[发明专利]一种无卤阻燃聚丙烯母粒及无卤阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃聚丙烯薄膜技术领域，尤其涉及一种阻燃聚丙烯母粒及阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚丙烯（PP）作为一种通用塑料，具有密度小、无毒、耐腐蚀、力学均衡性好、价格低等优点，是制备双向拉伸薄膜的理想材料。但由于聚丙烯本身阻燃性能差，其氧指数（LOI）仅为17%，而且薄膜厚度越小，与氧气的接触面积越大，其薄膜垂直燃烧只能达到无级。从而限制了聚丙烯在电机绝缘、柔性线路板、薄膜开关、电器绝缘片等绝缘领域的应用。

目前，为了解决聚丙烯薄膜的易燃性，通常向聚丙烯薄膜中添加阻燃剂。目前市场上主要是有卤阻燃聚丙烯薄膜。随着电子电器行业无卤化进程，在国际市场上要求有卤材料逐渐被无卤材料所替代。市场上也逐渐出现了无卤阻燃聚丙烯材料，但由于聚丙烯是非极性材料，与极性较强的阻燃剂相容性很差。因此阻燃剂的加入常常会由于界面张力大，相分离严重等原因，降低双向拉伸聚丙烯薄膜的力学性能和绝缘性能。在使用过程中也容易析出，进而降低聚丙烯薄膜的阻燃性。

因此如何研制出绝缘性能、力学性能和阻燃性能等综合性能优异，且能够长周期使用PP薄膜，已经成为绝缘薄膜领域日益关注的课题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的阻燃聚丙烯薄膜的阻燃性能和力学性能等综合性能较差的缺陷，本发明提供一种无卤阻燃聚丙烯母粒及无卤阻燃聚丙烯薄膜及其制备方法。该无卤阻燃聚丙烯母粒不仅阻燃效率高，耐候性好，长时间存放后仍可正常使用，而且不会降低聚丙烯薄膜的其它性能。添加所述无卤阻燃聚丙烯母粒制备的聚丙烯薄膜不仅综合性能优异，而且具有非常好的耐老化性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供下述技术方案：

本发明提供一种无卤阻燃聚丙烯母粒，所述母粒包括下述成份（重量百分比）：聚丙烯（PP）15-42％，阻燃剂（APP）41-57％，成炭剂（CA）14-24％，抗氧剂（AO）1-2％，改性粘土（REC）1-2％，钛酸酯偶联剂0.5-1%。

进一步的，所述聚丙烯的含量为20%，25%，30%或402％。所述阻燃剂的含量为45%，50%或55％。所述成炭剂的含量为16%，18%，20%或24％。

进一步的，所述阻燃剂为聚磷酸铵Ⅱ型（APPⅡ）。所述聚磷酸铵Ⅱ型的分子量范围是1万至5万。聚磷酸铵Ⅱ型通过塑料磨粉机研磨，并通过1000目分样筛后，粒径为10μm左右。所述聚磷酸铵Ⅱ型的聚合度大于或等于1000。

所述成炭剂（CA）可以采用现有的成炭剂。进一步的，所述成炭剂（CA）为三嗪类聚合物。进一步的，所述三嗪类聚合物的结构式如下：

其中n为聚合度，n=200；X、Y、Z为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或己二胺。

上述结构的三嗪聚合物成炭剂（CA），可以按照申请号为200910164250.8，公开号为101643651，公开日为2010年2月10日的中国专利申请公布的制备方法制备。

所述大分子成炭剂，具有交联网状结构，适合于200-250℃的加工温度，对聚丙烯加工性能影响小，不影响聚丙烯薄膜的其它性能。

所述抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成，其中主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010或1076，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168或619。所述主抗氧剂和辅抗氧剂的质量比是1:1。

所述改性粘土为表面有机化改性的累托石（REC）。

所述钛酸酯偶联剂为TC-101（异丙基三异十八酰钛酸酯）。

另一方面，本发明提供上述的无卤阻燃聚丙烯母粒的制备方法，所述方法包括下述步骤：

将阻燃剂、成炭剂、抗氧剂和改性粘土加入高速混合机中用钛酸酯偶联剂进行表面处理，处理之后与PP树脂一同加入到双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机的加工温度为200-250℃，螺杆转速为200-580转/分。

进一步的，所述表面处理工艺包括下述步骤：将阻燃剂、成炭剂、抗氧剂和改性粘土在高速混合机中机械混合5-15min，然后加入钛酸酯偶联剂，再高速混合5-15min，取出后用烘箱干燥。

进一步的，上述无卤阻燃聚丙烯母粒的制备方法包括下述步骤：

（1）混合：将阻燃剂聚磷酸铵、抗氧剂、成炭剂和改性粘土称量好，在高速混合机中机械混合5-15min，得到混合均匀的复合阻燃剂，