CN105623102A - 一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法 - Google Patents

一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105623102A
CN105623102A CN201610186165.1A CN201610186165A CN105623102A CN 105623102 A CN105623102 A CN 105623102A CN 201610186165 A CN201610186165 A CN 201610186165A CN 105623102 A CN105623102 A CN 105623102A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polypropylene
triazine ring
free
parts
halogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610186165.1A
Other languages
English (en)
Inventor
宋艳
许亮
杨荣
张鑫
李锦春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201610186165.1A priority Critical patent/CN105623102A/zh
Publication of CN105623102A publication Critical patent/CN105623102A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/22—Halogen free composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法，属于阻燃聚丙烯技术领域。其组份包括聚丙烯、聚磷酸铵、聚戊四醇、含三嗪环无卤阻燃剂、相容剂和抗氧剂。本发明在聚磷酸铵和季戊四醇阻燃聚丙烯复合材料体系中，不增加阻燃剂的总添加量的情况下，添加少量的含三嗪环无卤阻燃剂就可以使聚丙烯的极限氧指数达到31%，垂直燃烧测试达到UL-94？V-0级。含三嗪环无卤阻燃剂熔点较低，在聚丙烯的加工温度下为液体，能够很好的分散在聚丙烯中，并能够改善聚磷酸铵和季戊四醇与聚丙烯之间的相容性。

