CN108276659B - 一种高阻燃高耐热的mpp管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高阻燃高耐热的MPP管材及其制备方法，该MPP管材包括如下重量份的原料：68‑102份聚丙烯树脂、0.1‑2.5份抗氧剂、2‑8份相容剂、8‑15份阻燃剂、1‑5份协效剂、6‑15份丙烯酸酯纤维、4‑10份耐热填料和1.5‑3.5份改性微硅粉，所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为3‑12：3‑8：1‑2组成的混合物。本发明的MPP管材具有较佳的阻燃性、耐热性、抑烟性、稳定性、抗氧化老化等性能，强度高，通过采用耐热填料，能有效提高MPP管材的耐热性、加工流动性能，降低表面光泽度，且成型性能好，加工性能好，使用价值高。

Description

一种高阻燃高耐热的MPP管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高阻燃高耐热的MPP管材及其制备方法。
背景技术
随着我国的电力领域快速发展，目前应用于电力保护中的管材材料多样，而电力保护管是电力领域中的重要原件，对电线、光线、电缆等电力材料起到优良的保护作用，但是目前的电力保护管有采用PET、PVC、PE等材料，但采用上述材料制得的电力保护管仍存在阻燃性、稳定性、耐热性、机械强度等性能较差的情况，未能满足电力保护的需求。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高阻燃高耐热的MPP管材，该MPP管材具有较佳的阻燃性、耐热性、抑烟性、稳定性、抗氧化老化等性能，强度高，成型性能好，加工性能好，使用价值高。
本发明的另一目的在于提供一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，该制备方法简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高阻燃高耐热的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001513246500000011
Figure BDA0001513246500000021
所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为3-12：3-8：1-2组成的混合物。
本发明的MPP管材通过采用上述原料，各原料之间相互配合作用，协同反应，能使制得的MPP管材具有较佳的阻燃性、耐热性、抑烟性、稳定性、抗氧化老化等性能，强度高，成型性能好，加工性能好；其中，通过采用阻燃剂和协效剂相协同作用，既可提高阻燃效果，又能起到抑烟效果；通过采用碳酸钙、木质纤维素和硅化镁作为耐热填料，并严格控制三者的混合比例，能有效提高MPP管材的耐热性、加工流动性能，降低表面光泽度，而采用的丙烯酸酯纤维作为耐热材料，具有极佳的耐热性和弹性，与耐热填料相配合作用，能较大限度地提高MPP管材的耐热性，提高MPP管材成品的综合性能，满足电力保护材料的需求。
优选的，所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1.5-2.5组成的混合物，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N＇-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]和N,N＇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼中的至少一种；所述辅抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基)4，4'-联苯撑二磷酸酯和四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯}中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的抗氧剂，能与其他原料相配合作用、协同反应，有效降低MPP管材的热降解程度和氧化降解程度；其中，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N＇-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]和N,N＇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼属于受阻酚类抗氧剂，亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基)4，4'-联苯撑二磷酸酯和四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯}属于磷酸酯类抗氧剂，受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂作为主辅抗氧剂，两种类别的抗氧剂相配合作用，协同反应，能有效降低热氧降解程度，起到较佳的抗氧化作用。
其中，所述β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯相容性好，能与其他原料相配合作用，与亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、硫代二丙酸双月桂酯并用具有较佳的协同作用，有效抑制聚合物的热降解和氧化降解；所述四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯具有较佳的抗热水萃取性能；所述N,N＇-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]具有优良的相容性，挥发性低，无污染、耐抽出，安全无毒；所述N,N＇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼可单独使用或与其他种类的抗氧剂并用，具有较佳的协同作用；所述亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯与主抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯并用时有极好的协同效应，起到优异的抗热氧降解，抗氧化作用佳；所述双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯具有较佳的加工稳定性，少量添加量可达到较佳的抗氧作用，与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯复合使用时具有较佳的抗热氧降解性能。
