯偶联剂处理阻燃剂，阻燃剂表面因化学或物理作用生成一个有机长链分子层，因而由亲水性转为亲油性，吸水率下降，颗粒度变小。本发明通过将混合阻燃剂制备成阻燃母粒，改善了阻燃剂的加工性能，降低能耗和生产成本，因而具有明显的经济效益。本发明提供的无卤阻燃聚丙烯母粒可直接与聚丙烯共混，在现有设备上就可加工生产，具有很好的应用前景。

本发明提供的无卤阻燃聚丙烯母粒，放置一年，阻燃剂无析出，可长期保存而不影响阻燃效果。在PP和聚乙烯-辛烯共聚物（POE）共混物中添加该阻燃母粒，制备的PP薄膜具有优异的力学性能、耐老化性能、阻燃性能。

本发明通过各组分的协同作用和独特的处理工艺，使无卤阻燃聚丙烯薄膜具有优异的综合性能。阻燃性能达到UL 94 VTM-0或VTM-1级，并极大提高了阻燃薄膜的耐老化性能，厚度为0.15mm至0.25mm的薄膜在UV照射测试和70℃水热浸渍168小时后，阻燃性保持不变，力学性能保持比例超过70%。

所述无卤阻燃聚丙烯薄膜的制备方法是将制得的无卤阻燃聚丙烯母粒，聚乙烯辛烯共聚物与聚丙烯加入挤出机系统，然后经双轴定向拉伸，制得无卤阻燃聚丙烯薄膜。该制备方法工艺简单，易于操作。

附图说明

图1为本发明提供的无卤阻燃聚丙烯薄膜的剖面示意图。

其中，1为无卤阻燃聚丙烯薄膜。

图2为纯PP薄膜的表观形貌（扫描电镜图）；

图3为实施例23制得的无卤阻燃聚丙烯薄膜（阻燃剂含量为14.45%）的表观形貌（扫描电镜图）；

图4为实施例16制得的无卤阻燃聚丙烯薄膜（阻燃剂含量为16%）的表观形貌（扫描电镜图）；

图5为本发明提供的无卤阻燃聚丙烯母粒的制备流程图；

图6为本发明提供的无卤阻燃聚丙烯薄膜的制备流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的无卤阻燃聚丙烯薄膜1的厚度为150-250μm。

如图2、图3和图4所示，纯PP薄膜和不同阻燃剂添加量下的无卤阻燃聚丙烯薄膜的扫描电镜照片。图中，大片连续的亮区是PP基体表面的凸起部分，不连续的点状亮区是分布在表面的阻燃剂凸起。暗区为PP基体。

从图中可以看出，阻燃剂以微小的颗粒广泛分布在PP表面，采用偶联剂对阻燃剂进行表面处理后，再与PP共同挤出，阻燃剂在PP基体中都是以均匀分散状态存在。从这些照片可以看出，随着阻燃剂添加量的加大，PP薄膜表面的阻燃剂逐渐增多。在阻燃剂添加量增加的情况下，虽然颗粒数增加，但是其颗粒大小保持不变，这说明阻燃剂与聚丙烯有较好的相容性。

如图5所示，本发明提供的无卤阻燃聚丙烯母粒的制备流程图，将阻燃剂通过钛酸酯偶联剂进行表面处理，之后在烘箱中干燥除去溶剂，然后制备成无卤阻燃聚丙烯母粒。具体工艺流程是将阻燃剂（APP），成炭剂（CA），抗氧剂（AO），和改性粘土（REC）预混，之后加入钛酸酯偶联剂再进一步混合均匀，干燥之后，与聚丙烯（PP）一起通过挤出机熔融挤出造粒。

如图6所示，将PP，聚乙烯辛烯共聚物与无卤阻燃聚丙烯母粒混合干燥后，通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，铸片，预热，纵向拉伸，定型，预热，横向拉伸，热定型，收卷，制得无卤阻燃聚丙烯薄膜。

本发明下述实施例所用的原料和试剂为市场上常见的产品。乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、己二胺，丙酮，碳酸钾，碳酸钠，氢氧化钠，氢氧化钾，试剂级别，优选分析纯，可从市场购得。有机化改性的累托石（REC），可购自湖北钟祥名流累托石开发有限公司。

