阻燃型聚丙烯泡沫塑料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種阻燃型聚丙烯泡沫塑料及其制備方法，屬于發泡塑料技術領域，包括如下重量份原料：聚丙烯樹脂85

【技術實現步驟摘要】
阻燃型聚丙烯泡沫塑料及其制備方法


[0001]本專利技術屬于泡沫塑料
，具體地，涉及一種阻燃型聚丙烯泡沫塑料及其制備方法。

技術介紹

[0002]EPP是發泡聚丙烯(Expandedpolypropylene)的縮寫，是一種新型泡沫塑料的簡稱。EPP是聚丙烯塑料發泡材料，是一種性能卓越的高結晶型聚合物/氣體復合材料，以其獨特而優越的性能成為增長最快的環保新型抗壓緩沖隔熱材料。EPP還是一種環保材料，可回收循環利用。相比于EPS(發泡聚苯乙烯)，EPP具有更高的機械強度，極大地拓展了泡沫塑料的應用場景。
[0003]雖然聚丙烯發泡材料性能優良，但因其極限氧指數(LOI值)僅為18，屬于易燃材料，其發泡材料特別是高倍率發泡產品(密度低于30kg/m3)更易被引燃，這不僅限制了其使用范圍。而現在市面上用的比較多的建筑材料、保溫材料為了改善阻燃性能，大多使用含鹵阻燃劑，雖然能實現一定的阻燃效果，但在燃燒過程中會釋放出大量的有毒氣體及大量濃煙，不符合環保阻燃要求。
[0004]現有技術中雖然也有采用環保阻燃成分的，如專利申請公開號為CN106566076A的中國專利技術專利公開了一種阻燃聚丙烯發泡珠粒及其生產工藝，該阻燃聚丙烯發泡珠粒包括聚丙烯基體，還包括阻燃體系，阻燃體系的重量份的組分構成為：納米二氧化硅：6.7
?
6.9份，氣相法白炭黑：2.5
?
2.7份，甲基含氫硅油：91
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93份，羥基聚二甲基硅氧烷：0.5
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0.7份，相容劑：0.5
?
0.7份，偶聯劑：1.1
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1.3份，流平劑：1.5
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1.7份，混合氯化稀土：0.3
?
0.5份。該技術方案中公開的阻燃體系能有效改善聚丙烯發泡珠粒的阻燃性能，將LOI提升至31％，但該阻燃物質復雜，種類繁多，有效成分為無機物質，與聚丙烯基體的相容性低，難以實現在聚丙烯基體中的均勻分散。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于克服現有技術的缺陷，提供了一種阻燃型聚丙烯泡沫塑料及其制備方法。
[0006]本專利技術通過一定量的氟橡膠的加入，改善發泡質量和泡孔結構的同時提高聚丙烯泡沫塑料的力學性能；通過合成的阻燃單體的加入，賦予聚丙烯泡沫塑料持久、穩定、環保、高效的阻燃特性；使得到的聚丙烯泡沫塑料具有更廣泛的應用空間。
[0007]本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
[0008]阻燃型聚丙烯泡沫塑料，包括如下重量份原料：聚丙烯樹脂85
?
90份、氟橡膠10
?
15份、阻燃單體5
?
7份、抗氧化劑0.6
?
0.8份、發泡劑3
?
4份；
[0009]上述阻燃型聚丙烯泡沫塑料的制備方法，包括如下步驟：
[0010]第一步、將聚丙烯樹脂、氟橡膠、阻燃單體和抗氧化劑混合后，在雙螺桿擠出機中熔融擠出，得到復合材料，雙螺桿擠出機一至八區溫度分別為160℃、180℃、200℃、220℃、
230℃、230℃、220℃、200℃，機頭溫度180℃，螺桿轉速450r/min；
[0011]第二步、將復合材料與發泡劑混合均勻，加入發泡注塑機內，注塑機從料斗到噴嘴溫度分別為160℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃，制得聚丙烯泡沫塑料。
[0012]獲得的聚丙烯泡沫塑料的密度為120
?
300kg/m3，能夠取代木頭和紙盒使用；
[0013]氟橡膠具有出色的耐化學性能、耐候性能以及阻燃性能；在聚丙烯發泡材料中加入氟橡膠，一方面，氟橡膠的引入增加了復合材料的熔體黏彈性和拉伸黏度，有利于穩定發泡過程中的泡孔結構，抑制泡孔的迅速增長，泡孔變形、合并和坍塌情況減少；氟橡膠具有異相成核作用，降低成核能壘，顯著提高了成核率，形成的大量發泡點競爭有限的氣體，限制了泡孔的生長，因此，氟橡膠可以改善發泡質量和泡孔結構；另一方面，橡膠粒子作為彈性體，可以改善拉伸性能和沖擊性能，提高聚丙烯泡沫塑料的力學性能。
