CN103467850A - 一种无卤阻燃型聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无卤阻燃高聚丙烯材料及其制备方法。其目的在于提供一种无卤阻燃聚丙烯材料，改善其阻燃体系，提高它的阻燃性，同时具备良好的耐候抗老化性能和尺寸稳定性。该组合物由以下重量配比的原料组成：75份的聚丙烯（PP）,1~20份的填充剂，1~20份的阻燃剂，0.5~5份的光稳定剂，1~10份的抗滴落剂，1~10份的流动剂。经实验表明，该材料能达到其发明的目的，产品可广泛应用于电子电器、通讯器材等领域。

Description

一种无卤阻燃型聚丙烯组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法，具体的说，是一种无卤阻燃型聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种用量较大的通用塑料，易燃烧，其氧指数仅17.0-18.0％，且成炭率低，易熔滴，所以在很多应用场合都要对其进行阻燃改性。聚丙烯的阻燃改性技术主要包括在聚丙烯混配时加入添加型阻燃剂或在合成聚丙烯时加入反应型阻燃剂。目前，用于聚丙烯的阻燃剂有卤系阻燃剂和无卤阻燃剂。无卤阻燃剂因节能环保，迅速成为聚丙烯当前发展的一个趋势，其主要包括无机物阻燃剂(如氢氧化铝、氢氧化镁等)、硅系阻燃剂和无卤膨胀型阻燃剂。无机阻燃剂由于与聚烯烃树脂的相容性差，阻燃效率低，只有在大量填充时才具有一定的阻燃效果，而这样会严重损害聚烯烃的力学性能和加工性能。

专利CN201110223332.2所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料，将磷硅共聚物阻燃剂与氢氧化铝配合使用，利用其相互间的协调效应，减少了阻燃剂量的添加，使聚丙烯复合材料具有良好力学性能。但采用含硅成分的阻燃体系，因价格昂贵，阻燃聚丙烯材料的应用受到限制。

中国专利CN201210262036.8公开了一种无卤阻燃高光泽高流动性聚丙烯材料，采用无卤膨胀型阻燃剂的聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺，分别作用为碳源、酸源、气源，采取合适的物料比例，使阻燃效率得到大幅提高，从而使聚丙烯在阻燃剂含量较低的情况下，具有较好的阻燃效果。然而无卤膨胀型的磷氮类阻燃剂都具有吸湿性较强、热稳定性不高、与聚烯烃树脂的相容性较差的问题，导致阻燃材料对水分较敏感、易发泡和降解、阻燃剂在树脂中分散性较差和在一定程度上损害材料的加工性能和物理机械性能的缺点。显然这些有进一步改进的必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无卤阻燃型聚丙烯组合物及其制备方法，以解决现有技术存在的问题。

本发明的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于按重量份数计其组成为75份的聚丙烯（PP）,1~20份的填充剂，1~20份的阻燃剂，0.5~5份的光稳定剂，1~10份的抗滴落剂，1~10份的流动剂。

其中，所述填充剂为滑石粉、高岭土、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种。

所述阻燃剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、双酚A双磷酸二苯酯中的一种或几种。

所述光稳定剂为水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮及2-（2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯苯并三唑中的一种或几种。

所述抗滴落剂为四氟乙烯（PTFE）、聚四氟乙烯颗粒及丙烯腈-苯乙烯（AS）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）或低密度乙烯（LDPE）为载体的聚四氟乙烯母粒中的一种或几种。

所述流动剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）、季戊四醇硬脂酸（PETS）、PE蜡及PP蜡中的一种或几种。

前述无卤阻燃型聚丙烯组合物制备方法如下：

1） 将75份的聚丙烯（PP）,1~20份的填充剂，1~20份的阻燃剂，0.5~5份的光稳定剂，1~10份的抗滴落剂，1~10份的流动剂按重量比计算，放入高速搅拌机中充分混合均匀成混合料；

2） 将形成的混合料放入75#双螺杆挤出机中挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为190℃，四区温度为190℃，五区温度为190℃，挤出后即得本发明的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物。

本发明组合物中使用的阻燃剂磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、双酚A双磷酸二苯酯属于高分子缩聚型磷酸酯，因其分子中含有较多的苯环，增强了分子的刚性，强化了化合物的耐热性和阻燃性，克服了传统的磷酸酯类阻燃剂耐热性差，挥发性大，与聚合性材料相容性差，燃烧时有低落现象等缺陷，具有分子量大，热稳定性高，挥发性低和阻燃效率高等特点。同时，本发明组合物中添加了无机填料填充剂，用以提高组合物的机械性能。本发明人发现，如果选用上述填料中具有纳米级尺寸或具有片状结构的填料，可以在一定程度上提高阻燃性。填料的添加量可以根据成本或力学性能的需求进行添加，不宜超过25重量份。若超过25重量份，组合物的力学性能会大幅降低。

具体实施方式：

以下将结合本发明较佳实施例对本发明作进一步说明。

作为本发明的例示性实施方式，本发明的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于按重量份数计其组成为75份的聚丙烯（PP）,1~20份的填充剂，1~20份的阻燃剂，0.5~5份的光稳定剂，1~10份的抗滴落剂，1~10份的流动剂。

其中，所述填充剂为滑石粉、高岭土、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种。

所述阻燃剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、双酚A双磷酸二苯酯中的一种或几种。

所述光稳定剂为水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮及2-（2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯苯并三唑中的一种或几种。