聚丙烯可采用中国石化集团独山子石油化工有限公司生产的EPS30R，共聚聚丙烯。熔体流动速率（MFR）为1.5g/10min(ASTM D 1238)，密度为0.910g/cm³。聚乙烯-辛烯共聚物（POE）可采用美国埃克森化学EXACTTM5061，熔体流动速率（MFR）为0.9g/10min（ExxonMobil Method），密度为0.868g/cm³。抗氧剂1010或1076和抗氧剂168或619，可采用汽巴（Ciba），中国广州市锐驰化工有限公司生产。

聚磷酸铵（APP，Ⅱ型），化学纯，可购自什邡长风化工有限公司。表面有机化改性的累托石（REC），可购自湖北钟祥名流累托石开发有限公司。钛酸酯偶联剂TC-101（异丙基三异十八酰钛酸酯），可购自安徽泰昌化工有限公司。

本发明提供的无卤阻燃聚丙烯薄膜的表面形貌，薄膜的力学性能、阻燃性能以及老化性能的测试标准如下：

扫描电镜可采用日本Hitachi S450型扫描电子显微镜对在液氮中冷冻淬断的共混物样品进行扫描，20KV，表面喷金处理。

阻燃薄膜的力学性能、阻燃性、耐候性能按照如下标准进行。

拉伸强度：采用Instron 1185型万能试验机，按照GB/T1040-92方法测试。

断裂伸长率：采用Instron 1185型万能试验机，按照GB/T9341-88方法测试。

阻燃等级：按ANSL-UL94-2009标准，采用CZF-5型垂直燃烧仪测试。

热老化测试：采用上海达意电子仪器有限公司EF6型恒温恒湿试验箱，按照UL746C（Underwrites Laboratories Incorporation）的“用于电器装置部件的塑料材料可燃性测试”标准，在耐气候老化条件下，将试样进行Uv照射处理（Uv辐射量：0.35W/m²（340nm），黑板温度63℃，水喷射方法）。将试样浸渍在70℃的热水中并保持7天，接着测试试样的阻燃性和力学性能。

本发明提供的无卤阻燃聚丙烯母粒的制备方法包括如下步骤：

（1）混合阻燃剂：将APP、CA、AO和REC称量好，加入高速混合机中高速混合5-15min。

将钛酸酯偶联剂TC-101，溶解在水和醇的混合溶液中，配制成钛酸酯偶联剂（45%）、醇（40%）、水（5%）的混合溶液。按钛酸酯偶联剂用量为阻燃剂总重量（即APP、CA、AO和REC的总重量）的1%左右，加入到混合均匀的阻燃剂中。再高速混合5-15min，取出后经烘箱干燥后备用。

（2）挤出造粒

将上述步骤（1）处理好的复合阻燃剂，与PP树脂一同加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，加工温度为200-250℃，螺杆转速为200-580转/分。

（3）后处理

后处理后得到无卤阻燃聚丙烯母粒。所述后处理包括冷却、风干、切粒、过筛、包装流程。

本发明提供的无卤阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）机械预混合

将聚丙烯，聚乙烯辛烯共聚物和无卤阻燃母粒高速搅拌混合，搅拌机转速为750转/分，制备成处理料；

（2）熔融混合

将步骤（1）所得产物在200-250℃，抽真空条件下熔融挤出成厚片；

（3）阻燃薄膜的制备

将步骤（2）所得厚片经过冷却铸片（40℃冷却）、纵向拉伸（126-145℃，2.5-6倍）、横向拉伸（150-170℃，4.5-6倍）、热定型（130-145℃）、收卷工序制得厚度为150-250μm的阻燃聚酯薄膜。

实施例1，制备成炭剂

将1mol三聚氯氰加入400ml水中搅拌使三聚氯氰均匀分散，然后在温度0-5℃下同时滴加1mol二乙烯三胺和用40g NaOH配成的水溶液，滴加NaOH水溶液的速度应使反应体系的pH控制在6-7，共反应2小时；将反应体系温度升至30℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加1mol乙二胺及用41gNaOH配成的水溶液，滴加NaOH水溶液的速度应使反应体系的pH控制在6-7，共反应8小时；将反应体系温度升至90℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加1mol二乙烯三胺及用40gNaOH配成的水溶液，滴加NaOH水溶液的速度应使反应体系的pH控制在6-8，共反应8小时。