Description

一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯阻燃技术领域，特别是含三嗪环无卤阻燃剂阻燃聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是目前最重要的通用塑料之一，它被广泛的应用于日常生活用品、汽车、包装、电子、建材等领域。但是聚丙烯属于易燃高分子材料，容易燃烧且在燃烧时极易出现熔滴和流延起火的现象。因此，为了提高使用安全性，需要对聚丙烯进行阻燃改性。
阻燃剂根据其是否含有卤素可将其分为含卤阻燃剂和无卤阻燃剂两大类。含卤阻燃剂由于其燃烧时会产生大量有毒气体和腐蚀性烟雾，危害人们的生命安全，而逐渐被无卤阻燃剂所替代。膨胀阻燃剂集炭源、酸源、气源于一体，具有发烟量少、抑制融滴、不产生有毒气体等优点，是一种绿色环保型的无卤阻燃剂，具有广阔的应用前景。传统的聚磷酸铵、季戊四醇复配组成的膨胀型阻燃体系虽能够赋予聚丙烯良好阻燃性能，但是，不能有效地抑制聚丙烯在燃烧时的熔滴现象。
本发明所要解决的问题是：现有技术中单纯添加传统膨胀型阻燃体系聚磷酸铵、聚戊四醇的阻燃聚丙烯，很难在其燃烧时无滴落现象，无法使阻燃聚丙烯材料的燃烧等级达到UL-94V-0级。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种含三嗪环无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法
一种含三嗪环无卤膨胀型阻燃聚丙烯材料，其组分按质量分数计算为：
聚丙烯：59份
聚磷酸铵：18份
季戊四醇：6份-11份
含三嗪环无卤阻燃剂：1份-6份
相容剂：10份
抗氧剂：1份。
本发明所使用的聚丙烯为均聚或共聚聚丙烯，熔融指数为1.5-10g/10min。
其中所述的含三嗪环无卤阻燃剂不含卤素，其结构中含有较多的三嗪环和苯环，具有优异的热稳定性，较高的成炭能力，且与聚丙烯之间的相容性较好。其结构式如式1所示
其中所述的相容剂为接枝率为0.5％-1％的聚丙烯接枝马来酸酐。
其中所述的抗氧剂为抗氧1010，其分子式为C73H108O12。
上述的一种含三嗪环无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，按照下述步骤进行：
首先将聚磷酸铵、季戊四醇和含三嗪环无卤阻燃剂混合均匀，其次再将聚丙烯、相容剂和混合均匀的阻燃剂进行预混，之后将预混后的物料加入密炼机中，并加入抗氧剂，在190℃下熔融共混5min，得到含三嗪环无卤阻燃聚丙烯材料。
与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
(1)在聚磷酸铵、季戊四醇阻燃聚丙烯材料中，在不增加阻燃剂添加总量的情况下，加入少量的含三嗪环无卤阻燃剂，就可以使阻燃聚丙烯材料的极限氧指数达到31％，燃烧等级达到UL-94V-0级。
(2)含三嗪环无卤阻燃剂的熔点较低，在聚丙烯的加工温度下会熔融成液体，与聚丙烯之间的相容性良好，能够很好的分散在聚丙烯中，使其不会影响材料制品的力学性能。
具体实施方式
以下实施例所使用的聚丙烯为镇海炼化生产的牌号为T30s，熔融指数为3.8g/10min；聚丙烯接枝马来酸酐为上海日之升生产的牌号为CMG9801，接枝率为1％；聚磷酸铵为杭州捷尔思阻燃化工有限公司生产；季戊四醇为上海凌峰化学试剂有限公司生产，分析纯。抗氧剂1010为天津中信凯泰化工有限公司生产。
本发明含三嗪环无卤阻燃剂的制备方法如下：
将溶有6.3294g(0.03mol)苯氧基磷酰二氯和0.1848g(1.5148mmol)4-二甲氨基吡啶的100mL吡啶溶液加入三口烧瓶中；在-10℃下将溶有5.2448g(0.02mol)三(2-羟乙基)异氰尿酸酯和6.0714g(0.06mol)三乙胺的100mL吡啶溶液滴加到三口烧瓶中，搅拌反应1h，将温度升至40℃，搅拌反应12h；冷却，结束反应，过滤得橘黄色滤液；然后将得到的滤液减压蒸馏得粘稠物，用四氢呋喃使产物析出，并用四氢呋喃洗涤多次；最后在80℃真空烘箱中干燥至恒重，得淡黄色固体，即为含三嗪环无卤阻燃剂。
实施例1
按照表1的配方，称取聚丙烯59份，聚丙烯接枝马来酸酐10份，聚磷酸铵18份，季戊四醇11份，含三嗪环无卤阻燃剂1份，抗氧10101份。将各组分均匀混合后在密炼机中190℃，20r/min下熔融共混5分钟，得到含三嗪环无卤阻燃聚丙烯材料。所得材料性能测试结果见表2。
实施例2
本实施例所用的含三嗪环无卤阻燃剂制备方法同实施例1，本实施例与实施例1的区别在于季戊四醇的量为6份，而含三嗪环无卤阻燃剂的量为6份。
按照表1的配方，称取聚丙烯59份，聚丙烯接枝马来酸酐10份，聚磷酸铵18份，季戊四醇6份，含三嗪环无卤阻燃剂6份，抗氧10101份。将各组分均匀混合后在密炼机中190℃，20r/min下熔融共混5分钟，得到含三嗪环无卤阻燃聚丙烯材料。所得材料性能测试结果见表2。
实施例3
本实施例所用的含三嗪环无卤阻燃剂制备方法同实施例1，本实施例与实施例1的区别在于季戊四醇的量为9份，含三嗪环无卤阻燃剂的量为3份。
按照表1的配方，称取聚丙烯59份，聚丙烯接枝马来酸酐10份，聚磷酸铵18份，季戊四醇9份，含三嗪环无卤阻燃剂3份，抗氧10101份。将各组分均匀混合后在密炼机中190℃，20r/min下熔融共混5分钟，得到含三嗪环无卤阻燃聚丙烯材料。所得材料性能测试结果见表2。
对比例1
不添加阻燃体系制备聚丙烯材料
按照表1的配方称取聚丙烯89份，聚丙烯接枝马来酸酐10份，抗氧10101份。将各组分均匀混合后在密炼机中190℃，20r/min下熔融共混5分钟，得到聚丙烯材料。所得材料性能测试结果见表2。
对比例2
仅采用APP、PER阻燃体系制备阻燃聚丙烯材料
按照表1的配方称取聚丙烯59份，聚丙烯接枝马来酸酐10份，聚磷酸铵18份，季戊四醇12份，抗氧10101份。将各组分均匀混合后在密炼机中190℃，20r/min下熔融共混5分钟，得到阻燃聚丙烯材料。所得材料性能测试结果见表2。
表1阻燃聚丙烯材料配方
根据表2数据可知，在聚丙烯中添加阻燃剂后，材料的拉伸强度和断裂伸长率有着不同程度的下降，这是由于添加阻燃剂后的聚丙烯材料内部存在相界面，导致其力学性能有所降低。阻燃剂总量保持30％不变时，随着含三嗪环无卤阻燃剂的用量的增加，阻燃聚丙烯材料的阻燃性能也随之提高。当含三嗪环无卤阻燃剂的用量为3份，季戊四醇用量为9份时，阻燃聚丙烯的极限氧指数达到31％，垂直燃烧等级达到UL-94V-0级，阻燃性能达到最佳，此时材料的拉伸强度为23.0MPa，降低的断裂伸长率为16.2％。相较于单独添加聚磷酸铵、聚戊四醇阻燃体系的对比例2，加入含三嗪环无卤阻燃剂的阻燃聚丙烯阻燃性能得到了提升，且燃烧等级也得到了改善，并且含三嗪环无卤阻燃剂的加入对材料的力学性能的影响很小。因此，在聚磷酸铵、季戊四醇阻燃聚丙烯材料中加入少量的含三嗪环无卤阻燃剂可以很好的提高材料的阻燃性能，并能够有效地改善聚丙烯材料在燃烧时的熔滴现象，从而达到更好的阻燃效果。
表2阻燃聚丙烯材料性能测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
极限氧指数(％) 29 31 31 18 29
燃烧等级 V-2 V-0 V-0 N.R. N.R.
拉伸强度(MPa) 20.9 25.5 23.0 31.2 26.6
断裂伸长率(％) 19.3 14.3 16.2 457.9 32.9

