CN117186550B - 一种抗老化pp阻燃板材及其制备方法 - Google Patents
一种抗老化pp阻燃板材及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117186550B CN117186550B CN202311391130.8A CN202311391130A CN117186550B CN 117186550 B CN117186550 B CN 117186550B CN 202311391130 A CN202311391130 A CN 202311391130A CN 117186550 B CN117186550 B CN 117186550B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame
- retardant
- aging
- alpha
- antioxidant
- 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.)
- Active
Links
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 128
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 68
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 1-dodecene Chemical compound CCCCCCCCCCC=C CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 10
- XWJBRBSPAODJER-UHFFFAOYSA-N 1,7-octadiene Chemical compound C=CCCCCC=C XWJBRBSPAODJER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940069096 dodecene Drugs 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- PRBHEGAFLDMLAL-UHFFFAOYSA-N 1,5-Hexadiene Natural products CC=CCC=C PRBHEGAFLDMLAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 1-nonene Chemical compound CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 claims description 5
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 claims description 5
- PYGSKMBEVAICCR-UHFFFAOYSA-N hexa-1,5-diene Chemical compound C=CCCC=C PYGSKMBEVAICCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZGEGCLOFRBLKSE-UHFFFAOYSA-N 1-Heptene Chemical compound CCCCCC=C ZGEGCLOFRBLKSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 1-decene Chemical compound CCCCCCCCC=C AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DCTOHCCUXLBQMS-UHFFFAOYSA-N 1-undecene Chemical compound CCCCCCCCCC=C DCTOHCCUXLBQMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SBRXLTRZCJVAPH-UHFFFAOYSA-N ethyl(trimethoxy)silane Chemical compound CC[Si](OC)(OC)OC SBRXLTRZCJVAPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BEIOEBMXPVYLRY-UHFFFAOYSA-N [4-[4-bis(2,4-ditert-butylphenoxy)phosphanylphenyl]phenyl]-bis(2,4-ditert-butylphenoxy)phosphane Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(C=1C=CC(=CC=1)C=1C=CC(=CC=1)P(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C BEIOEBMXPVYLRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XYXJKPCGSGVSBO-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris[(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylphenyl)methyl]-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C)=C1CN1C(=O)N(CC=2C(=C(O)C(=CC=2C)C(C)(C)C)C)C(=O)N(CC=2C(=C(O)C(=CC=2C)C(C)(C)C)C)C1=O XYXJKPCGSGVSBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GEAWFZNTIFJMHR-UHFFFAOYSA-N hepta-1,6-diene Chemical compound C=CCCCC=C GEAWFZNTIFJMHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QYZLKGVUSQXAMU-UHFFFAOYSA-N penta-1,4-diene Chemical compound C=CCC=C QYZLKGVUSQXAMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920005633 polypropylene homopolymer resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(ethyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(OCC)OCC DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 4
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 4
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明属于高分子聚合物材料技术领域，公开了一种抗老化PP阻燃板材及其制备方法。所述制备方法为：将含氢硅油与α,ω‑二烯烃和α‑烯烃在有机溶剂条件下进行催化反应，然后加入硅烷偶联剂和无机阻燃粉体材料搅拌混合均匀后喷雾干燥，得到有机硅弹性体复合阻燃增强材料；将所得有机硅弹性体复合阻燃增强材料与PP树脂、主抗氧剂、辅助抗氧剂经混合后挤出造粒，得到阻燃增强母粒；再将阻燃增强母粒与PP树脂经混合后熔融挤出至模具中成型，得到抗老化PP阻燃板材。本发明的PP阻燃板材采用特定的有机硅弹性体复合阻燃增强材料进行增强，能够达到良好的增强、增韧效果及提高抗老化性能，同时协同提高PP板材的阻燃性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子聚合物材料技术领域，具体涉及一种抗老化PP阻燃板材及其制备方法。
背景技术
PP板又称聚丙烯板，具有优异的耐化学腐蚀性、耐热性及耐冲击性，且无毒、无味，是目前最符合环保要求的工程塑料之一。PP板在各个领域都有广泛的应用，如化工、电子、食品包装、建筑材料等。常见的使用场景包括化工设备防腐衬板、食品加工制造业的工作台面、室内装修材料、广告牌等。然而普通的PP板材具有易燃、易老化、变脆、韧性差等缺点；导PP板材阻燃性能差，不耐老化，不耐候，限制了PP板材的应用。
通过加入阻燃材料可以提高PP板材的阻燃性能，但有机阻燃剂在长期使用过程中，易发生劣化，影响阻燃效果；无机阻燃剂具有硬度和耐用性等优势，能够长期保持阻燃效果，但阻燃性能相对较弱，且在PP板材中的分散性能较差，其加入量过高会影响PP板材的力学强度等性能。如专利CN 110791014A、CN 115612151 A等均公开了一种阻燃PP板材，为了达到良好的阻燃效果，需添加10％以上的阻燃剂，其将严重影响PP板材的强度、韧性及抗老化性。通过加入抗氧剂及紫外线吸收剂可以提高PP板材的耐老化性及耐候性，但单纯采用上述常规抗氧剂及紫外线吸收剂对耐老化性及耐候性的提高作用有限。通过加入增韧剂可以提高PP板材的韧性，目前采用的增韧剂一般为聚烯烃弹性体(POE)增韧剂，虽然能够达到良好的增韧效果，但对PP板材阻燃性能、力学强度及抗老化性能的提升无协同作用。
目前，通过加入功能助剂改善PP板材的性能均是单独发挥其性能，存在添加量高及改善性能有限的问题。另外功能添加剂的种类过多对于各组分的相容性提出了更高的要求。因此，如能开发一种能够同时提高PP板材阻燃性能、力学强度、韧性及抗老化性能的材料及其协同组合物增强剂将具备显著的意义。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种抗老化PP阻燃板材的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的抗老化PP阻燃板材。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备：
将含氢硅油、α,ω-二烯烃和α-烯烃加入到有机溶剂中搅拌溶解均匀，然后加热至70～100℃，惰性气氛保护下加入氯铂酸催化剂搅拌反应，反应完成后降温至60℃以下，然后加入硅烷偶联剂和无机阻燃粉体材料搅拌混合均匀得到浆料，喷雾干燥，得到有机硅弹性体复合阻燃增强材料；
(2)阻燃增强母粒的制备：
将步骤(1)所得有机硅弹性体复合阻燃增强材料与PP树脂、主抗氧剂、辅助抗氧剂经混合后挤出造粒，得到阻燃增强母粒；
(3)抗老化PP阻燃板材的制备：
将步骤(2)所得阻燃增强母粒与PP树脂经混合后熔融挤出至模具中成型，得到抗老化PP阻燃板材。
进一步地，步骤(1)中所述含氢硅油是指活性氢含量为0.2％～1％(wt％)，25℃粘度为20～400mPa.s的含氢硅油。
进一步地，步骤(1)中所述α,ω-二烯烃为1,4-戊二烯、1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯中的至少一种；所述α-烯烃为1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中所述α,ω-二烯烃和α-烯烃的加入摩尔比为1:0.8～2；所述α,ω-二烯烃和α-烯烃的加入总量以烯基的含量计，与含氢硅油中活性氢含量的摩尔比为1.05～1.2:1。
