一種含成炭劑的阻燃聚丙烯材料及制備方法技術

本發明專利技術一種含成炭劑的阻燃聚丙烯材料及制備方法，涉及丙烯阻燃聚技術領域。其組分包括聚丙烯、成碳型磷氮阻燃劑P-THEIC、聚磷酸銨、季戊四醇和相容劑。本發明專利技術在聚磷酸銨和季戊四醇阻燃聚丙烯復合材料體系中，不增加阻燃劑添加量的情況下，添加少量的P-THEIC磷氮阻燃劑，就可以使材料達到燃燒無滴落UL-94等級V-0級。P-THEIC常溫下為液態，它的加入可以提升固體阻燃劑在聚丙烯中的分散性，還會增加阻燃聚丙烯復合材料在加工時的流動性能，有利于加工成型，并且P-THEIC阻燃劑的極性非常小，利于改善界面親和力，因此沖擊強度明顯的提高。

【技術實現步驟摘要】
一種含成炭劑的阻燃聚丙烯材料及制備方法
本專利技術涉及丙烯阻燃聚
，特別是含有新型磷氮膨脹型阻燃劑阻燃聚丙烯復合材料及制備方法。
技術介紹
聚丙烯（PP）是目前全球產量最大的樹脂之一，它被廣泛用于包裝、紡織品、建材、汽車、電子及日用品等很多行業。當PP應用于室內建材、汽車內飾材料、電子電器材料時，因為聚丙烯本身的易燃性，并且在燃燒時產生滴落現象，需要進行對聚丙烯阻燃改性。工業上所使用的阻燃劑基本上分為無鹵和含鹵阻燃劑。含鹵阻燃劑因為其在燃燒時會放出大量的毒煙和腐蝕性氣體，正在被無鹵阻燃劑逐步的替代掉。膨脹性阻燃劑因其在阻燃的時候具有少煙，少毒，環境友好，使其在無鹵阻燃劑中膨是目前最有發展前途的一種。在PP中添加膨脹型阻燃劑可以明顯降低PP熱裂或燃燒時生成的煙和腐蝕性氣體及有毒產物量，對環境友好。傳統的聚磷酸銨和季戊四醇阻燃聚丙烯，在添加量為30%的時候氧指數可高達30，但是并不能使的阻燃聚丙烯復合材料在燃燒時無滴落。本專利技術所要解決的問題是：現有技術中單純的添加聚磷酸銨和季戊四醇阻燃聚丙烯，很難使其在燃燒的時候無滴落，材料達不到UL-94V-0等級。
技術實現思路
為解決這一問題，本專利技術提供的技術方案是：本專利技術提供了一種阻燃型聚丙烯復合材料，在其中添加了一種成碳性能良好的新型磷氮膨脹阻燃劑。本專利技術一種新型膨脹型阻燃劑協效阻燃聚丙烯復合材料，其組分以重量份計算為：聚丙烯100份新型成碳型磷氮阻燃劑P-THEIC5~10份聚磷酸銨10~20份季戊四醇5~10份相容劑5～10份本專利技術所使用的聚丙烯為均聚或共聚聚丙烯，熔融指數為1.5～10g/10min。本專利技術所使用的膨脹型阻燃劑應用于聚丙烯的擠出過程不會有水滑情況，這種阻燃劑含酸源、氣源、碳源，以成炭、膨脹機理起到阻燃作用。本專利技術所使用的阻燃劑為河南惠眾化工有限公司生產的純度為98%的阻燃劑P-THEIC，其為無鹵阻燃劑，其含有三嗪環結構，且含有較多苯環結構的磷-氮系阻燃劑，具有優異的熱穩定性，較高的成炭能力，以及與基體樹脂較好的相容性等性能。本專利技術所使用的相容劑為接枝率為0.5~1%的聚丙烯接枝馬來酸酐。本專利技術一種新型膨脹型阻燃劑協效阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，按照下述步驟進行：將聚丙烯，P-THEIC，聚磷酸銨，季戊四醇，聚丙烯接枝馬來酸酐，混合均勻后在密煉機180℃~200℃下，50~200r/min轉速下熔融共混5~10分鐘后取出得到阻燃聚丙烯復合材料。本專利技術與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：（1）在聚磷酸銨和季戊四醇阻燃聚丙烯復合材料體系中，不增加阻燃劑添加量的情況下，添加少量的P-THEIC磷氮阻燃劑，就可以使材料達到燃燒無滴落UL-94等級V-0級。（2）P-THEIC常溫下為液態，它的加入可以提升固體阻燃劑在聚丙烯中的分散性，還會增加阻燃聚丙烯復合材料在加工時的流動性能，有利于加工成型，并且P-THEIC阻燃劑的極性非常小，利于改善界面親和力，因此沖擊強度明顯的提高。具體實施方式：下面的實施實例是對本專利技術的進一步說明，而不是限制本專利技術的范圍。