[0014]進一步地，抗氧化劑為復合抗氧劑B215、酚類抗氧劑1010、亞磷酸酯類抗氧劑Irgafos168和硫酯類抗氧劑DSTP中的任意一種。
[0015]進一步地，發泡劑為偶氮二甲酰胺，偶氮二甲酰胺釋放的氣體產生泡沫的效率高，氣體放出速度快又不易失控，且為毒性低的物質。
[0016]進一步地，所述阻燃單體通過如下步驟制備：
[0017]S1、在裝有攪拌器、回流冷凝管的三頸燒瓶中，加入3
?
甲硫基丙醛、對苯二胺和乙醇，加熱升溫，并在85℃恒溫條件下回流反應12h，反應結束后，旋干溶劑乙醇，之后柱層色譜純化，得到中間物1；3
?
甲硫基丙醛、對苯二胺和乙醇的用量之比為1mmol:1.05mmol:20mL；
[0018]3?
甲硫基丙醛分子上的醛基與對苯二胺分子上的
?
NH2發生化學反應，生成席夫堿，且通過控制二者的摩爾比接近1:1(對苯二胺略過量)，在位阻作用下，對苯二胺只有一端的
?
NH2參與到反應，得到中間物1，反應過程如下：
[0019][0020]S2、在裝有攪拌器、回流冷凝管的三頸燒瓶中，加入DOPO(9,10
?
二氫
?9?
氧雜
?
10
?
磷雜菲
?
10
?
氧化物)、中間物1和DMF溶劑，并持續通入氮氣保護，在攪拌下將體系先升溫至90℃并保溫50
?
60min(使顆粒物質全部溶解)，再升溫至130℃反應8h，結束反應，待產物降至室溫后再倒入大量的蒸餾水在冰水浴中析出沉淀，減壓抽濾，將粗產物(濾餅)用石油醚反復洗滌3次后，在80℃真空烘箱中干燥12h，得到中間物2；DOPO、中間物1和DMF的用量之比為21.6g:19.4g:150mL；
[0021]中間物1上的
?
C＝N
?
與DOPO分子上的P
?
H發生加成反應，生成中間物2，反應過程如下：
[0022][0023]S3、在N2保護下，將丙烯酸、三乙胺(縛酸劑)和二氯甲烷加入到三口燒瓶中，再加
入中間物2和DIC(N,N
?
二異丙基碳二亞胺)，并在室溫以及N2保護下攪拌反應3h，反應結束后，減壓蒸餾除去溶劑二氯甲烷，然后往產物內加入蒸餾水，并用碳酸鉀將混合液的pH值調至8.0，用乙酸乙酯萃取混合物，取有機層并用飽和NaCl溶液洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓旋蒸除去大部分溶劑后，用硅膠柱色譜分離，得到阻燃單體；丙烯酸、中間物2、三乙胺、DIC、二氯甲烷和蒸餾水的用量之比為1.0mmol:0.45g:3.0mmol:1.05mmol:20mL:40mL；
[0024]在三乙胺以及DI本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.阻燃型聚丙烯泡沫塑料，其特征在于，包括如下重量份原料：聚丙烯樹脂85
?
90份、氟橡膠10
?
15份、阻燃單體5
?
7份、抗氧化劑0.6
?
0.8份、發泡劑3
?
4份。2.根據權利要求1所述的阻燃型聚丙烯泡沫塑料，其特征在于，所述抗氧化劑為復合抗氧劑B215、酚類抗氧劑1010、亞磷酸酯類抗氧劑Irgafos168和硫酯類抗氧劑DSTP中的任意一種。3.根據權利要求1所述的阻燃型聚丙烯泡沫塑料，其特征在于，所述發泡劑為偶氮二甲酰胺。4.根據權利要求1所述的阻燃型聚丙烯泡沫塑料，其特征在于，所述阻燃單體通過如下步驟制備：S1、在裝有攪拌器、回流冷凝管的三頸燒瓶中，加入3
?
甲硫基丙醛、對苯二胺和乙醇，加熱升溫，并在85℃恒溫條件下回流反應12h，反應結束后，旋干溶劑乙醇，之后柱層色譜純化，得到中間物1；S2、在裝有攪拌器、回流冷凝管的三頸燒瓶中，加入DOPO、中間物1和DMF溶劑，并持續通入氮氣保護，在攪拌下將體系先升溫至90℃并保溫50
?
60min，再升溫至130℃反應8h，結束反應，待產物降至室溫后再倒入大量的蒸餾水在冰水浴中析出沉淀，減壓抽濾，將粗產物用石油醚反復洗滌3次后，在80℃真空烘箱中干燥12h，得到中間物2；S3、在N2保護下，將丙烯酸、三乙胺和二氯甲烷加入到三口燒瓶中，再加入中間物2和DIC，并在室溫以及N2保護下攪拌反應3h，反應結...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖禮，
申請(專利權)人：東莞市成信發泡膠有限公司，
類型：發明
國別省市：