更为优选的，所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以重量比为1.5-2.5:1.2-1.8:1组成的混合物。
优选的，所述相容剂为聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
本发明的MPP管材通过采用上述种类作为相容剂，能与其他原料相配合作用、协同反应，有效降低聚丙烯与其他原料反应时分子间的界面张力，进而提高界面粘接力，使分散相和连续相均匀，形成稳定的结构，促进透明PET材料各原料的相互配合反应，提高MPP管材的拉伸强度、抗冲击强度等机械性能，改善加工流变性，提高表面光洁度。更为优选的，所述相容剂是由乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物以重量比为1:1.6-2.4组成的混合物。
优选的，所述阻燃剂为十溴二苯醚、四溴双酚A、十溴二苯基乙烷、2，4，6-三溴苯酚、2，4，6-三溴苯基烯丙基醚、四溴邻苯二甲酸酐、1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷、溴化环氧树脂、六溴环十二烷、八溴醚、溴化聚苯乙烯和聚(2，6-二溴亚苯基醚)中的至少一种。
本发明通过采用上述溴系种类的阻燃剂，环保无害，能与其他原料相配合作用、协同反应，并能提高MPP管材的阻燃性能，且溴系阻燃剂的用量越少，阻燃效率越高，对MPP管材的性能影响越小。更为优选的，所述阻燃剂是由十溴二苯醚、2，4，6-三溴苯基烯丙基醚和四溴邻苯二甲酸酐以重量比为2.5-3.5:1:1.2-1.8组成的混合物。
优选的，所述协效剂为三氧化二锑、氧化锌、硼酸锌、硬脂酸锌、滑石粉、氧化铁、锡酸锌、钼酸锌、硅酸镁和硼酸锌中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的协效剂，能与其他原料相配合作用、协同反应，与阻燃剂相配合具有较佳的协同作用，能在气相中捕获自由基，并在凝聚相发挥协效作用，在MPP管材表面形成硬实的炭层，进而对MPP管材起到较佳的阻燃、防火作用，并起到抑烟效果，改善MPP管材的色泽。更为优选的，所述协效剂是由三氧化二锑、硬脂酸锌、滑石粉和氧化铁以重量比为3-4:2.4-3.2:1.0-1.5：1组成的混合物。
优选的，所述MPP管材还包括10-15份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、丁苯橡胶、乙丙胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯腈单元含量为26％～32％的丁腈橡胶中的至少一种。
本发明通过采用上述种类作为抗冲击改性剂，能与其他原料相配合作用、协同反应，能有效提高聚丙烯的抗冲击强度，并改善聚丙烯的加工性能和耐候性，且不影响聚丙烯自身的表观性能和物理机械性能；其中，所述甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物可有效提高MPP管材的冲击韧性和耐老化性能；所述氯化聚乙烯具有较佳的抗冲击性、耐候性、阻燃性、耐油性、稳定性和电绝缘性能；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物能有效提高MPP管材的韧性、耐候性和抗冲击强度，大大提高低温冲击韧度；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物能有效改善MPP管材的耐候性、耐寒性，提高拉伸强度、硬度等机械性能。更为优选的，所述抗冲击改性剂是由甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶和丙烯腈单元含量为26％～32％的丁腈橡胶以重量比为1.2-1.8：1：1.6-2.4组成的混合物。
优选的，所述MPP管材还包括1-3份润滑剂，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、氯化石蜡、季戊四醇、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸十八烷醇酯、芥酸酰胺、N，N’-亚乙基双硬脂酸胺和二硬脂酸镁中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的润滑剂，能与其他原料相配合作用、协同反应，能对MPP管材起到较佳的内部润滑和外部润滑的作用，降低大分子间的作用力，能在分子交界面形成润滑的薄层，并有效降低粘度，使得在后加工过程中易于脱模，提高MPP管材的流动性、成型性能和加工性能。更为优选的，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸十八烷醇酯和N，N’-亚乙基双硬脂酸胺以重量比为2.4-3.2:1:0.8-1.2组成的混合物。
优选的，所述MPP管材还包括0.6-2.4份着色剂，所述着色剂为联苯胺黄、苯并咪唑酮黄、1,4-二羟基蒽醌、1-[(2-甲基苯基)偶氮]-2-萘醇、二胺基偶氮苯和咔唑紫中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的着色剂，能与其他原料相配合作用、协同反应，相容性好，具有较佳的着色力，光泽度佳，改善MPP管材成品的表观色彩和光泽度。
如上所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂、丙烯酸酯纤维和耐热填料进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高阻燃高耐热的MPP管材。
本发明的制备方法简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产，制得的MPP管材具有较佳的阻燃性、耐热性、抑烟性、稳定性、抗氧化老化等性能，加工性能好，能满足电力保护材料的需求。
优选的，所述第一次混合搅拌的搅拌转速为650-900r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为830-1180r/min；所述挤出设备的一区温度为275-290℃，二区温度为285-298℃，三区温度为300-310℃，四区温度为305-315℃，五区温度为290-305℃。