反应结束后，将反应产物过滤，洗涤，置于75℃的真空烘箱中烘干，得到白色粉末状成炭剂CA-1。

实施例2，制备成炭剂

将1mol三聚氯氰加入500ml丙酮中搅拌使三聚氯氰均匀分散，然后在温度10-15℃下同时滴加0.5mol乙二胺和用70g K₂CO₃配成的水溶液，滴加K₂CO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在5-7，共反应2.5小时；将反应体系温度升至40℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加1mol乙二胺及用69gK₂CO₃配成的水溶液，滴加K₂CO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在5-7，共反应13小时；将反应体系温度升至95℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加0.5mol乙二胺及用69g K₂CO₃配成的水溶液，滴加K₂CO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在6-8，共反应12小时。

反应结束后，将反应产物过滤，洗涤，置于85℃的真空烘箱中烘干，得到白色粉末状成炭剂CA-2。

实施例3，制备成炭剂

将1mol三聚氯氰加入500ml丙酮中搅拌使三聚氯氰均匀分散，然后在温度0-5℃下同时滴加0.5mol乙二胺和用99g KHCO₃配成的水溶液，滴加NaHCO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在5-7，共反应1小时；将反应体系温度升至50℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加0.5mol二乙烯三胺及用84g NaHCO₃配成的水溶液，滴加NaHCO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在5-7，共反应10小时；将反应体系温度升至80℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加0.5mol乙二胺及用100g KHCO₃配成的水溶液，滴加KHCO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在6-8，共反应10小时。

反应结束后，将反应产物过滤，洗涤，置于85℃的真空烘箱中烘干，得到白色粉末状成炭剂CA-3。

实施例4，制备成炭剂

将1mol三聚氯氰加入500ml水中搅拌使三聚氯氰均匀分散，然后在温度15-20℃下同时滴加1.5mol三乙烯四胺和用83g NaHCO₃配成的水溶液，滴加NaHCO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在5-7，共反应6小时；将反应体系温度升至60℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加1.5mol乙二胺及用84gNaHCO₃配成的水溶液，滴加NaHCO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在5-7，共反应9小时；将反应体系温度升至90℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加1.5mol三乙烯四胺及用84g NaHCO₃配成的水溶液，滴加NaHCO₃水溶液的速度应使反应体系的pH控制在6-8，共反应8小时。

反应结束后，将反应产物过滤，洗涤，置于75℃的真空烘箱中烘干，得到白色粉末状成炭剂CA-4。

实施例5，制备成炭剂

将1mol三聚氯氰加入400ml水中搅拌使三聚氯氰均匀分散，然后在温度10-15℃下同时滴加0.5mol三乙烯四胺和用41gNaOH配成的水溶液，滴加NaOH水溶液的速度应使反应体系的pH控制在5-7，共反应5小时；将反应体系温度升至40℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加0.5mol三乙烯四胺及用40g NaOH配成的水溶液，滴加NaOH水溶液的速度应使反应体系的pH控制在5-7，共反应8小时；将反应体系温度升至80℃后，继续边搅拌边同时向其中滴加0.5mol三乙烯四胺及用41g NaOH配成的水溶液，滴加NaOH水溶液的速度应使反应体系的pH控制在6-8，共反应8小时。

反应结束后，将反应产物过滤，洗涤，置于85℃的真空烘箱中烘干，得到白色粉末状成炭剂CA-5。

实施例6-15，制备无卤阻燃聚丙烯母粒

按照上述方法，制备本发明的无卤阻燃聚丙烯母粒。无卤阻燃聚丙烯母粒的原料配比如表1和表2所示。

表1实施例6-10制备的无卤阻燃聚丙烯母粒的原料配比(重量百分比)