所述抗滴落剂为四氟乙烯（PTFE）、聚四氟乙烯颗粒及丙烯腈-苯乙烯（AS）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）或低密度乙烯（LDPE）为载体的聚四氟乙烯母粒中的一种或几种。

所述流动剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）、季戊四醇硬脂酸（PETS）、PE蜡及PP蜡中的一种或几种。

前述无卤阻燃型聚丙烯组合物制备方法如下：

将75份的聚丙烯（PP）,1~20份的填充剂，1~20份的阻燃剂，0.5~5份的光稳定剂，1~10份的抗滴落剂，1~10份的流动剂按重量比计算，放入高速搅拌机中充分混合均匀成混合料；

将形成的混合料放入75#双螺杆挤出机中挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为190℃，四区温度为190℃，五区温度为190℃，挤出后即得本发明的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物。

以下为具体的较佳实施例：

实施例一：本较佳实施例的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物，按重量份数计其组成如下表所示：

PP	75份
		滑石粉	6份
硫酸钡	4份
		双酚A双磷酸二苯酯	4份
2,4-二羟基二苯甲酮	0.5份
		四氟乙烯	0.5份
乙撑双硬脂酰胺	4份

按重量份数取75份的聚丙烯（PP）,6份滑石粉，4份硫酸钡，4份双酚A双磷酸二苯酯，0.5份2,4-二羟基二苯甲酮，0.5份四氟乙烯和4份乙撑双硬脂酰胺，将备好的料置入高速搅拌机中，使各组分充分混合均匀形成混合料；将形成的混合料放入75#双螺杆挤出机中挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为190℃，四区温度为190℃，五区温度为190℃，挤出后即得本发明的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物。

性能测试结果：

在聚丙烯组合物中仅添加按重量份数剂4份的双酚A双磷酸二苯酯阻燃剂，已使UL94阻燃级别达到最低阻燃等级V2级，且具有较好的机械性能和热性能。

实施例二：本较佳实施例的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物，按重量份数计其组成如下表所示：

PP	75份
		滑石粉	6份
硫酸钡	4份
		双酚A双磷酸二苯酯	10份
2,4-二羟基二苯甲酮	0.5份
		四氟乙烯	0.5份
乙撑双硬脂酰胺	4份

按重量份数取75份的聚丙烯（PP）,6份滑石粉，4份硫酸钡，10份双酚A双磷酸二苯酯，0.5份2,4-二羟基二苯甲酮，0.5份四氟乙烯和4份乙撑双硬脂酰胺，将备好的料置入高速搅拌机中，使各组分充分混合均匀形成混合料；将形成的混合料放入75#双螺杆挤出机中挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为190℃，四区温度为190℃，五区温度为190℃，挤出后即得本发明的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物。

性能测试结果：

在聚丙烯组合物中增加双酚A双磷酸二苯酯阻燃剂的份量，性能参数上只有拉伸强度稍有下降，UL94阻燃级别已达到V0级，且热变形温度也有显著提高。

实施例三：本较佳实施例的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物，按重量份数计其组成如下表所示：

PP	75份
		滑石粉	6份
硫酸钡	4份
		双酚A双磷酸二苯酯	15份
2,4-二羟基二苯甲酮	0.5份
		四氟乙烯	0.5份
乙撑双硬脂酰胺	4份

按重量份数取75份的聚丙烯（PP）,6份滑石粉，4份硫酸钡，15份双酚A双磷酸二苯酯，0.5份2,4-二羟基二苯甲酮，0.5份四氟乙烯和4份乙撑双硬脂酰胺，将备好的料置入高速搅拌机中，使各组分充分混合均匀形成混合料；将形成的混合料放入75#双螺杆挤出机中挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为190℃，四区温度为190℃，五区温度为190℃，挤出后即得本发明的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物。

性能测试结果：

当聚丙烯组合物中阻燃剂添加量按重量计算比增加到15份时，除性能参数上的拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度稍有下降，组合物仍保有良好的阻燃性能和综合机械性能。

Claims (7)

1.一种无卤阻燃型聚丙烯组合物，按重量计算比组成为75份的聚丙烯（PP）,1~20份的填充剂，1~20份的阻燃剂，0.5~5份的光稳定剂，1~10份的抗滴落剂，1~10份的流动剂。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于所述填充剂为滑石粉、高岭土、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于所述阻燃剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、双酚A双磷酸二苯酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于所述光稳定剂为水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮及2-（2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯苯并三唑中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的无卤阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于所述抗滴落剂为四氟乙烯（PTFE）、聚四氟乙烯颗粒及丙烯腈-苯乙烯（AS）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）或低密度乙烯（LDPE）为载体的聚四氟乙烯母粒中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的无卤阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于所述流动剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）、季戊四醇硬脂酸（PETS）、PE蜡及PP蜡中的一种或几种。

7.一种无卤阻燃型聚丙烯组合物的制备方法，包括：

1） 将75份的聚丙烯（PP）,1~20份的填充剂，1~20份的阻燃剂，0.5~5份的光稳定剂，1~10份的抗滴落剂，1~10份的流动剂按重量比计算，放入高速搅拌机中充分混合均匀成混合料；

2） 将形成的混合料放入75#双螺杆挤出机中挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为190℃，四区温度为190℃，五区温度为190℃，挤出后即得本发明的一种无卤阻燃型聚丙烯组合物。