在本发明中，α,ω-二烯烃的比例过低会导致有机硅弹性体交联密度不够，所得有机硅弹性体刚性较低，无法实现对无机阻燃粉体材料的有效包覆，所得有机硅弹性体复合阻燃增强材料易黏连结块，并最终导致其对无机阻燃粉体材料的分散协同效果和阻燃协同效果明显降低。α-烯烃的比例过低会导致有机硅弹性体与PP树脂的相容性较差，并最终导致其对PP板材韧性及抗老化性能的改善效果明显降低。本发明通过进一步采用过量的烯烃与含氢硅油进行反应，其剩余未交联的烯基可进一步与PP树脂进行后续交联反应，进一步提高PP阻燃板材的强度及抗老化性能。
进一步地，步骤(1)中所述有机溶剂为异丙醇和石油醚的混合溶剂。
进一步地，步骤(1)中所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中所述无机阻燃粉体材料为粒径为0.05～20μm的氢氧化铝、氢氧化镁、多聚磷酸铵、硼酸锌中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中所述无机阻燃粉体材料的加入量为含氢硅油、α,ω-二烯烃和α-烯烃总质量的2～5倍；所述硅烷偶联剂的加入量为无机阻燃粉体材料质量的0.5％～5％。
进一步地，步骤(1)中所述喷雾干燥的温度为100～120℃，喷雾干燥在惰性气体条件下进行。
进一步地，步骤(2)和(3)中所述PP树脂为均聚聚丙烯树脂。
进一步地，步骤(2)中所述主抗氧剂为抗氧剂1790、抗氧剂1076、抗氧剂1010中的至少一种；所述辅助抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂PEPQ中的至少一种。
进一步地，步骤(2)中所述各原料的加入量配比为：有机硅弹性体复合阻燃增强材料18％～30％，PP树脂68％～80％，主抗氧剂0.5％～2％，辅助抗氧剂0.2％～1％。
进一步地，步骤(3)中所述阻燃增强母粒与PP树脂混合的质量比为20～30:70～80。
一种抗老化PP阻燃板材，通过上述方法制备得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的PP阻燃板材采用特定的有机硅弹性体复合阻燃增强材料进行增强，能够达到良好的增强、增韧效果及提高抗老化性能，同时协同提高PP板材的阻燃性能。
(2)本发明的PP阻燃板材能够在较低阻燃剂添加量的情况下达到更好的阻燃性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备：
在耐高压反应釜内，将100g含氢硅油(活性氢含量为0.65％，25℃粘度为120mPa.s)、16.5g 1,5-己二烯(0.2mol)和33.7g 1-辛烯(0.3mol)加入到700g异丙醇和石油醚的混合溶剂(V异丙醇:V石油醚＝2:1)中搅拌溶解均匀，然后加热至80℃左右，氮气保护下加入氯铂酸催化剂搅拌回流反应至活性氢反应完全，然后降温至60℃以下，加入15g乙基三甲氧基硅烷和500g平均粒径为2μm的氢氧化铝粉搅拌混合均匀得到浆料，将所得浆料在氮气条件及100～120℃温度下喷雾干燥，得到有机硅弹性体复合阻燃增强材料。
(2)阻燃增强母粒的制备：
取250g步骤(1)所得有机硅弹性体复合阻燃增强材料与735g均聚聚丙烯(PP-H)树脂、10g主抗氧剂1076、5g辅助抗氧剂168经混合后挤出造粒(挤出机料筒温度设定为180℃～240℃，挤出得到的条料通过自来水冷却，经过热风干燥后进行切粒)，得到阻燃增强母粒。
(3)抗老化PP阻燃板材的制备：
取250g步骤(2)所得阻燃增强母粒与750g PP-H树脂经混合后熔融挤出至模具中成型(挤出机料筒温度设定为180℃～220℃，挤出至模具中后空气冷却定型)，得到抗老化PP阻燃板材。
实施例2
本实施例的一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备：
在耐高压反应釜内，将100g含氢硅油(活性氢含量为0.54％，25℃粘度为150mPa.s)、22g 1,7-辛二烯(0.2mol)和33.7g 1-十二烯(0.2mol)加入到600g异丙醇和石油醚的混合溶剂(V异丙醇:V石油醚＝2:1)中搅拌溶解均匀，然后加热至80℃左右，氮气保护下加入氯铂酸催化剂搅拌回流反应至活性氢反应完全，然后降温至60℃以下，加入15g乙烯基三甲氧基硅烷和500g平均粒径为10μm的多聚磷酸铵粉搅拌混合均匀得到浆料，将所得浆料在氮气条件及100～120℃温度下喷雾干燥，得到有机硅弹性体复合阻燃增强材料。
(2)阻燃增强母粒的制备：
取250g步骤(1)所得有机硅弹性体复合阻燃增强材料与735g均聚聚丙烯(PP-H)树脂、10g主抗氧剂1010、5g辅助抗氧剂PEPQ经混合后挤出造粒(挤出机料筒温度设定为180℃～240℃，挤出得到的条料通过自来水冷却，经过热风干燥后进行切粒)，得到阻燃增强母粒。
(3)抗老化PP阻燃板材的制备：
取250g步骤(2)所得阻燃增强母粒与750g PP-H树脂经混合后熔融挤出至模具中成型(挤出机料筒温度设定为180℃～220℃，挤出至模具中后空气冷却定型)，得到抗老化PP阻燃板材。
对比例1
本对比例与实施例1相比，阻燃剂氢氧化铝粉未采用有机硅弹性体进行包覆处理，具体制备步骤如下：
(1)硅烷偶联剂改性阻燃剂的制备：
在耐高压反应釜内，将15g乙基三甲氧基硅烷和500g平均粒径为2μm的氢氧化铝粉加入到700g异丙醇和石油醚的混合溶剂(V异丙醇:V石油醚＝2:1)中搅拌混合均匀，升温至50～60℃搅拌反应得到浆料，将所得浆料在氮气条件及100～120℃温度下喷雾干燥，得到硅烷偶联剂改性阻燃剂。