材料	实施例6	实施例7	实施例8	实施例9	实施例10
						PP%	20	15	42	35	25
APP%	57	57	41	45	46.5

CA-1%	19	24	14	16	24
						AO%	2	2	1	1	2
REC5	1	1	1	2	2
						TC-101%	1	1	1	1	0.5

实施例6-10中，所用的成炭剂是实施例1制备的成炭剂CA-1。所用的主抗氧剂为抗氧剂1076，辅助抗氧剂为抗氧剂619，质量比为1:1。

表2实施例11-15制备的无卤阻燃聚丙烯母粒的原料配比(重量百分比)

材料	实施例11	实施例12	实施例13	实施例14	实施例15
						PP%	15	42	15	30	20
APP%	57	41	56.5	50	51
						CA%	CA-1% 24	CA-2% 14	CA-3% 24	CA-4% 16	CA-5% 24
AO%	2	1	2	1	2
						REC%	1	1	2	2	2
TC-101%	1	1	0.5	1	1

上述表2中，实施例11采用实施例1制备的成炭剂CA-1；实施例12采用实施例2制备的成炭剂CA-2；实施例13采用实施例3制备的成炭剂CA-3；实施例14采用实施例4制备的成炭剂CA-4；实施例15采用实施例5制备的成炭剂CA-5。实施例11-15中，所用的主抗氧剂为抗氧剂1010，辅助抗氧剂为抗氧剂168，质量比为1:1。

实施例16-25，制备无卤阻燃聚丙烯薄膜

按照上述方法，利用上述实施例6-15制备的无卤阻燃聚丙烯母粒，制备本发明的无卤阻燃聚丙烯薄膜。无卤阻燃聚丙烯薄膜的原料配比如表3和表4所示。

表3实施例16-20制备的无卤阻燃聚丙烯薄膜的原料配比(重量百分比)

表4实施例21-25制备的无卤阻燃聚丙烯薄膜的原料配比(重量百分比)

上述表3和表4中，实施例16（简称例16）采用实施例6制备的无卤阻燃聚丙烯母粒（简称母粒）；例17采用例7制备的母粒；例18采用例8制备的母粒；例19采用例9制备的母粒；例20采用例10制备的母粒；例21采用例11制备的母粒；例22采用例12制备的母粒；例23采用例13制备的母粒；例24采用例14制备的母粒；例25采用例15制备的母粒。

实施例16-25所制备的无卤阻燃聚丙烯薄膜的性能测试结果如表5和表6所示。

表5实施例16-20所制备的无卤阻燃聚丙烯薄膜的性能测试结果

表6实施例21-25所制备的无卤阻燃聚丙烯薄膜的性能测试结果

对比例1

中国康隆鑫塑业有限责任公司生产的无卤阻燃PP薄膜，产品型号为KLXPP-WT／BK。

对比例2

美国Gund公司（2121 Walton Road St.Louis,Missouri 63114）生产的无卤阻燃PP薄膜，产品型号PolyPro FR。

对比例3

按照上述方法制备无卤阻燃聚丙烯薄膜，添加POE的比例为40%，PP的比例为40%，实施例1制备的阻燃母粒的比例是20%。所得薄膜内POE的含量过高，使得薄膜的拉伸性能大幅度下降，拉伸强度和断裂伸长率分别为20MPa和140%，该样品经过水热浸渍试验后，其拉伸强度下降到12MPa，不能满足聚丙烯薄膜分切的要求。

对比例4

按照上述方法制备无卤阻燃聚丙烯薄膜，添加POE的比例为8%，PP的比例为72%，实施例1制备的阻燃母粒的比例是20%。所得薄膜内POE的含量过低，使得薄膜的拉伸性能大幅度下降，拉伸强度和断裂伸长率分别为24MPa和50%。该样品比较脆，在铸片生产过程中，容易断裂造成良品率的大幅降低。

对比例5

按照上述方法制备无卤阻燃聚丙烯母粒，不同的是，制得的母粒中不含有钛酸酯偶联剂。本对比例制得母粒放置一年后，明显吸潮，添加到薄膜中，所得薄膜的阻燃效果差，该母粒不能作为阻燃母粒使用。

