CN110734605B - 一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片 - Google Patents
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,其技术方案要点是包括如下重量份数的物质组成:聚丙烯80~100份;阻燃剂30~40份;高岭土凝胶60~70份;协效剂5~10份;POE10~20份;抗氧化剂0.2~0.4份;表面活化剂1~2份;偶联剂2~4份,其制备方法包括如下制备步骤:步骤(1):将高岭土凝胶与阻燃剂混合,再喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、表面活化剂以及抗氧化剂加入到高速搅拌机中搅拌;步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、协效剂、POE以及偶联剂进行搅拌,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,本发明中的聚丙烯阻燃绝缘片在达到阻燃效果的同时保持高韧性。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘材料技术领域,更具体的说是涉及一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片。
背景技术
聚丙烯是五大通用合成树脂中的一个重要品种,无毒、无臭、无味,是目前所有塑料中最轻的品种之一,在全球塑料用五大合成树脂中,聚丙烯的产量占有25%左右的份额。聚丙烯几乎适用于所有成型加工的方法,其成型加工流动性良好,聚丙烯具有优良的抗弯曲疲劳性,强度、刚度、硬度比较高,具有优异的电绝缘性能,主要用于电信电缆的绝缘和电器外壳,具有良好的耐热性,但耐候性能差,易燃烧。
以聚丙烯为主要原料制备的阻燃片,往往需要中加入大量的阻燃剂以克服聚丙烯易燃的缺陷,其阻燃性能虽得到了明显的改善,但是其力学性能往往会受到很大的影响,特别是抗冲击性能,导致聚丙烯阻燃绝缘片很难满足许多建筑材料、电气材料等的规定。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,该聚丙烯阻燃绝缘片在达到阻燃效果的同时保持高韧性。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下重量份数的物质组成:
聚丙烯80~100份;
阻燃剂30~40份;
高岭土凝胶60~70份;
协效剂5~10份;
POE10~20份;
抗氧化剂0.2~0.4份;
表面活化剂1~2份;
偶联剂2~4份。
作为本发明的进一步改进,所述协效剂包括如下重量份数的物质组成:
介孔分子筛1.5~4份;
氧化锑0.5~1份;
氧化锆3~5份。
作为本发明的进一步改进,所述抗氧化剂选为抗氧化剂1010。
作为本发明的进一步改进,所述介孔分子筛的孔径大小为2~10nm。
作为本发明的进一步改进,所述表面活化剂包括如下重量份数的物质组成:
十二烷基苯磺酸钠0.5~1.5份;
烷基氨基乙基咪唑啉0.1~0.5份。
作为本发明的进一步改进,所述阻聚剂选为溴锑复合阻燃母粒。
作为本发明的进一步改进,所述偶联剂选为γ―氨丙基三乙氧基硅烷或γ~甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片的制备方法,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与阻燃剂混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为50~60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、表面活化剂以及抗氧化剂加入到高速搅拌机中,在温度为80~160℃的条件下,搅拌60~120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、协效剂、POE以及偶联剂,搅拌90~120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:180℃~190℃;二区温度:190℃~200℃;三区温度190℃~200℃;模头温度:200℃~210℃;螺杆转速:55~60r/min;熔体压力:20~25MPa。
作为本发明的进一步改进,所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和碱液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(a)所得的活化高岭土溶于酸中,加热反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温1~4天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
本发明的有益效果:
1、在聚丙烯阻燃绝缘片的配方中,在增加POE树脂的前提下,进一步添加高岭土,由于高岭土的黏土结构倾向于分布在POE弹性体的周围,形成黏土网络结构,高岭土与POE起到了协同增韧的效果;
2、高岭土对包覆于其内部的阻燃剂而言,一方面增加了阻燃剂与聚丙烯树脂或POE树脂之间的迁移阻力,降低了阻燃剂的迁移速率,减缓阻燃剂析出,赋予聚丙烯阻燃绝缘片长久的阻燃的效果;另一方面,高岭土的加入也提高了气体阻隔性能,燃烧过程中它在阻燃片表面形成一种炭化硅酸盐无机层,阻止热量的传递,对下面的未燃烧材料起到了隔热和分离作用;
3、协效剂选择了介孔分子筛、氧化锑以及氧化锆的组合物进一步增加聚丙烯的韧性,介孔分子筛具有吸附性和比表面积大的特性,与高分子链之间有较大的缠绕作用,使得聚丙烯内部较为致密,氧化锆和氧化锑的除了能提高韧性外,在两者的协同作用下,可有效促进阻燃剂受热分解,分解的中间产物与高岭土、介孔分子筛共同形成致密碳层,不易脱落,进一步增强了隔热隔氧的作用。
4、表面活性剂选择十二烷基苯磺酸钠和烷基氨基乙基咪唑啉的组合物,该组合物在对高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒的表面改性,对高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒的表面进行改性,提高高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒和聚丙烯树脂界面的相容性,从而提高其填充量,提高聚丙烯的韧性和抗冲击强度。
具体实施方式
实施例1
聚丙烯80份;
溴锑复合阻燃母粒30份;
高岭土凝胶60份;
介孔分子筛1.5份;
氧化锑0.5份;
氧化锆3份;
POE10份;
抗氧化剂10100.2份;
十二烷基苯磺酸钠0.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.1份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷2份;