Claims (6)

1.一种含三嗪环无卤膨胀型阻燃聚丙烯材料，其特征在于其组分按质量分数计算为：
聚丙烯：59份
聚磷酸铵：18份
季戊四醇：6份-11份
含三嗪环无卤阻燃剂：1份-6份
相容剂：10份
抗氧剂：1份。
2.根据权利要求1所述的一种含三嗪环无卤膨胀型阻燃聚丙烯材料，其特征在于所使用的聚丙烯为均聚或共聚聚丙烯，熔融指数为1.5-10g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种含三嗪环无卤膨胀型阻燃聚丙烯材料，其特征在于其中所述的含三嗪环无卤阻燃剂不含卤素，其结构中含有较多的三嗪环和苯环，具有优异的热稳定性，较高的成炭能力，且与聚丙烯之间的相容性较好；其结构式如式1所示
﹏表示衍生的分子链
式1。
4.根据权利要求1所述的一种含三嗪环无卤膨胀型阻燃聚丙烯材料，其特征在于其中所述的相容剂为接枝率为0.5%-1%的聚丙烯接枝马来酸酐。
5.根据权利要求1所述的一种含三嗪环无卤膨胀型阻燃聚丙烯材料，其特征在于其中所述的抗氧剂为抗氧1010，其分子式为C73H108O12。
6.权利要求1所述的一种含三嗪环无卤膨胀型阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
首先将聚磷酸铵、季戊四醇和含三嗪环无卤阻燃剂混合均匀，其次再将聚丙烯、相容剂和混合均匀的阻燃剂进行预混，之后将预混后的物料加入密炼机中，并加入抗氧剂，在190℃下熔融共混5min，得到含三嗪环无卤阻燃聚丙烯材料。
CN201610186165.1A 2016-03-29 2016-03-29 一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法 Pending CN105623102A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610186165.1A CN105623102A (zh) 2016-03-29 2016-03-29 一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610186165.1A CN105623102A (zh) 2016-03-29 2016-03-29 一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105623102A true CN105623102A (zh) 2016-06-01