对比例6

利用对比例5制备的母粒制得薄膜，所得薄膜的耐候性较差，热水浸渍7天后测试薄膜性能，阻燃性为无等级。相关性能数据如表7所示。

对比例7

按照上述方法制备无卤阻燃聚丙烯母粒，不同的是，母粒中的抗氧化剂仅采用抗氧剂1010。接照上述方法，利用该母粒制备无卤阻燃聚丙烯薄膜。

本对比例制得的薄膜的耐候性较差，UL-746C耐老化测试为无等级。相关性能数据如表7所示。

表7对比例1-4，对比例6和对比例7所制备的无卤阻燃聚丙烯薄膜的性能测试结果

对比例5制得的产品是无卤阻燃聚丙烯母粒，因此表7中没有对比例5的各项性能数据。

表5，表6和表7的最终等级中F1表示保持了阻燃性等级，并在水热浸渍测试中保持拉伸强度比例超过70%，而F2表示保持了阻燃等级，在水热浸渍测试中保持拉伸强度比例低于70%，NG（没有等级）表示其等级不是F1也不是F2，没有保持阻燃性等级。

本发明的聚丙烯薄膜中包括40%-70%的聚丙烯树脂，10%-35%的POE树脂，15%-40%的阻燃母粒；其中，母粒中含有聚丙烯（PP）15%-42％，阻燃剂（APP）41%-57％，成炭剂（CA）14%-24％，抗氧剂（AO）1%-2％，改性粘土（REC）1%-2％，钛酸酯偶联剂0.5%-1%。

从表5，表6和表7的数据中可以看出，本发明提供的聚丙烯薄膜具有优异的耐水热浸渍特性，在水热浸渍测试后，保持了VTM-0级或VTM-1级的阻燃性，同时也保持了70%以上的力学性能。与国内和国外无卤阻燃聚丙烯薄膜相比而言，综合性能高于国内同类产品，达到替代国外无卤阻燃聚丙烯薄膜的要求，且生产成本比国外无卤阻燃聚丙烯薄膜低40-50%。国内阻燃聚丙烯薄膜的售价是60-80元/Kg；国外同类产品的价格是140-200元/Kg。通过表5，表6和表7中所示的数据可得出，本发明提供的无卤阻燃聚丙烯薄膜的阻燃性和力学性能等综合性能较好，其中，耐候性非常好。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims

1.一种无卤阻燃聚丙烯母粒，其特征在于，所述母粒包括下述成份（重量百分比）：

聚丙烯（PP） 15-42％

阻燃剂（APP）41-57％

成炭剂（CA） 14-24％

抗氧剂（AO） 1-2％

改性粘土（REC）1-2％

钛酸酯偶联剂 0.5-1%。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯母粒，其特征在于，所述阻燃剂为聚磷酸铵Ⅱ型。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯母粒，其特征在于，所述成炭剂（CA）为三嗪类聚合物，结构式如下，

其中n为聚合度，n=200；X、Y、Z分别为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或己二胺。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯母粒，其特征在于，所述抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成，其中主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010或1076，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168或619。

5.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯母粒，其特征在于，所述改性粘土为表面有机化改性的累托石（REC）。

6.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯母粒，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为TC-101（异丙基三异十八酰钛酸酯）。

7.一种权利要求1至6之一所述的无卤阻燃聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

将阻燃剂、成炭剂、抗氧剂和改性粘土加入高速混合机中用钛酸酯偶联剂进行表面处理，处理之后与PP树脂一同加入到双螺杆挤出机中挤出造粒。

8.根据权利要求7所述的无卤阻燃聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于，所述表面处理工艺包括下述步骤：将阻燃剂、成炭剂、抗氧剂和改性粘土在高速混合机中机械混合5-15min，然后加入钛酸酯偶联剂，再高速混合5-15min，取出后用烘箱干燥。

9.一种无卤阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于，所述聚丙烯薄膜包括下述组份（重量百分比）：聚丙烯40-70%，聚乙烯辛烯共聚物10-35%，权利要求1-6之一所述的无卤阻燃聚丙烯母粒15-40%。

10.根据权利要求9所述的无卤阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述无卤阻燃聚丙烯母粒、聚丙烯和聚乙烯辛烯共聚物通过熔融挤出、双向拉伸工艺制备所述无卤阻燃聚丙烯薄膜。