所述介孔分子筛的孔径大小为2nm。
所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和氢氧化钠溶液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(a)所得的活化高岭土溶于盐酸溶液中,加热到80℃反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温3天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与溴锑复合阻燃母粒混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为50MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、十二烷基苯磺酸钠、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为80℃的条件下,搅拌60min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、介孔分子筛、氧化锑、氧化锆、POE以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌90min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:180℃;二区温度: 190℃;三区温度190℃;模头温度:200℃℃;螺杆转速:55r/min;熔体压力: 20MPa。
实施例2
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
高岭土凝胶70份;
介孔分子筛4份;
氧化锑1份;
氧化锆5份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
十二烷基苯磺酸钠1.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份;
所述介孔分子筛的孔径大小为10nm。
所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和氢氧化钠溶液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(1)所得的活化高岭土溶于盐酸溶液中,加热到80℃反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温3天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与溴锑复合阻燃母粒混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、十二烷基苯磺酸钠、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、介孔分子筛、氧化锑、氧化锆、POE以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
对比例1
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
十二烷基苯磺酸钠1.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将溴锑复合阻燃母粒、十二烷基苯磺酸钠、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌 120min;
步骤(2):在上述混合物中继续加入聚丙烯、POE以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
对比例2
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
高岭土凝胶70份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
十二烷基苯磺酸钠1.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份。
所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和氢氧化钠溶液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(1)所得的活化高岭土溶于盐酸溶液中,加热到80℃反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温3天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与溴锑复合阻燃母粒混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、十二烷基苯磺酸钠、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、POE以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
对比例3
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
高岭土70份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
十二烷基苯磺酸钠1.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土、溴锑复合阻燃母粒、十二烷基苯磺酸钠、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌120min;
步骤(2):在上述混合物中继续加入聚丙烯、POE以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
对比例4
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
高岭土凝胶70份;
介孔分子筛4份;
氧化锑1份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
十二烷基苯磺酸钠1.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份;
所述介孔分子筛的孔径大小为10nm。