步骤(2)与实施例1相比，采用等量硅烷偶联剂改性阻燃剂替代有机硅弹性体复合阻燃增强材料，其余相同。
步骤(3)与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例2相比，阻燃剂多聚磷酸铵粉未采用有机硅弹性体进行包覆处理，具体制备步骤如下：
(1)硅烷偶联剂改性阻燃剂的制备：
在耐高压反应釜内，将15g乙烯基三甲氧基硅烷和500g平均粒径为10μm的多聚磷酸铵粉加入到600g异丙醇和石油醚的混合溶剂(V异丙醇:V石油醚＝2:1)中搅拌混合均匀，升温至50～60℃搅拌反应得到浆料，将所得浆料在氮气条件及100～120℃温度下喷雾干燥，得到硅烷偶联剂改性阻燃剂。
步骤(2)与实施例2相比，采用等量硅烷偶联剂改性阻燃剂替代有机硅弹性体复合阻燃增强材料，其余相同。
步骤(3)与实施例2相同。
对以上实施例及对比例所得PP阻燃板材进行阻燃性能(参照UL94标准测试阻燃等级)、强度(参照ASTM-D638标准制样测试拉伸强度)、韧性(参照GBT1043.1-2008标准制样测试冲击强度)及抗老化性能(参照ASTM-D4329标准制样进行紫外光人工加速老化试验，测试在辐照强度0.83W/m2，温度50℃，时间1200h条件下的拉伸强度和冲击强度保持率)进行测试，并以未加入有机硅弹性体复合阻燃增强材料的相应测试结果如下表1所示。
表1
通过表1结果可以明显看出，本发明采用有机硅弹性体对阻燃材料进行包覆处理，可以协同提高其阻燃性能，能够在较低阻燃剂添加量的情况下达到更高的阻燃等级。其原因在于一方面有机硅弹性体对阻燃材料的包覆处理有利于阻燃材料在PP板材中的良好分散，另一方面在于有机硅弹性体本身具有耐高温及隔热的作用，进一步提升阻燃材料的阻燃性能；另外有机硅弹性体的加入对PP阻燃板材韧性和抗老化性能的提升效果非常显著，有效改善了PP板材易老化、变脆，韧性差的缺点。
对比例3
本对比例与实施例1相比，有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备过程中不加入1,5-己二烯，其余相同。
本对比例步骤(1)所得有机硅弹性体复合阻燃增强材料存在明显的黏连结团，包覆效果较差。
本对比例所得PP阻燃板材经性能测试显示阻燃等级为V-1，拉伸强度为33.2MPa，冲击强度为94.8kJ/m2，拉伸强度保持率为79.7％，冲击强度保持率85.4％。
对比例4
本对比例与实施例1相比，有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备过程中将1,5-己二烯的加入量降低为0.1mol，其余相同。
本对比例步骤(1)所得有机硅弹性体复合阻燃增强材料存在一定的黏连结团，包覆效果较差。
本对比例所得PP阻燃板材经性能测试显示阻燃等级为V-1，拉伸强度为36.5MPa，冲击强度为101.2kJ/m2，拉伸强度保持率为81.2％，冲击强度保持率88.5％。
通过以上对比例3～4与实施例1的比较结果可以看出，有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备过程中不加入α,ω-二烯烃或α,ω-二烯烃加入比例过低会导致复合材料黏连结团和对无机阻燃粉体的包覆效果变差。并最终导致阻燃性能、强度、韧性和抗老化性能的明显变差。
对比例5
本对比例与实施例2相比，有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备过程中不加入1-十二烯，其余相同。
本对比例所得PP阻燃板材经性能测试显示阻燃等级为V-1，拉伸强度为34.1MPa，冲击强度为79.0kJ/m2，拉伸强度保持率为81.9％，冲击强度保持率72.3％。
对比例6
本对比例与实施例2相比，有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备过程中将1-十二烯的加入量降低为0.1mol，其余相同。
本对比例所得PP阻燃板材经性能测试显示阻燃等级为V-1，拉伸强度为38.5MPa，冲击强度为92.6kJ/m2，拉伸强度保持率为86.2％，冲击强度保持率81.8％。
通过以上对比例5～6与实施例1的比较结果可以看出，有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备过程中不加入α-烯烃或α-烯烃加入比例过低虽然能够对无机阻燃粉体达到良好的包覆效果，但阻燃性能仍存在明显降低，其原因在于纯交联或烃基改性链过少的有机硅弹性体与PP树脂的相容性较差，导致其整体分散性能的降低，并最终导致其阻燃性能的降低。同时其对PP板材韧性及抗老化性能的改善效果也明显降低。
对比例7
本对比例与实施例2相比，有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备过程中将1,7-辛二烯和1-十二烯的加入量均降低为0.15mol，其余相同。
本对比例所得PP阻燃板材经性能测试显示阻燃等级为V-0，拉伸强度为40.6MPa，冲击强度为115.0kJ/m2，拉伸强度保持率为90.1％，冲击强度保持率85.7％。
通过本对比例与实施例1的比较结果可以看出，过量的烯基可进一步提高PP阻燃板材的强度及抗老化性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
（1）有机硅弹性体复合阻燃增强材料的制备：
将含氢硅油、α,ω-二烯烃和α-烯烃加入到有机溶剂中搅拌溶解均匀，然后加热至70~100℃，惰性气氛保护下加入氯铂酸催化剂搅拌反应，反应完成后降温至60℃以下，然后加入硅烷偶联剂和无机阻燃粉体材料搅拌混合均匀得到浆料，喷雾干燥，得到有机硅弹性体复合阻燃增强材料；
（2）阻燃增强母粒的制备：
