[发明专利]一种高性能阻燃PP及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及PP聚合物材料领域，具体涉及一种高性能阻燃PP复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯（PP）是是一种高密度、无侧链、高结晶的线性聚合物，相对于普通的塑料材料，抗冲击性能较高，同时具有耐热、耐腐蚀等优点。现有的PP聚合物通常阻燃性能较差，安全性低，限制了其在许多领域的应用；例如在照明设备/汽车构造中的应用，PP聚合物必须满足非常苛刻的防火标准，为此只能通过加入阻燃剂来增强产品的阻燃性能。但阻燃剂的添加往往会降低产品的机械性能，使所制得的这些产品容易表现存在应力易开裂、对缺口抗冲击力低、耐磨性差、流动性差、易老化等缺点，产品可靠性不足。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种抗冲击、阻燃效果好的PP聚合物。

本发明的另一目的是提供一种可大规模推广、提高上述PP聚合物性能的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种上述PP聚合物的应用。

本发明的第一个目的通过以下方式实现：

一种高性能阻燃PP聚合物，其原料配方由如下重量份的各组分组成：

抗氧剂              0.3-1.5份；

防火剂1                      10-15份；

防火剂2                    4-8份；

PP                     77.5-84.9份；

所述抗氧剂为洪江市昌和化工有限公司所产的复合抗氧剂K25，所述防火剂1为FR-266，所述防火剂2为TPP。

上述抗氧剂为为洪江市昌和化工有限公司所产的复合抗氧剂K25，可有效提高本发明PP聚合物的耐热氧化效果、抑制PP聚合物的热降解和氧化降解，延长所制得的PP聚合物的使用寿命，使之不易破裂、毁损。

所述防火剂1为FR-266，可选用任一种市售产品。所述防火剂2为TPP，全称为磷酸三苯酯。FR-266是一种反应型阻燃剂，用作阻燃剂添加至PP聚合物中时，具有不析出、耐迁移等优点。但FR-266添加量过高，则将导致PP聚合物韧性、抗冲击性能的下降，使最终制得的PP聚合物不耐冲击、容易碎裂。TPP添加至硝化纤维、醋酸纤维中时具有一定的阻燃效果，但其对PP的阻燃性能并无明显的改善作用。本发明人发现，TPP具有增强PP聚合物中FR-266阻燃效果的作用，从而得以降低PP聚合物中FR-266的添加量，保持所制得的PP聚合物的抗冲击性能。此外，发明人还发现，对TPP、FR-266以及K25的用量进行优化后，三者协效还可使本发明PP聚合物的韧性得到提升。

上述一种高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其具体包括如下步骤：按照上述的比例将抗氧剂、防火剂1、防火剂2、PP装入搅拌机中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在190-220℃的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述高性能阻燃PP聚合物。

所述反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为30-50分钟。所述搅拌机的转速为650-1000转/分。

提高搅拌机的转速可使各原料组分混合更充分从而获得质地均匀的产品。但对于某些原料来说，过慢的搅拌速度难以使其充分混合，过高的搅拌转速容易导致其自身结构的裂解。上述搅拌机的转速是发明人根据本发明各种原料组分的物性而优选的，在此范围内，既能保证原料的各组分能够混合均匀，又能有效防止原料发生裂解而失效。所述反复搅拌是指交替改变搅拌机的搅拌方向，如此便能够在不增加转速的情况下进一步促进各原料组分的混合。本发明的熔炼温度是根据各类原料的性质选定的，在该温度范围内，各类原料均可熔化彻底而得以充分混融，不因温度过低而熔融混炼不彻底，且不易因温度过高而裂解、变质。原料只有得到充分混融结合，才能协同作用获得本发明所追求的优质性能。

所述双螺旋挤出机的转速为250-600转/分。

所述熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却时，所用水槽温度为60-75℃。

由于产品的性质不同，其冷却水温也各不一致。一般来说，升高水槽内的水温能够缩减粒料间的空隙使其不易碎裂，但过高的水温将导致粒料粘结，影响产品品质及外观。因此在本发明中，设计人根据双螺旋挤出机的转速、熔体的性质设计出上述的水槽水温范围，在该温度范围内生产出的本发明产品粒料间隙适中、不易粘结，具有良好的加工性能。