所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和氢氧化钠溶液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(1)所得的活化高岭土溶于盐酸溶液中,加热到80℃反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温3天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与溴锑复合阻燃母粒混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、十二烷基苯磺酸钠、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、介孔分子筛、氧化锑、POE 以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
对比例5
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
高岭土凝胶70份;
介孔分子筛4份;
氧化锆5份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
十二烷基苯磺酸钠1.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份;
所述介孔分子筛的孔径大小为10nm。
所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和氢氧化钠溶液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(1)所得的活化高岭土溶于盐酸溶液中,加热到80℃反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温3天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与溴锑复合阻燃母粒混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、十二烷基苯磺酸钠、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、介孔分子筛、氧化锆、POE 以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
对比例6
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
高岭土凝胶70份;
氧化锑1份;
氧化锆5份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
十二烷基苯磺酸钠1.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份。
所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和氢氧化钠溶液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(1)所得的活化高岭土溶于盐酸溶液中,加热到80℃反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温3天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与溴锑复合阻燃母粒混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、十二烷基苯磺酸钠、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、氧化锑、氧化锆、POE以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
对比例7
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
高岭土凝胶70份;
介孔分子筛4份;
氧化锑1份;
氧化锆5份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份。
所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和氢氧化钠溶液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(1)所得的活化高岭土溶于盐酸溶液中,加热到80℃反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温3天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与溴锑复合阻燃母粒混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、2-烷基氨基乙基咪唑啉以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、介孔分子筛、氧化锑、氧化锆、POE以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
对比例8
聚丙烯100份;
溴锑复合阻燃母粒40份;
高岭土凝胶70份;
介孔分子筛4份;
氧化锑1份;
氧化锆5份;
POE20份;
抗氧化剂10100.4份;
十二烷基苯磺酸钠1.5份;
γ―氨丙基三乙氧基硅烷4份。
所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和氢氧化钠溶液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(1)所得的活化高岭土溶于盐酸溶液中,加热到80℃反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温3天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与溴锑复合阻燃母粒混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、十二烷基苯磺酸钠以及抗氧化剂1010加入到高速搅拌机中,在温度为160℃的条件下,搅拌120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、介孔分子筛、氧化锑、氧化锆、POE以及γ―氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;;一区温度:190℃;二区温度:200℃;三区温度200℃;模头温度:210℃;螺杆转速:60r/min;熔体压力:25MPa。
根据ASTM D638对实施例1-2和对比例1-8测试拉伸强度和断裂伸长率;
根据ASTM D256对实施例1-2和对比例1-8测试悬臂梁缺口冲击强度;
根据UL-94对实施例1-2和对比例1-8分别在自然状态下和人工加速老化状态下(120℃,30天)测试阻燃性。