以下實施例所采用的聚丙烯為鎮海煉化的T30S，熔融指數3.8g/10min，聚丙烯接枝馬來酸酐為上海日之升的CMG9801，接枝率為1%，聚丙烯為杭州捷爾思阻燃化工有限公司的JLS，季戊四醇為上海凌峰化學試劑有限公司分析純。新型阻燃劑為河南惠眾化工有限公司的P-THEIC，純度為98%。實施例1-5：按照表1的配方將各組分混合均勻后在密煉機中190℃下，100轉/分，熔融共混10分鐘，得到阻燃聚丙烯材料。性能測試結果見表2。對比例1：僅采用APP、PER阻燃體系制備阻燃聚丙烯材料。按照表1的配方將各組分混合均勻后，在密煉機中于190℃，100轉/分，熔融共混10分鐘后出料，得到阻燃聚丙烯材料。所得材料的性能測試結果見表2所示。對比例2：僅采用P-THEIC制備阻燃聚丙烯材料。按照表1的配方將各組分混合均勻后，在密煉機中于190℃，100轉/分，熔融共混10分鐘后出料，得到阻燃聚丙烯材料。所得材料的性能測試結果見表2所示。對比例3：采用P-THEIC、APP、PRE阻燃體系制備阻燃聚丙烯。按照表1的配方將各組分混合均勻后，在密煉機中于190℃，100轉/分，熔融共混10分鐘后出料，得到阻燃復合材料。所得材料的性能測試結果見表2所示。從表2中的數據可以看出，阻燃劑總用量為30份不變，隨著阻燃劑P-THEIC的增加，拉伸強度和彎曲強度會小幅度的減小，但是其斷裂伸長率會大幅度的增加，當P-THEIC的含量為10份時，氧指數為30，垂直燃燒等級為V-0級，燃燒時間為2秒，即阻燃性能最好，此時的拉伸強度為22.51MPa，斷裂伸長率為87.9%，彎曲強度為30.96MPa。相比于單獨使用APP、PER阻燃體系阻燃，加入了部分P-THEIC的阻燃體系，垂直燃燒等級提升了，斷裂伸長率提升，并且其200℃時熔體流動速率也有了大幅度的提升，更有利于成型加工。有實施例3和實施例5對比可以看出，相容劑的減少，阻燃劑和聚丙烯的相容性下降，導致材料的力學性能下降。所以，在APP、PER阻燃聚丙烯材料中添加少量的P-THEIC，可以很好的增加阻燃聚丙烯的阻燃性能，改善阻燃聚丙烯抗滴落的能力，從而達到更好的阻燃效果。表1阻燃聚丙烯材料配方表2阻燃聚丙烯材料性能項目實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2對比例3氧指數(v%)2930303029302229垂直燃燒等級V-2V-0V-0V-1V-0V-2無級別V-0拉伸強度(MPa)21.8722.9522.5123.6822.2525.1920.1122.51斷裂伸長率（%）109.554.187.928.478.319.8190.187.9彎曲強度(MPa)30.1531.7730.9632.6530.0833.4628.7430.96注：純PP力學性能測試結果為拉伸強度31.24MPa，斷裂伸長率457.9，彎曲強度為29.77MPa。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型膨脹型阻燃劑協效阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于其組分以重量份計算為：聚丙烯??100份新型成碳型磷氮阻燃劑P?THEIC???5~10份聚磷酸銨??10~20份季戊四醇??5~10份相容劑??5～10份。

【技術特征摘要】
1.一種膨脹型阻燃劑協效阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于其組分以重量份計算為：聚丙烯100份；成碳型磷氮阻燃劑P-THEIC5~10份；聚磷酸銨10~20份；季戊四醇5~10份；相容劑5～10份；聚丙烯為均聚或共聚聚丙烯，熔融指數為1.5～10g/10min；相容劑為接枝率為0.5~1%的聚丙烯接枝馬來酸酐；成碳型磷氮阻燃劑P-THEIC為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋艷，蔣明訪，李錦春，張鑫，鄒國享，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32