[发明专利]一种耐候抗湿性无卤阻燃聚丙烯混合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂阻燃改性领域，具体是聚丙烯无卤阻燃改性领域，更进一步说是一种耐候抗湿性无卤阻燃聚丙烯混合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)具有密度低、价廉、易加工、力学性能优异及耐化学腐蚀性能等优点，是最常用的通用树脂之一，广泛应用于汽车、建筑、电子电器、电线电缆等应用领域。但PP极易燃烧，氧指数仅为17％～18％左右，且燃烧速度快、放热量大并伴有大量的熔滴产生、难成炭、难熄灭，从而限制了其在对阻燃要求高的领域内的应用。传统的以卤素阻燃剂为主的阻燃聚丙烯材料在燃烧时会释放大量的有毒烟雾、腐蚀性气体，不仅腐蚀着周围环境的设备，而且还给人员的疏散、逃难和消防工作带来各种各样的新问题，已不符合当今国内外环保政策和相关法规的要求。近年来，膨胀型阻燃聚丙烯材料由于具有在燃烧时低烟低毒、无腐蚀性气体释放及抗熔滴等优点，成为当今最具发展前景的无卤阻燃聚丙烯材料之一。

然而，虽然现有的膨胀型阻燃聚丙烯材料存在其它无卤阻燃聚丙烯材料无法比拟的优点，但也存在诸多的缺点，如耐候性差、抗湿性能不好及力学性能恶化严重等。因此，开发一种新型耐候抗湿性无卤阻燃聚丙烯材料，不仅有其客观的必要性，也有具有重大的社会意义和经济效益。

针对上述问题，专利CN101225187A公开了一种新型的三嗪成炭剂，并将其与聚磷酸铵复配阻燃聚丙烯，在一定程度上改善了膨胀型阻燃聚丙烯混合物的耐水性能。然而，由于该混合物中阻燃剂的添加量大，且未使用光稳定剂，因此耐候性能并不理想。专利CN10262780A通过添加卤系阻燃剂和受阻胺光稳定剂制得一种耐候性能良好的聚丙烯混合物，适用于长期暴露在紫外光照射下的家用电器、大型室外体育场塑料座椅以及汽车零部件。但该混合物使用的阻燃剂为卤系阻燃剂，燃烧时会释放出大量有毒烟气，已不适应当今阻燃剂无卤环保化的发展趋势。最近，曹堃等人报道了一种含硅型N-取代烷氧基受阻胺(Si-NORs)阻燃剂，将其与聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)复配可制备具有良好耐紫外光性能和阻燃性能的阻燃聚丙烯混合物(Synthesis of N-alkoxy Hindered Amine Containing Silane as a Multifunctional Flame Retardant Synergist and Its Application in Intumescent Flame Retardant Polypropylene.Industrial&Engineering Chemistry Research，DOI：10.1021/ie3017048)，然而，由于该混合物中使用了水溶性较大的PER为炭源，耐水性能并不理想，大大限制了其在潮湿环境中的应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有磷氮膨胀阻燃聚丙烯体系存在的缺点，提供一种耐候性能突出、抗湿性能好及阻燃性能优异的无卤阻燃聚丙烯混合物及其制备方法。

本发明的目的可以通过以技术方案来实现：

一种耐候抗湿性无卤阻燃聚丙烯混合物，以质量份数计，其原料组成为：

a、聚丙烯树脂              70～80

b、磷氮膨胀型阻燃剂        10～20

c、三嗪类大分子成炭剂      5～15

d、受阻胺稳定剂            0.5～1.5

e、含硅矿物协效剂          1～3

所述的磷氮膨胀型阻燃剂为聚磷酸三聚氰胺(MPP)和/或聚磷酸铵(APP)其中一种；

所述的三嗪类大分子成炭剂(TCA)由三聚氯氰、乙醇胺、乙二胺通过缩聚反应制得，其分子结构式如下：

所述的受阻胺稳定剂(HAS)为N，N//-1，2-乙二胺-1，3-丙二胺与2，4，6-(2，2，6，6-四甲基哌嗪-4-N-丁基氨基)-1，3，5-三嗪的反应产物、聚-{[6-[(1，1，3，3，-四甲基丁基)-亚氨基]-1，3，5，-三嗪-2，4-二基][2-(2，2，6，6，-四甲基哌啶基)-次氨基-六亚甲基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-次氨基]}和2，4-双-[N-正丁基-N-(1-环己氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)氨基]-6-(2-羟乙氨基)-1，3，5-三嗪其中一种；其分子结构分别如下：

所述的含硅矿物协效剂为有机纳米蒙脱土(OMMT)、硅灰石和硅藻土其中一种。