本发明通过严格控制原料的两次混合搅拌的转速、以及挤出造粒的各区温度，能使制得的MPP材料具有较佳的阻燃性、耐热性、抗冲击性、拉伸强度、硬度等力学性能，且成型性能好，加工性能佳，满足电力保护材料的需求。
本发明的有益效果在于：本发明的MPP管材具有较佳的阻燃性、耐热性、抑烟性、稳定性、抗氧化老化等性能，强度高，成型性能好，加工性能好；其中，通过采用阻燃剂和协效剂相协同作用，既可提高阻燃效果，又能起到抑烟效果；通过采用碳酸钙、木质纤维素和硅化镁作为耐热填料，并严格控制三者的混合比例，能有效提高MPP管材的耐热性、加工流动性能，降低表面光泽度，提高MPP管材成品的综合性能，满足电力保护材料的需求。
本发明的MPP管材制备方法操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，能使制得的MPP管材具有较佳的阻燃性、耐热性、抑烟性、稳定性、抗氧化老化等性能，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高阻燃高耐热的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001513246500000071
所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为3：3：2组成的混合物。
所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1：1.5组成的混合物，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，所述辅抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
所述相容剂为苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述阻燃剂为1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷和/或溴化环氧树脂。
所述协效剂为硼酸锌。
所述MPP管材还包括10份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
所述MPP管材还包括1份润滑剂，所述润滑剂为芥酸酰胺和/或二硬脂酸镁。
所述MPP管材还包括0.6份着色剂，所述着色剂为联苯胺黄和/或苯并咪唑酮黄。
如上所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂、丙烯酸酯纤维和耐热填料进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高阻燃高耐热的MPP管材。
所述第一次混合搅拌的搅拌转速为650r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为830r/min；所述挤出设备的一区温度为275℃，二区温度为285℃，三区温度为300℃，四区温度为305℃，五区温度为290℃。
实施例2
一种高阻燃高耐热的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001513246500000081
所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为5：4：1.8组成的混合物。
所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1：1.8组成的混合物，所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述辅抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
所述相容剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述阻燃剂为十溴二苯基乙烷、2，4，6-三溴苯酚、聚(2，6-二溴亚苯基醚)。
所述协效剂为硬脂酸锌、滑石粉和氧化铁中的至少一种。
所述MPP管材还包括11份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
所述MPP管材还包括1.5份润滑剂，所述润滑剂为氯化石蜡。
所述MPP管材还包括1.0份着色剂，所述着色剂为1,4-二羟基蒽醌。
如上所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂、丙烯酸酯纤维和耐热填料进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高阻燃高耐热的MPP管材。
所述第一次混合搅拌的搅拌转速为715r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为918r/min；所述挤出设备的一区温度为278℃，二区温度为288℃，三区温度为303℃，四区温度为308℃，五区温度为294℃。
实施例3
一种高阻燃高耐热的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001513246500000091
Figure BDA0001513246500000101
所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为7.5：5：1.5组成的混合物。
所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1：2组成的混合物，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，所述辅抗氧剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述相容剂为聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、四溴双酚A和溴化聚苯乙烯中的至少一种。
所述协效剂为三氧化二锑。
所述MPP管材还包括12份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为丙烯腈单元含量为26％～32％的丁腈橡胶。
所述MPP管材还包括2份润滑剂，所述润滑剂为为氧化聚乙烯蜡和/或N，N’-亚乙基双硬脂酸胺。
所述MPP管材还包括1.5份着色剂，所述着色剂为二胺基偶氮苯。
如上所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂、丙烯酸酯纤维和耐热填料进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高阻燃高耐热的MPP管材。
所述第一次混合搅拌的搅拌转速为780r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为1006r/min；所述挤出设备的一区温度为282℃，二区温度为291℃，三区温度为305℃，四区温度为310℃，五区温度为298℃。
实施例4
一种高阻燃高耐热的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001513246500000111
所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为10：6：1.2组成的混合物。
所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1：2.2组成的混合物，所述主抗氧剂为N,N＇-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]，所述辅抗氧剂为四(2，4-二叔丁基苯基)4，4'-联苯撑二磷酸酯。
所述相容剂为乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述阻燃剂为2，4，6-三溴苯基烯丙基醚和/或四溴邻苯二甲酸酐。
所述协效剂为氧化锌。
所述MPP管材还包括13份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为氯化聚乙烯和/或丁苯橡胶。
所述MPP管材还包括2.5份润滑剂，所述润滑剂为季戊四醇和/或乙撑双硬脂酰胺。
所述MPP管材还包括2.0份着色剂，所述着色剂为1-[(2-甲基苯基)偶氮]-2-萘醇。
如上所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂、丙烯酸酯纤维和耐热填料进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高阻燃高耐热的MPP管材。
所述第一次混合搅拌的搅拌转速为845r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为1094r/min；所述挤出设备的一区温度为286℃，二区温度为294℃，三区温度为308℃，四区温度为312℃，五区温度为302℃。
实施例5
一种高阻燃高耐热的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001513246500000121
所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为12：8：1组成的混合物。
所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1：2.5组成的混合物，所述主抗氧剂为N,N＇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼，所述辅抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯}。
所述相容剂为乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述阻燃剂为六溴环十二烷和/或八溴醚。
所述协效剂为锡酸锌、钼酸锌、硅酸镁和硼酸锌中的至少一种。
所述MPP管材还包括15份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物和/或乙丙胶。
所述MPP管材还包括3份润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸十八烷醇酯。
所述MPP管材还包括2.4份着色剂，所述着色剂为咔唑紫。
如上所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂、丙烯酸酯纤维和耐热填料进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高阻燃高耐热的MPP管材。
所述第一次混合搅拌的搅拌转速为900r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为1180r/min；所述挤出设备的一区温度为290℃，二区温度为298℃，三区温度为310℃，四区温度为315℃，五区温度为305℃。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以重量比为1.5:1.8:1组成的混合物。
所述相容剂是由乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物以重量比为1:1.6组成的混合物。
所述阻燃剂是由十溴二苯醚、2，4，6-三溴苯基烯丙基醚和四溴邻苯二甲酸酐以重量比为2.5:1:1.8组成的混合物。
所述协效剂是由三氧化二锑、硬脂酸锌、滑石粉和氧化铁以重量比为3:2.4:1.5：1组成的混合物。
所述抗冲击改性剂是由甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶和丙烯腈单元含量为26％的丁腈橡胶以重量比为1.2：1：1.6组成的混合物。
所述润滑剂为为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸十八烷醇酯和N，N’-亚乙基双硬脂酸胺以重量比为2.4:1:0.8组成的混合物。
实施例7
本实施例与实施例2的区别在于：
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以重量比为1.8:1.6:1组成的混合物。
所述相容剂是由乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物以重量比为1:1.8组成的混合物。
所述阻燃剂是由十溴二苯醚、2，4，6-三溴苯基烯丙基醚和四溴邻苯二甲酸酐以重量比为2.8:1:1.6组成的混合物。
所述协效剂是由三氧化二锑、硬脂酸锌、滑石粉和氧化铁以重量比为3.2:2.6:1.3：1组成的混合物。
所述抗冲击改性剂是由甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶和丙烯腈单元含量为28％的丁腈橡胶以重量比为1.3：1：1.8组成的混合物。
所述润滑剂为为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸十八烷醇酯和N，N’-亚乙基双硬脂酸胺以重量比为2.6:1:0.9组成的混合物。
实施例8
本实施例与实施例3的区别在于：
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以重量比为2:1.5:1组成的混合物。
所述相容剂是由乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物以重量比为1:2组成的混合物。
所述阻燃剂是由十溴二苯醚、2，4，6-三溴苯基烯丙基醚和四溴邻苯二甲酸酐以重量比为3:1:1.5组成的混合物。
所述协效剂是由三氧化二锑、硬脂酸锌、滑石粉和氧化铁以重量比为3.5:2.8:1.2：1组成的混合物。
所述抗冲击改性剂是由甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶和丙烯腈单元含量为30％的丁腈橡胶以重量比为1.5：1：2组成的混合物。
所述润滑剂为为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸十八烷醇酯和N，N’-亚乙基双硬脂酸胺以重量比为2.8:1:1.0组成的混合物。
实施例9
本实施例与实施例4的区别在于：
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以重量比为2.3:1.3:1组成的混合物。
所述相容剂是由乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物以重量比为1:2.2组成的混合物。
所述阻燃剂是由十溴二苯醚、2，4，6-三溴苯基烯丙基醚和四溴邻苯二甲酸酐以重量比为3.2:1:1.3组成的混合物。
所述协效剂是由三氧化二锑、硬脂酸锌、滑石粉和氧化铁以重量比为3.8:3:1.1：1组成的混合物。
所述抗冲击改性剂是由甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶和丙烯腈单元含量为32％的丁腈橡胶以重量比为1.6：1：2.2组成的混合物。
所述润滑剂为为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸十八烷醇酯和N，N’-亚乙基双硬脂酸胺以重量比为3:1:1.1组成的混合物。
实施例10
本实施例与实施例5的区别在于：
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以重量比为2.5:1.2:1组成的混合物。
所述相容剂是由乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物以重量比为1:2.4组成的混合物。
所述阻燃剂是由十溴二苯醚、2，4，6-三溴苯基烯丙基醚和四溴邻苯二甲酸酐以重量比为3.5:1:1.2组成的混合物。
所述协效剂是由三氧化二锑、硬脂酸锌、滑石粉和氧化铁以重量比为4:3.2:1.0：1组成的混合物。
所述抗冲击改性剂是由甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶和丙烯腈单元含量为30％的丁腈橡胶以重量比为1.8：1：2.4组成的混合物。
所述润滑剂为为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸十八烷醇酯和N，N’-亚乙基双硬脂酸胺以重量比为3.2:1:1.2组成的混合物。
对比例1
一种高阻燃的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001513246500000161
所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1：2组成的混合物，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，所述辅抗氧剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述相容剂为聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、四溴双酚A和溴化聚苯乙烯中的至少一种。
所述协效剂为三氧化二锑。
所述MPP管材还包括12份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为丙烯腈单元含量为26％～32％的丁腈橡胶。
所述MPP管材还包括2份润滑剂，所述润滑剂为为氧化聚乙烯蜡和/或N，N’-亚乙基双硬脂酸胺。
所述MPP管材还包括1.5份着色剂，所述着色剂为二胺基偶氮苯。
如上所述的一种高阻燃的MPP管材的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂和丙烯酸酯纤维进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高阻燃的MPP管材。
所述第一次混合搅拌的搅拌转速为780r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为1006r/min；所述挤出设备的一区温度为282℃，二区温度为291℃，三区温度为305℃，四区温度为310℃，五区温度为298℃。
对比例2
一种高耐热的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001513246500000171
所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为7.5：5：1.5组成的混合物。
所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1：2组成的混合物，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，所述辅抗氧剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述相容剂为聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物。
所述MPP管材还包括12份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为丙烯腈单元含量为26％～32％的丁腈橡胶。
所述MPP管材还包括2份润滑剂，所述润滑剂为为氧化聚乙烯蜡和/或N，N’-亚乙基双硬脂酸胺。
所述MPP管材还包括1.5份着色剂，所述着色剂为二胺基偶氮苯。
如上所述的一种高耐热的MPP管材的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂、丙烯酸酯纤维和耐热填料进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高耐热的MPP管材。
所述第一次混合搅拌的搅拌转速为780r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为1006r/min；所述挤出设备的一区温度为282℃，二区温度为291℃，三区温度为305℃，四区温度为310℃，五区温度为298℃。
将上述实施例1-10和对比例1-2制得的成品分别进行防火性能等性能测试，测试结果如下所示：
Figure BDA0001513246500000181
Figure BDA0001513246500000191
由上表数据可知，本发明的MPP管材具有较佳的阻燃性、耐热性、抑烟性、稳定性、抗氧化老化等性能，强度高，成型性能好，加工性能好；其中，通过本发明的实施例1-10与对比例1-2相对比，本发明通过采用阻燃剂和协效剂相协同作用，既可提高阻燃效果，又能起到抑烟效果；并通过采用碳酸钙、木质纤维素和硅化镁作为耐热填料，能有效提高MPP管材的耐热性、加工流动性能，降低表面光泽度，提高MPP管材成品的综合性能，满足电力保护材料的需求。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高阻燃高耐热的MPP管材，其特征在于：该MPP管材包括如下重量份的原料：
Figure FDA0002589790210000011
所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为3-12：3-8：1-2组成的混合物；
所述相容剂为聚二有机硅氧烷与聚碳酸酯的嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；
所述协效剂为三氧化二锑、氧化锌、硼酸锌、硬脂酸锌、滑石粉、氧化铁、锡酸锌、钼酸锌、硅酸镁和硼酸锌中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材，其特征在于：所述抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1:1.5-2.5组成的混合物，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N＇-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]和N,N＇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼中的至少一种；所述辅抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基)4，4'-联苯撑二磷酸酯和四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯}中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯醚、四溴双酚A、十溴二苯基乙烷、2，4，6-三溴苯酚、2，4，6-三溴苯基烯丙基醚、四溴邻苯二甲酸酐、1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷、溴化环氧树脂、六溴环十二烷、八溴醚、溴化聚苯乙烯和聚(2，6-二溴亚苯基醚)中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材，其特征在于：所述MPP管材还包括10-15份抗冲击改性剂，所述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、丁苯橡胶、乙丙胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯腈单元含量为26％～32％的丁腈橡胶中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材，其特征在于：所述MPP管材还包括1-3份润滑剂，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、氯化石蜡、季戊四醇、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸十八烷醇酯、芥酸酰胺、N，N’-亚乙基双硬脂酸胺和二硬脂酸镁中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材，其特征在于：所述MPP管材还包括0.6-2.4份着色剂，所述着色剂为联苯胺黄、苯并咪唑酮黄、1,4-二羟基蒽醌、1-[(2-甲基苯基)偶氮]-2-萘醇、二胺基偶氮苯和咔唑紫中的至少一种。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
按照重量份将聚丙烯树脂、相容剂、丙烯酸酯纤维和耐热填料进行第一次混合搅拌，然后再加入剩余的原料，进行第二次混合搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得高阻燃高耐热的MPP管材。
8.根据权利要求7所述的一种高阻燃高耐热的MPP管材的制备方法，其特征在于：所述第一次混合搅拌的搅拌转速为650-900r/min，所述第二次混合搅拌的搅拌转速为830-1180r/min；所述挤出设备的一区温度为275-290℃，二区温度为285-298℃，三区温度为300-310℃，四区温度为305-315℃，五区温度为290-305℃。
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