Family

ID=56038475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610186165.1A Pending CN105623102A (zh) 2016-03-29 2016-03-29 一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105623102A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111057316A (zh) * 2019-12-23 2020-04-24 清远市普塞呋磷化学有限公司 一种不粘模聚磷酸铵阻燃改性聚丙烯材料及其制备方法
CN112341702A (zh) * 2020-10-13 2021-02-09 裕克施乐塑料制品（太仓）有限公司 一种高效抑烟无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN114561017A (zh) * 2022-01-25 2022-05-31 浙江农林大学 一种超高效聚磷酸酯类阻燃剂、绿色制备方法及其应用
CN116120562A (zh) * 2022-12-09 2023-05-16 江苏宝源高新电工有限公司 一种无卤阻燃剂及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104558832A (zh) * 2014-12-25 2015-04-29 常州大学 一种含成炭剂的阻燃聚丙烯材料及制备方法
CN105175735A (zh) * 2015-07-24 2015-12-23 常州大学 一种支化磷-氮型阻燃剂及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104558832A (zh) * 2014-12-25 2015-04-29 常州大学 一种含成炭剂的阻燃聚丙烯材料及制备方法
CN105175735A (zh) * 2015-07-24 2015-12-23 常州大学 一种支化磷-氮型阻燃剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱洪法、朱玉霞: "《工业助剂手册》", 30 June 2007, 金盾出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111057316A (zh) * 2019-12-23 2020-04-24 清远市普塞呋磷化学有限公司 一种不粘模聚磷酸铵阻燃改性聚丙烯材料及其制备方法
CN111057316B (zh) * 2019-12-23 2022-03-29 清远市普塞呋磷化学有限公司 一种不粘模聚磷酸铵阻燃改性聚丙烯材料及其制备方法
CN112341702A (zh) * 2020-10-13 2021-02-09 裕克施乐塑料制品（太仓）有限公司 一种高效抑烟无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN114561017A (zh) * 2022-01-25 2022-05-31 浙江农林大学 一种超高效聚磷酸酯类阻燃剂、绿色制备方法及其应用
CN114561017B (zh) * 2022-01-25 2023-02-24 浙江农林大学 一种超高效聚磷酸酯类阻燃剂、绿色制备方法及其应用
CN116120562A (zh) * 2022-12-09 2023-05-16 江苏宝源高新电工有限公司 一种无卤阻燃剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101469089B (zh) 一种制备管材用无卤聚乙烯组合物及其制备方法
CN106633189B (zh) 一种高效耐水性膨胀阻燃剂及其在聚丙烯中的应用
CN105623102A (zh) 一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法
CN104177791B (zh) 一种无卤膨胀阻燃pbt及其制备方法
CN104854184B (zh) 聚烯烃类阻燃树脂组合物及成型产品
CN104250434B (zh) 一种磷氮系无卤阻燃聚乳酸材料
CN107698798A (zh) 玻纤增强尼龙用不含氮无卤阻燃复配体系及其应用
CN111333960A (zh) 一种无锑阻燃聚丙烯组合物及其制备方法
EP2505607A1 (en) Thermoplastic ABS resin compositions having excellent resistance to flame retardancy
CN103232635A (zh) 协同膨胀阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN110922748A (zh) 一种低烟无卤阻燃尼龙12及其制备方法
CN107760023A (zh) 一种玻纤增强尼龙用无卤阻燃复配体系及其应用
CN108610510A (zh) 磷杂菲磷腈复配阻燃剂、复合材料及其制备方法和应用
CN103740038A (zh) 高光泽无卤阻燃abs材料及其制备方法
CN109679203B (zh) 一种无卤玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN102786767B (zh) 一种超高流动无卤阻燃abs及其制备方法
CN104558832B (zh) 一种含成炭剂的阻燃聚丙烯材料及制备方法
CN102153811B (zh) 同时具备阻燃和增韧的聚丙烯复合材料
CN105670282A (zh) 高阻燃无卤非增强聚酰胺材料及其制备方法
CN108976754B (zh) 一种抗静电阻燃复合材料及其制备方法和用途
CN115505172B (zh) 一种无卤阻燃剂及其制备方法和应用
CN101613580A (zh) 一种无卤阻燃热熔胶膜及其制备方法
CN103360739A (zh) 一种磷系协效阻燃pc/abs合金材料及其制备方法
CN103881344A (zh) 抗静电无卤阻燃pc/pbt合金材料及其制备方法
CN104610735B (zh) 一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160601

RJ01 Rejection of invention patent application after publication