[发明专利]一种环保高效阻燃聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保高效阻燃聚丙烯及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)以其优异的机械性、良好的电绝缘性、耐化学药品性以及密度小、质量轻等特点而广泛用于汽车、家电、纺织、建筑等行业，但是聚丙烯氧指数低，只有17.4％，容易燃烧，且聚丙烯的燃烧为少烟型，不成炭，但伴随有熔滴和流延起火现象，并产生大量的不饱和气体。因此，聚丙烯的阻燃研究亟待解决。

磷系阻燃剂毒性小、低烟、价格较低,在阻燃剂开发领域中最引人注目。聚磷酸铵是一种性能优良的无机磷阻燃剂，发烟量小、应用范围广，能单独使用，也可与其他阻燃剂共同使用。为解决聚磷酸铵使用过程中吸湿性大，与聚合物黏结性和分散性差阻燃耐久性差等缺点，对其进行改性处理是非常必要的。而对聚磷酸铵进行改性处理最有效的方法是进行表面包覆。改性后的聚磷酸铵水溶性大幅降低，流动性得到改善。

氮系阻燃剂具有挥发性极小、低毒、与聚合物相容性好、分解温度高、适合加工等优点,成为很受欢迎的一类阻燃剂。最常用的氮系有机阻燃剂是三聚氰胺及其衍生物。氮系阻燃剂通常与磷系等其它助燃剂复配使用。

谈玲华等向PP中添加30％聚磷酸铵，其LOI只有19.5％。张泽江等将三聚氰胺磷酸盐应用于聚丙烯材料中，单独添加30％三聚氰胺磷酸盐才能使PP的LOI达到27.1％，并且对材料的机械性能影响较大。杨美珠等将三聚氰胺，聚磷酸铵，季戊四醇复配应用与PP中，发现添加21.3％聚磷酸铵，7.1％季戊四醇和0.71％三聚氰胺，材料的LOI才能达到26.0。研究发现，将三聚氰胺羟基亚乙基二膦酸盐、聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐复配的阻燃剂，阻燃剂总量添加为20％左右即能使聚丙烯达到UL-94V-0级，LOI超过30％，并且阻燃PP仍保持较好的机械性能。综上，开发高效环保、具有P-N协效效应的阻燃剂组合是未来的一大热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保高效阻燃聚丙烯及其制备方法，采用自制的三聚氰胺羟基亚乙基二膦酸盐阻燃剂为主体，复配聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐，提高阻燃效率，减少机械性能的损失，达到所需要的阻燃要求。更重要的是，能够降低成本，市场接受可能性增大，并且所用阻燃剂具有低毒、环保的特点，不会分解产生腐蚀性气体，符合现今环保的要求，发 展前景巨大。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明的一种环保高效阻燃聚丙烯，包括以下组分：

作为优选的技术方案：

如上所述的一种环保高效阻燃聚丙烯，所述的三聚氰胺羟基亚乙基二膦酸盐其结构如下所示：

如上所述的一种环保高效阻燃聚丙烯，所述的聚磷酸铵为普通聚磷酸铵、微胶囊聚磷酸铵中的一种或是两种混合物，其中微胶囊聚磷酸铵的包覆材料主要有蜜胺-甲醛树脂、环氧树脂、尿素-甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等等。

如上所述的一种环保高效阻燃聚丙烯，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或是共聚聚丙烯或是其共混物。

如上所述的一种环保高效阻燃聚丙烯，所述的抗氧化剂为季戊四醇双亚磷酸酯二(2,4-二特丁基苯基)酯、亚磷酸酯三(2,4-二特丁基苯基)酯、多烷基双酚A亚磷酸酯的双聚体和三聚体的复合物，N，N-双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]乙二胺、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的任意一种或两种以上的混合物。

如上所述的一种环保高效阻燃聚丙烯，所述的润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、硅油中的一种或两种混合物。

本发明还提供了所述的一种环保高效阻燃聚丙烯的制备方法，包括：将聚丙烯和阻燃剂于烘箱中烘干，使材料含水量<0.2％。将干燥好的聚丙烯与润滑剂、抗氧化剂充分混合，加入料筒中，然后向料筒中投入阻燃剂，充分混合。混合好的粒料喂料送入挤出机；温度控制范 围为：喂料段：170～190℃；熔融段：200～220℃；挤出段：190～200℃；主机转速为200～300rpm。有益效果：

通过本发明制备方法制备的环保高效阻燃聚丙烯材料，具有P-N协效阻燃效果，阻燃效果好，可以满足多种加工要求。并且分解产物低毒、无腐蚀性，满足环保型阻燃剂的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。