将步骤（1）所得有机硅弹性体复合阻燃增强材料与PP树脂、主抗氧剂、辅助抗氧剂经混合后挤出造粒，得到阻燃增强母粒；
（3）抗老化PP阻燃板材的制备：
将步骤（2）所得阻燃增强母粒与PP树脂经混合后熔融挤出至模具中成型，得到抗老化PP阻燃板材；
步骤（1）中所述α,ω-二烯烃和α-烯烃的加入摩尔比为1:0.8~2；所述α,ω-二烯烃和α-烯烃的加入总量以烯基的含量计，与含氢硅油中活性氢含量的摩尔比为1.05~1.2:1；
步骤（2）中所述各原料的加入量配比为：有机硅弹性体复合阻燃增强材料18%~30%，PP树脂68%~80%，主抗氧剂0.5%~2%，辅助抗氧剂0.2%~1%；
步骤（3）中所述阻燃增强母粒与PP树脂混合的质量比为20~30:70~80。
2.根据权利要求1所述的一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述含氢硅油是指活性氢含量为0.2wt%~1wt%，25℃粘度为20~400mPa.s的含氢硅油；所述α,ω-二烯烃为1,4-戊二烯、1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯中的至少一种；所述α-烯烃为1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述有机溶剂为异丙醇和石油醚的混合溶剂。
4.根据权利要求1所述的一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；所述无机阻燃粉体材料为粒径为0.05~20μm的氢氧化铝、氢氧化镁、多聚磷酸铵、硼酸锌中的至少一种；所述无机阻燃粉体材料的加入量为含氢硅油、α,ω-二烯烃和α-烯烃总质量的2~5倍；所述硅烷偶联剂的加入量为无机阻燃粉体材料质量的0.5%~5%。
5.根据权利要求1所述的一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述喷雾干燥的温度为100~120℃，喷雾干燥在惰性气体条件下进行。
6.根据权利要求1所述的一种抗老化PP阻燃板材的制备方法，其特征在于，步骤（2）和（3）中所述PP树脂为均聚聚丙烯树脂；步骤（2）中所述主抗氧剂为抗氧剂1790、抗氧剂1076、抗氧剂1010中的至少一种；所述辅助抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂PEPQ中的至少一种。
7.一种抗老化PP阻燃板材，其特征在于，通过权利要求1~6任一项所述的方法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311391130.8A CN117186550B (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种抗老化pp阻燃板材及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311391130.8A CN117186550B (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种抗老化pp阻燃板材及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117186550A CN117186550A (zh) | 2023-12-08 |
| CN117186550B true CN117186550B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=89003634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311391130.8A Active CN117186550B (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种抗老化pp阻燃板材及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117186550B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014005362A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Yazaki Corp | 難燃性樹脂組成物 |
| CN107540843A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-05 | 华南理工大学 | 侧基含长链烷基以及环氧基聚硅氧烷的功能助剂及其制备方法 |
| CN113087969A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 应急管理部四川消防研究所 | 反应型阻燃瓷化粉及用其补强阻燃的陶瓷化有机硅弹性体 |
| CN113912942A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-11 | 沈阳化工研究院有限公司 | 一种环保无异味耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备 |
| CN115678107A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-02-03 | 广州佳顺科技有限公司 | 一种增强型阻燃粒子及尼龙无卤阻燃母粒 |
| CN116288768A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-06-23 | 湖南康宝源科技实业有限公司 | 一种远红外负离子抗菌防螨保健多功能纤维及制备与应用 |
