WO2025260628A1 - 无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物及其应用 - Google Patents

无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物及其应用

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姜向新
周宇彬
程书文
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Kingfa Science and Technology Co Ltd
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Definitions

  • This application belongs to the technical field of materials for battery pack covers, specifically relating to a halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition and its application.
  • thermoplastic materials are being rapidly promoted and applied due to their lightweight and environmentally friendly advantages.
  • This application provides a halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition and its application; the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition has excellent burn-through resistance and thermal insulation properties, and good flame retardant properties.
  • this application provides a halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition, which, by weight, comprises 18-50 parts polypropylene resin, 3-10 parts piperazine flame retardant, 20-26 parts nitrogen-phosphorus composite flame retardant, 0.2-1.8 parts synergistic flame retardant, and 12-28 parts long glass fibers; wherein the long glass fibers contain >60% silica by mass.
  • the use of a specific amount of piperazine flame retardant and nitrogen-phosphorus composite flame retardant is beneficial to increasing the thickness and density of the carbon layer and improving the thermal insulation performance; the addition of a specific amount of synergistic flame retardant further improves the thermal insulation performance of the material; the addition of specific long glass fibers can enhance the skeleton strength and improve the ablation resistance; the combination of long glass fibers with specific flame retardants and synergistic flame retardants makes the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition have excellent burn-through resistance and thermal insulation performance, as well as good flame retardant performance.
  • the 18 to 50 parts of polypropylene resin can be, for example, 18 parts, 20 parts, 22 parts, 24 parts, 26 parts, 28 parts, 30 parts, 32 parts, 34 parts, 36 parts, 38 parts, 40 parts, 42 parts, 44 parts, 46 parts, 48 parts, or 50 parts.
  • the 3 to 10 parts of piperazine flame retardant can be, for example, 3 parts, 3.2 parts, 3.4 parts, 3.6 parts, 3.8 parts, 4 parts, 4.2 parts, 4.4 parts, 4.6 parts, 4.8 parts, 5 parts, 5.2 parts, 5.5 parts, 5.8 parts, 6 parts, 6.2 parts, 6.5 parts, 6.8 parts, 7 parts, 7.2 parts, 7.5 parts, 7.8 parts, 8 parts, 8.2 parts, 8.5 parts, 8.8 parts, 9 parts, 9.2 parts, 9.5 parts, 9.8 parts, or 10 parts, etc.
  • the 20-26 parts of nitrogen-phosphorus composite flame retardant can be, for example, 20 parts, 20.5 parts, 21 parts, 21.5 parts, 22 parts, 22.5 parts, 23 parts, 23.5 parts, 24 parts, 24.5 parts, 25 parts, 25.5 parts, or 26 parts.
  • the 0.2 to 1.8 parts of the synergistic flame retardant can be, for example, 0.2 parts, 0.3 parts, 0.4 parts, 0.5 parts, 0.6 parts, 0.7 parts, 0.8 parts, 0.9 parts, 1 part, 1.1 parts, 1.2 parts, 1.3 parts, 1.4 parts, 1.5 parts, 1.6 parts, 1.7 parts, or 1.8 parts.
  • the 12 to 28 parts of long glass fiber can be, for example, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, or 28 parts.
  • the silica content in the long glass fiber is >60% by mass, for example, it can be 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% or 70%, etc.
  • the silica content in the long glass fiber can be determined using conventional methods in related technologies, such as according to GB/T 1549-2008 Chemical Analysis Methods for Fiber Glass.
  • the long glass fibers by weight percentage, further include 10-20% alumina (e.g., 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, or 20%, etc.) and 5-15% boron oxide (e.g., 5%, 5.5%, 6%, 6.5%, 7%, 7.5%, 8%, 8.5%, 9%, 9.5%, 10%, 10.5%, 11%, 11.5%, 12%, 12.5%, 13%, 13.5%, 14%).
  • 10-20% alumina e.g., 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, or 20%, etc.
  • 5-15% boron oxide e.g., 5%, 5.5%, 6%, 6.5%, 7%, 7.5%, 8%, 8.5%, 9%, 9.5%, 10%, 10.5%, 11%, 11.5%, 12%, 12.5%, 13%, 13.5%, 14%).
  • 12%–22% calcium oxide e.g., 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, or 22%), 2%–8% magnesium oxide (e.g., 2%, 2.5%, 3%, 3.5%, 4%, 4.5%, 5%, 5.5%, 6%, 6.5%, 7%, 7.5%, or 8%), and 0%–0.5% sodium oxide (e.g., 0%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, or 0.5%).
  • the melt index of the polypropylene resin is 10 to 32 g/10 min, for example, it can be 10 g/10 min, 12 g/10 min, 14 g/10 min, 16 g/10 min, 18 g/10 min, 20 g/10 min, 22 g/10 min, 24 g/10 min, 26 g/10 min, 28 g/10 min, 30 g/10 min or 32 g/10 min, etc.
  • melt index of the polypropylene resin is tested under the conditions of 230°C and 2.16 kg.
  • the piperazine flame retardant includes any one or a combination of at least two of piperazine phosphate, piperazine pyrophosphate, or piperazine polyphosphate.
  • the nitrogen-phosphorus composite flame retardant includes melamine pyrophosphate and/or melamine polyphosphate.
  • the mass ratio of melamine pyrophosphate to melamine polyphosphate is (0.3-3):1, wherein the specific values of (0.3-3) can be, for example, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 or 3, etc.; more preferably, it is (1-2.6):1.
  • the synergistic flame retardant comprises any one or a combination of at least two of zinc oxide, zinc borate, glass powder, or sepiolite.
  • the synergistic flame retardant includes at least two of zinc oxide, sepiolite, and zinc borate, more preferably a combination of zinc oxide and zinc borate, or a combination of sepiolite and zinc borate.
  • the mass ratio of zinc oxide to zinc borate and the mass ratio of sepiolite to zinc borate are each independently (0.5–4.2):1, wherein the specific values of (0.5–4.2) can be, for example, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, 4, or 4.2, etc.; more preferably (1.2–4):1.
  • the average retention length of the long glass fibers is >1 mm, for example, it can be 1, 1.05 mm, 1.1 mm, 1.15 mm, 1.2 mm, 1.25 mm, 1.3 mm, 1.35 mm, 1.4 mm, 1.45 mm, 1.5 mm, 1.55 mm, 1.6 mm, 1.65 mm, 1.7 mm, 1.75 mm, 1.8 mm, 1.85 mm, 1.9 mm, 1.95 mm, 2 mm, 2.1 mm, 2.2 mm, 2.3 mm, 2.4 mm, 2.5 mm, 2.6 mm, 2.7 mm, 2.8 mm, 2.9 mm, 3 mm, 3.2 mm, 3.5 mm, 3.8 mm, 4 mm, 4.2 mm, 4.5 mm, 4.8 mm or 5 mm, and more preferably 1.2 to 3 mm.
  • the factors affecting the average retention length of long glass fibers include the type of long glass fiber (including silica content) and injection molding conditions (such as injection pressure or back pressure).
  • the silica content in the long glass fiber is 65-70% by mass.
  • the long glass fibers are added in the form of long glass fiber masterbatch.
  • the long glass fiber masterbatch includes resin and long glass fibers; the resin includes polyolefin; and the polyolefin includes polypropylene.
  • the mass percentage of long glass fibers in the long glass fiber masterbatch is 40% to 60%, for example, it can be 40%, 42%, 44%, 46%, 48%, 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, or 60%.
  • the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition further includes 1 to 5 parts of compatibilizer by weight, for example, 1 part, 2 parts, 3 parts, 4 parts or 5 parts, etc.
  • the compatibilizer comprises polypropylene grafted maleic anhydride (PP-g-MAH) and/or polyolefin elastomer grafted maleic anhydride.
  • PP-g-MAH polypropylene grafted maleic anhydride
  • polyolefin elastomer grafted maleic anhydride PP-g-MAH
  • the polyolefin elastomer grafted with maleic anhydride includes ethylene-octene copolymer grafted with maleic anhydride (POE-g-MAH).
  • the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition further includes 0.3 to 1.5 parts of other additives, such as 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.2, or 1.5 parts by weight.
  • the other additives include antioxidants and/or lubricants.
  • the antioxidants include, but are not limited to, at least one of the following: pentaerythritol tetrakis[ ⁇ -(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] (antioxidant 1010), tris[2,4-di-tert-butylphenyl] phosphite (antioxidant 168), octadecyl ⁇ -(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate (antioxidant 1076), 4,4′-bis( ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl)diphenylamine (antioxidant 445), or N,N′-bis-(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl)hexamethylenediamine (antioxidant 1098).
  • the lubricant includes, but is not limited to, at least one of ethylene bis-stearamide, erucamide, zinc stearate, or silicone oil.
  • the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition after being made into a thin-walled product, still has excellent ablation resistance, solving the problem in related technologies that conventional polypropylene composite materials are not fire-resistant after thinning and are prone to burn-through.
  • the thickness of the thin-walled finger can be as low as 2mm, for example, it can be 0.2mm, 0.4mm, 0.6mm, 0.8mm, 1mm, 1.2mm, 1.5mm, 1.8mm or 2mm, etc.
  • this application provides an article comprising the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition described in the first aspect, the article comprising a battery pack cover.
  • the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition provided in this application uses a specific amount of piperazine flame retardant, nitrogen-phosphorus composite flame retardant, synergistic flame retardant, and specific long glass fibers to form a composition that is particularly suitable for preparing thin-walled polypropylene materials, thereby improving the burn-through resistance, thermal insulation performance, and flame retardant performance of thin-walled polypropylene materials.
  • PP-1 Homopolymer polypropylene granules, grade HP500N, CNOOC Shell;
  • PP-2 Copolymer polypropylene granules, grade EP548R, CNOOC Shell;
  • GF-1 50% by weight of long glass fibers; by weight percentage, the long glass fibers include: 62% silica, 15% alumina, 6% boron oxide, 13% calcium oxide, 3.6% magnesium oxide and 0.4% sodium oxide;
  • GF-2 50% by weight of long glass fibers; by weight percentage, the long glass fibers include: 68% silica, 11% alumina, 6.5% boron oxide, 12% calcium oxide, 2.2% magnesium oxide and 0.3% sodium oxide;
  • GF-d1 50% by mass of long glass fiber; by mass percentage, the long glass fiber comprises: 50% silica, 16% alumina, 6.8% boron oxide, 21.5% calcium oxide, 5.5% magnesium oxide and 0.2% sodium oxide;
  • Antioxidants Antioxidant 1010, commercially available; Antioxidant 168, commercially available, with a mass ratio of 1:1;
  • EBS Ethylene bis-stearamide
  • Melamine pyrophosphate purchased from Hubei Xinmingtai Chemical Co., Ltd.;
  • POE-g-MAH Dow Chemical, USA, AMPLIFY GR216;
  • Piperazine pyrophosphate, piperazine phosphate, triphenyl phosphate, zinc oxide, and zinc borate are all commercially available.
  • Examples 1-14 and Comparative Examples 1-6 provide a halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition.
  • the formulations of the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition are shown in Tables 1 and 2 by weight, wherein "/" indicates that the component is not in the formulation.
  • halogen-free, ablation-resistant polypropylene resin compositions suitable for thin-wall injection molding provided in Examples 1-14 and Comparative Examples 1-6 were thin-wall injection molded into polypropylene resin materials with a thickness of 1.5 mm, and their relevant properties were tested.
  • the specific process of thin-wall injection molding included: injection temperature 210°C, mold temperature 30°C, and back pressure 0 bar.
  • Average fiber retention length The average fiber retention length of the glass fiber was measured by two-dimensional microscopy after the ash content of the injection-molded 1.5mm square plate was tested at 800°C for 2 hours.
  • Burn-through resistance A 1.5mm square plate was continuously burned at 1000°C for 10 minutes. Observe whether the square plate was burned through;
  • the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition provided in this application uses piperazine flame retardant, nitrogen-phosphorus composite flame retardant, synergistic flame retardant, and specific long glass fibers in specific proportions.
  • the resulting composition is particularly suitable for preparing thin-walled polypropylene materials, improving the burn-through resistance, thermal insulation, and flame retardant properties of the thin-walled polypropylene materials.
  • the polypropylene material including the halogen-free ablation-resistant polypropylene resin composition achieves a flame retardant rating of V-0 at a relatively thin thickness (1.5 mm), has a long average fiber retention length, good burn-through resistance, a back surface temperature rise of no more than 255°C, and good thermal insulation effect.

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Abstract

提供一种无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，以重量份计，包括18～50份聚丙烯树脂、3～10份哌嗪阻燃剂、20～26份氮磷复合阻燃剂、0.2～1.8份协效阻燃剂和12～28份长玻璃纤维；长玻璃纤维中二氧化硅的质量百分含量＞60％。无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物具有优异的耐烧穿性能和隔热性能，且阻燃性能好。

Description

无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物及其应用 技术领域
本申请属于电池包上盖用材料技术领域，具体涉及一种无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物及其应用。
背景技术
随着新能源行业的蓬勃发展，动力电池和储能电池的装机量连创新高。其中，电池包上盖的材料主要是金属或者热固性材料，方案存在比重偏大、加工效率低以及不环保等缺点。随着国家双碳政策的持续推进，热塑性材料由于比重轻及绿色环保的优势得到快速推广应用。
电池包的核心要求是需要通过GB/T31467.3-2015耐火烧测试，而且要求燃烧过程中不产生大量有毒有害气体。常规聚丙烯材料(PP)不能满足现有要求，而满足客户的测试要求的新一代低烟、无卤、耐烧蚀和隔热阻燃增强PP将成为技术发展的趋势。相关技术中通过将无卤哌嗪阻燃剂、长玻纤以及成陶填料复配具有一定的耐烧蚀效果，但是薄壁化后，材料不耐火烧，存在容易烧穿的问题。
因此，开发一种薄壁化后仍具有优异的耐烧蚀性能、隔热性能和阻燃性能的聚丙烯树脂材料，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请提供了一种无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物及其应用；所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物具有优异的耐烧穿性能和隔热性能，且阻燃性能好。
第一方面，本申请提供了一种无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，以重量份计，所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物包括18～50份聚丙烯树脂、3～10份哌嗪阻燃剂、20～26份氮磷复合阻燃剂、0.2～1.8份协效阻燃剂和12～28份长玻璃纤维；所述长玻璃纤维中二氧化硅质量百分含量>60％。
本申请中，采用特定含量的哌嗪阻燃剂和氮磷复合阻燃剂复配，有利于增加碳层厚度及致密性，改善隔热性能；加入特定含量的协效阻燃剂进行复配，进一步提高材料的隔热性能；加入特定的长玻璃纤维，能够增强骨架强度，提高耐烧蚀性能；长玻璃纤维与特定阻燃剂和协效阻燃剂进行复配，使得所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物具有优异的耐烧穿性能和隔热性能，且阻燃性能好。
所述18～50份聚丙烯树脂，例如可以为18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份、48份或50份等。
所述3～10份哌嗪阻燃剂，例如可以为3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份、5份、5.2份、5.5份、5.8份、6份、6.2份、6.5份、6.8份、7份、7.2份、7.5份、7.8份、8份、8.2份、8.5份、8.8份、9份、9.2份、9.5份、9.8份或10份等。
所述20～26份氮磷复合阻燃剂，例如可以为20份、20.5份、21份、21.5份、22份、22.5份、23份、23.5份、24份、24.5份、25份、25.5份或26份等。
所述0.2～1.8份协效阻燃剂，例如可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份或1.8份等。
所述12～28份长玻璃纤维，例如可以为12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份或28份等。
所述长玻璃纤维中二氧化硅的质量百分含量>60％，例如可以为61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％等。
本申请中，所述长玻璃纤维中二氧化硅含量可采用相关技术中常规方法进行测定，如按照GB/T 1549-2008纤维玻璃化学分析方法进行测定。
本申请中，以质量百分含量计，所述长玻璃纤维中还包括10～20％氧化铝(例如可以为10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等)、5～15％氧化硼(例如可以为5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％或15％等)、12～22％氧化钙(例如可以为12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％或22％等)、2～8％氧化镁(例如可以为2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％或8％等)和0～0.5％氧化钠(例如可以为0％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％等)。
优选地，所述聚丙烯树脂的熔融指数为10～32g/10min，例如可以为10g/10min、12g/10min、14g/10min、16g/10min、18g/10min、20g/10min、22g/10min、24g/10min、26g/10min、28g/10min、30g/10min或32g/10min等。
本申请中，所述聚丙烯树脂的熔融指数的测试条件为230℃，2.16kg。
优选地，所述哌嗪阻燃剂包括磷酸哌嗪、焦磷酸哌嗪或多磷酸哌嗪中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述氮磷复合阻燃剂包括三聚氰胺焦磷酸盐类和/或三聚氰胺聚磷酸盐。
优选地，所述三聚氰胺焦磷酸盐类和三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为(0.3～3)：1，其中，(0.3～3)中的具体取值例如可以为0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8或3等；进一步优选为(1～2.6)：1。
优选地，所述协效阻燃剂包括氧化锌、硼酸锌、玻璃粉或海泡石中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述协效阻燃剂包括氧化锌、海泡石和硼酸锌中的至少两种，进一步优选为氧化锌和硼酸锌的组合，或海泡石和硼酸锌的组合。
优选地，所述氧化锌和硼酸锌的质量比、海泡石和硼酸锌的质量比各自独立地为(0.5～4.2)：1，其中，(0.5～4.2)中的具体取值例如可以为0.5、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6、3.8、4或4.2等；进一步优选为(1.2～4)：1。
优选地，所述长玻璃纤维的平均保留长度>1mm，例如可以为1、1.05mm、1.1mm、1.15mm、1.2mm、1.25mm、1.3mm、1.35mm、1.4mm、1.45mm、1.5mm、1.55mm、1.6mm、1.65mm、1.7mm、1.75mm、1.8mm、1.85mm、1.9mm、1.95mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.5mm、4.8mm或5mm等，进一步优选为1.2～3mm。
本申请中，影响长玻璃纤维的平均保留长度的因素包括长玻璃纤维种类(包括二氧化硅含量)以及注塑条件(如注塑压力或背压)等。
优选地，所述长玻璃纤维中二氧化硅的质量百分含量为65～70％。
优选地，所述长玻璃纤维以长玻纤母粒的形式添加。
本申请中，所述长玻纤母粒包括树脂和长玻璃纤维；所述树脂包括聚烯烃；所述聚烯烃包括聚丙烯。
优选地，所述长玻纤母粒中长玻璃纤维的质量百分含量为40～60％，例如可以为40％、42％、44％、46％、48％、50％、52％、54％、56％、58％或60％等。
优选地，以重量份计，所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物还包括1～5份相容剂，例如可以为1份、2份、3份、4份或5份等。
优选地，所述相容剂包括聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和/或聚烯烃弹性体接枝马来酸酐。
本申请中，所述聚烯烃弹性体接枝马来酸酐包括乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)。
优选地，以重量份计，所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物还包括0.3～1.5份其它助剂，例如可以为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份或1.5份等。
优选地，所述其它助剂包括抗氧剂和/或润滑剂。
本申请中，所述抗氧剂包括但不限于不限于四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、4,4′-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺(抗氧剂445)或N,N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)中的至少一种。
本申请中，所述润滑剂包括但不限于乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌或硅油中的至少一种。
本申请中，所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物制成薄壁化产品后，仍具有优异的耐烧蚀性能，解决了相关技术中常规聚丙烯复合材料薄壁化后不耐火烧，存在容易烧穿的问题。
本申请中，所述薄壁化指制件厚度可以低至2mm，例如可以为0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm或2mm等。
第二方面，本申请提供了一种包含第一方面所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物的制品，所述制品包括电池包上盖。
本申请所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本申请不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与相关技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，采用特定含量的哌嗪阻燃剂、氮磷复合阻燃剂、协效阻燃剂以及特定的长玻璃纤维复配，得到的组合物尤其适用于制备薄壁化聚丙烯材料，提高了薄壁化聚丙烯材料的耐烧穿性能、隔热性能以及阻燃性能。
在阅读并理解了详细描述后，可以明白其他方面。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本申请，不应视为对本申请的具体限制。
本申请所用材料如下：
树脂
PP-1：均聚聚丙烯粒料，牌号为HP500N，中海壳牌；
PP-2：共聚聚丙烯粒料，牌号为EP548R，中海壳牌；
长玻纤母粒(长玻纤母粒中的树脂均为聚丙烯)
GF-1：长玻璃纤维的质量百分含量50％；以质量百分含量计，长玻璃纤维包括：62％二氧化硅、15％氧化铝、6％氧化硼、13％氧化钙、3.6％氧化镁以及0.4％氧化钠；
GF-2：长玻璃纤维的质量百分含量50％；以质量百分含量计，长玻璃纤维包括：68％二氧化硅、11％氧化铝、6.5％氧化硼、12％氧化钙、2.2％氧化镁以及0.3％氧化钠；
GF-d1：长玻璃纤维的质量百分含量50％；以质量百分含量计，长玻璃纤维包括：50％二氧化硅、16％氧化铝、6.8％氧化硼、21.5％氧化钙、5.5％氧化镁以及0.2％氧化钠；
抗氧剂：抗氧剂1010，市售；抗氧剂168，市售，二者质量比为1：1；
润滑剂：乙撑双硬脂酰胺EBS，市售；
三聚氰胺焦磷酸盐：购自湖北鑫鸣泰化学有限公司；
三聚氰胺聚磷酸盐：购自武汉吉鑫益邦生物科技有限公司；
海泡石：购自亿田矿业；
PP-g-MAH：星原化工，XYJ1210；
POE-g-MAH：美国陶氏，AMPLIFY GR216；
焦磷酸哌嗪、磷酸哌嗪，三苯基磷酸酯、氧化锌和硼酸锌均可通过市售购买得到。
实施例1～14和对比例1～6提供一种无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，以重量份计，所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物的配方如表1和表2所示，其中，“/”表示配方中没有该组分。
表1

表2
性能测试
将实施例1～14和对比例1～6提供的适用于薄壁化注塑的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物经薄壁化注塑成厚度为1.5mm的聚丙烯树脂材料，测试其相关性能；所述薄壁化注塑的具体工艺包括：注塑温度210℃，模温30℃，背压0bar。
(1)阻燃性能：参考UL 94，1.5mm阻燃样条垂直燃烧；
(2)平均纤维保留长度：注塑的1.5mm方板，在800℃，2h测试完的灰分进行二次元显微镜测试玻纤的平均保留长度；
(3)耐烧穿性能：1000℃火焰，持续对1.5mm方板烧10min。观察方板是否烧穿；
(4)隔热性能：1000℃火焰，持续对1.5mm方板烧的同时，测试方板背面(远离火焰的另一面)的温度，温度越小，表明隔热性能越好。
具体测试结果如表3所示。
表3
由表3可知，本申请提供的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，采用哌嗪阻燃剂、氮磷复合阻燃剂、协效阻燃剂以及特定的长玻璃纤维以特定含量复配，所得到的组合物尤其适用于制备薄壁化聚丙烯材料，提高了薄壁化聚丙烯材料的耐烧穿性能、隔热性能以及阻燃性能；本申请中，包括所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物的聚丙烯材料，在较薄厚度下(1.5mm)阻燃等级达到V-0级，平均纤维保留长度长，耐烧穿性能好，背面温升为不高于255℃，隔热效果好。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

  1. 一种无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，以重量份计，其包括18～50份聚丙烯树脂、3～10份哌嗪阻燃剂、20～26份氮磷复合阻燃剂、0.2～1.8份协效阻燃剂和12～28份长玻璃纤维；
    所述长玻璃纤维中二氧化硅的质量百分含量＞60％。
  2. 根据权利要求1所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述聚丙烯树脂的熔融指数为10～32g/10min。
  3. 根据权利要求1或2所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
  4. 根据权利要求1～3任一项所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述哌嗪阻燃剂包括磷酸哌嗪、焦磷酸哌嗪或多磷酸哌嗪中的任意一种或至少两种的组合。
  5. 根据权利要求1～4任一项所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述氮磷复合阻燃剂包括三聚氰胺焦磷酸盐类和/或三聚氰胺聚磷酸盐；
    优选地，所述三聚氰胺焦磷酸盐类和三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为(0.3～3)：1，进一步优选为(1～2.6)：1。
  6. 根据权利要求1～5任一项所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述协效阻燃剂包括氧化锌、硼酸锌、玻璃粉或海泡石中的任意一种或至少两种的组合；
    优选地，所述协效阻燃剂包括氧化锌、海泡石和硼酸锌中的至少两种，进一步优选为氧化锌和硼酸锌的组合，或海泡石和硼酸锌的组合；
    优选地，所述氧化锌和硼酸锌的质量比与海泡石和硼酸锌的质量比各自独立地为(0.5～4.2)：1，进一步优选为(1.2～4)：1。
  7. 根据权利要求1～6任一项所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述长玻璃纤维的平均保留长度＞1mm，进一步优选为1.2～3mm；
    优选地，所述长玻璃纤维中二氧化硅的质量百分含量为65～70％。
  8. 根据权利要求1～7任一项所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述长玻璃纤维以长玻纤母粒的形式添加；
    优选地，所述长玻纤母粒中长玻璃纤维的质量百分含量为40～60％。
  9. 根据权利要求1～8任一项所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，以重量份计，所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物还包括1～5份相容剂。
  10. 根据权利要求9所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述相容剂包括聚丙烯接枝马来酸酐和/或聚烯烃弹性体接枝马来酸酐。
  11. 根据权利要求1～10任一项所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，以重量份计，所述无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物还包括0.3～1.5份其它助剂。
  12. 根据权利要求11所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物，其中，所述其它助剂包括抗氧剂和/或润滑剂。
  13. 一种包含权利要求1～12任一项所述的无卤耐烧蚀聚丙烯树脂组合物的制品，其包括电池包上盖。
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