对上表进行分析,对比例2和对比例3分别与对比例1相比,配方中添加了高凝土,使得高岭土与POE起到了协同增韧的作用;对比例2与对比例3相比,其制备方法有所不同,对比例2将高岭土制备成凝胶,再包覆在阻燃聚表面,降低了阻燃剂的迁移速率,使得该聚丙烯阻燃批阻燃效果较长久;对比例4、对比例5 以及对比例6分别与对比例2相比,配方中添加了协效剂的部分组分,使得力学性能得到提升,其中,对比例4和对比例5的配方中添加了介孔分子筛,其力学性能提升较为明显,对比例4或对比例5与实施例1相比,介孔分子筛、氧化锑以及氧化锆在三者协同作用下,阻燃效果得到了提升;对比例7或对比例8与对比例2相比,表面活性剂选择十二烷基苯磺酸钠和烷基氨基乙基咪唑啉的组合物,提高高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒和聚丙烯树脂界面的相容性,使得聚丙烯阻燃绝缘片表面较为光滑,没有颗粒浮在表面。
本发明在聚丙烯阻燃绝缘片的配方中,POE树脂作为常见的增韧剂,对聚丙烯起到了增韧的作用,阻燃剂被包覆在高岭土凝胶颗粒内,由于高岭土的黏土结构倾向于分布在POE弹性体的周围,形成黏土网络结构,高岭土与POE起到了协同增韧的效果;
高岭土对包覆于其内部的阻燃剂而言,一方面增加了阻燃剂与聚丙烯树脂或POE树脂之间的迁移阻力,降低了阻燃剂的迁移速率,减缓阻燃剂析出,赋予聚丙烯阻燃绝缘片长久的阻燃的效果;另一方面,高岭土的加入也提高了气体阻隔性能,燃烧过程中它在阻燃片表面形成一种炭化硅酸盐无机层,阻止热量的传递,对下面的未燃烧材料起到了隔热和分离作用;
阻燃剂选择了环保的溴锑复合阻燃母粒,无毒低烟,热裂解或燃烧不产生有毒的DBDO和DBDF,溴含量低于100mg/kg,不会对环境造成影响,尤其适合于聚丙烯的阻燃;
协效剂选择了介孔分子筛、氧化锑以及氧化锆的组合物进一步增加聚丙烯的韧性,介孔分子筛具有吸附性和比表面积大的特性,与高分子链之间有较大的缠绕作用,使得聚丙烯内部较为致密,氧化锆和氧化锑的除了能提高韧性外,在两者的协同作用下,可有效促进阻燃剂受热分解,分解的中间产物与高岭土、介孔分子筛共同形成致密碳层,不易脱落,进一步增强了隔热隔氧的作用。
表面活性剂选择十二烷基苯磺酸钠和烷基氨基乙基咪唑啉的组合物,该组合物在对高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒的表面改性,对高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒的表面进行改性,提高高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒和聚丙烯树脂界面的相容性,从而提高其填充量,提高聚丙烯的韧性和抗冲击强度,抗氧化剂选择抗氧化剂1010,抗氧剂1010挥发性小,耐抽出性好、热稳定性高、持效性长,不着色,不污染、无毒。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,其特征在于:包括如下重量份数的物质组成:
聚丙烯80~100份;
阻燃剂30~40份;
高岭土凝胶60~70份;
协效剂5~10份;
POE10~20份;
抗氧化剂0.2~0.4份;
表面活化剂1~2份;
偶联剂2~4份;
所述协效剂包括如下重量份数的物质组成:
介孔分子筛1.5~4份;
氧化锑0.5~1份;
氧化锆3~5份;
所述表面活化剂包括如下重量份数的物质组成:
十二烷基苯磺酸钠0.5~1.5份;
2-烷基氨基乙基咪唑啉0.1~0.5份;
所述高岭土凝胶与阻燃剂混合得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒。
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,其特征在于:所述介孔分子筛的孔径大小为2~10nm。
3.根据权利要求2所述的一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,其特征在于:所述抗氧化剂选为抗氧化剂1010。
4.根据权利要求3所述的一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,其特征在于:所述阻燃剂选为溴锑复合阻燃母粒。
5.根据权利要求4所述的一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,其特征在于:所述偶联剂选为γ―氨丙基三乙氧基硅烷或γ~甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
6.一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片的制备方法,所述高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片为权利要求1-5任一所述的高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片,其特征在于:包括如下制备步骤:
步骤(1):将高岭土凝胶与阻燃剂混合,其混合物加入超高压微射流均质机中进行均质,均质压力为50~60MPa,将均质后的混合液放入到喷雾干燥机内进行喷雾干燥造粒,得到高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒;
步骤(2):将高岭土凝胶包覆阻燃剂母粒、表面活化剂以及抗氧化剂加入到高速搅拌机中,在温度为80~160℃的条件下,搅拌60~120min;
步骤(3):在上述混合物中继续加入聚丙烯、协效剂、POE以及偶联剂,搅拌90~120min,然后将混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒,再切片干燥,得到绝缘片;一区温度:180℃~190℃;二区温度:190℃~200℃;三区温度190℃~200℃;模头温度:200℃~210℃;螺杆转速:55~60r/min;熔体压力:20~25MPa。
7.根据权利要求6所述的一种高抗冲聚丙烯阻燃绝缘片的制备方法,其特征在于:所述高岭土凝胶包括如下制备步骤:
步骤(a):将高岭土原料和碱液混合,水热反应后过滤分离出活化高岭土;
步骤(b):将步骤(a)所得的活化高岭土溶于酸中,加热反应后,过滤,得到高岭土酸解液;
步骤(c):将步骤(b)所得的高岭土酸解液在室温至60℃保温1~4天,并将其水洗至中性,再醇洗,即获得中性的高岭土凝胶。
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Denomination of invention: A High Impact Polypropylene Flame retardant Insulation Sheet Effective date of registration: 20230327 Granted publication date: 20220401 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Wenzhou branch Pledgor: WENZHOU XINTAI NEW MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2023980036343 |