-
2023
- 2023-10-25 CN CN202311391130.8A patent/CN117186550B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014005362A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Yazaki Corp | 難燃性樹脂組成物 |
| CN107540843A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-05 | 华南理工大学 | 侧基含长链烷基以及环氧基聚硅氧烷的功能助剂及其制备方法 |
| CN113087969A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 应急管理部四川消防研究所 | 反应型阻燃瓷化粉及用其补强阻燃的陶瓷化有机硅弹性体 |
| CN113912942A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-11 | 沈阳化工研究院有限公司 | 一种环保无异味耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备 |
| CN115678107A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-02-03 | 广州佳顺科技有限公司 | 一种增强型阻燃粒子及尼龙无卤阻燃母粒 |
| CN116288768A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-06-23 | 湖南康宝源科技实业有限公司 | 一种远红外负离子抗菌防螨保健多功能纤维及制备与应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 长链α-烯烃在有机硅产品中的应用;朱淮军;廖洪流;;精细化工;20051205(第S1期);81-83, 96 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117186550A (zh) | 2023-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105062302A (zh) | 一种高性能热固性环氧树脂粉末涂料 | |
| EP3315559A1 (en) | Organic silicone resin aluminum base copper clad laminate and preparation method thereof | |
| CN111647265B (zh) | 一种耐油低烟无卤阻燃柔性聚氨酯电缆料及其制备方法 | |
| CN101709120A (zh) | 一种橡胶添加剂及具有该添加剂的三元乙丙橡胶 | |
| CN112321955A (zh) | 一种环保型阻燃绝缘橡胶复合材料及其制备方法 | |
| CN101407611B (zh) | 用于电力和控制电缆的热塑性护套材料 | |
| CN111154204A (zh) | 一种耐候性电线电缆料及其生产工艺 | |
| CN109280259B (zh) | 一种分布调控添加有ommt的eva/pa6阻燃复合材料及制备方法 | |
| CN117186550B (zh) | 一种抗老化pp阻燃板材及其制备方法 | |
| CN109278384B (zh) | 一种新能源电池组导热密封材料及其制备方法 | |
| CN110885503A (zh) | 一种环保型阻燃、绝缘、无游离硫的三元乙丙橡胶及其应用 | |
| CN107337859A (zh) | 潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料及其制备方法 | |
| CN114989524B (zh) | 一种交联粘结型导体屏蔽材料及其制备方法 | |
| CN110194924A (zh) | 一种防腐粉末涂料及其制备方法 | |
| CN102585343A (zh) | 一种黑色105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆护套料及其制备方法 | |
| CN112521675B (zh) | 一种绝缘耐寒电缆材料及其制备方法和应用 | |
| CN114989557A (zh) | 一种耐高温改性abs塑料及其制备方法 | |
| CN112391004A (zh) | 一种高强度耐腐蚀电缆护套料及其制备方法 | |
| CN110724337B (zh) | 一种硅烷交联型阻燃半导电聚烯烃护套材料及其制备方法和应用 | |
| CN112898710A (zh) | 一种海工平台用电缆护套料及其制备方法 | |
| CN105017607A (zh) | 一种高抗冲硅烷交联聚乙烯绝缘复合材料及其制备方法 | |
| CN104844902A (zh) | 一种高强度耐刮擦硅烷交联聚乙烯绝缘复合材料及其制备方法 | |
| CN115991901B (zh) | 一种橡套电缆及其电缆护套的制备方法 | |
| CN115477829B (zh) | 一种耐油低烟无卤电缆料及其制备方法和应用 | |
| CN115028927B (zh) | 一种超低硬度高回弹低压变三元乙丙橡胶材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |