[发明专利]一种阻燃改性聚丙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃改性聚丙烯的制备方法，属于塑料加工技术领域。

背景技术

聚丙烯（PP），与聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）通称为四大通用塑料。随着合成与改性技术的发展，PP显示出更为优异的性能，如力学性能、化学稳定性、电性能等，应用也越来越广。PP在电子电器件、汽车配件、塑料管材、薄膜、纤维无纺布等领域都有着极其广泛的应用。

但是，PP作为聚烯烃的一种，在未经改性的情况下也存在着易燃的缺点。由于目前PP在交通工具、家具建材等方面使用广泛，因此对PP进行阻燃改性十分必要，其中最主要的方法就是添加阻燃剂。

阻燃剂是能使聚合物不容易着火和着火后使其燃烧变慢的一种工业助剂。在众多的阻燃剂品种中，卤素阻燃剂以其阻燃效果好、不影响材料物化性能而得到广泛的应用。但是，加入卤素阻燃剂的聚合物在燃烧时发烟量大、易放出腐蚀性气体（如HCl、HBr等）和有害性气体，容易造成二次危害。因此，当今世界的阻燃剂研究朝着无卤化的方向发展，含卤素的阻燃剂正在被逐步淘汰。

而有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

氢氧化铝、氢氧化镁阻燃剂在应用时是依靠化学分解吸热以及释放出水而起到阻燃作用的，具有无毒性、不腐蚀加工机械、分解后生成的氧化铝、氧化镁化学性质稳定，因此不产生二次危害。

但是，有机磷等的无卤阻燃剂以及氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂仍然有如下的缺陷。首先，添加量较高，如有机磷类的阻燃剂在PP中添加量需要5-10%，如此大量的小分子加入可能会降低PP的强度。而诸如氢氧化铝、氢氧化镁等阻燃剂由于在PP中难以呈分子或者纳米级别的分散，这将导致材料的韧性，如断裂伸长率数值的大幅下降。

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种新型阻燃改性的聚丙烯制备方法，使得到的聚丙烯具备良好的阻燃性能，同时具备良好的力学性能。

为此本发明采用的技术方案是：本发明采用未改性的蒙脱土作为聚丙烯制备过程中的改性剂。

所述未改性的蒙脱土为未改性的钠基蒙脱土（Na+-MMT）或者钙基蒙脱土（Ca2+-MMT）。

还包括有加工助剂，所述加工助剂包括有聚丙烯蜡、热稳定剂和抗氧化剂。

所述加工助剂还包括有多巴胺。

各物料的比例为：蒙脱土含量为总重量的1%-10%，加工助剂含量为总重量的0.2%-5%，其余为蒙脱土。

按照以下步骤进行：将PP、蒙脱土、加工助剂在高速搅拌机中混合，然后将混合物加入挤出机熔融共混，螺杆转速100-800rpm，温度190-240℃，螺杆长径比32-60。

搅拌转速200-2000rpm，混合时间1-20min。

本发明的优点是：本发明以蒙脱土为主要的阻燃改性剂，配合其他助剂，以熔融共混的方式制备阻燃改性PP；蒙脱土在PP燃烧过程中能够隔绝外界氧气，同时促进表层的PP形成致密的碳结构，从而起到阻燃的作用；以本发明提供的方法制备的改性PP，不仅具有极佳的阻燃性，同时能够对PP有一定的增强作用，且改性PP的断裂伸长率仅有轻微降低。

本发明中所使用的蒙脱土为未加改性的钠基蒙脱土（Na+-MMT）或者钙基蒙脱土（Ca2+-MMT）。虽然经过有机化改性的蒙脱土能够更加均匀的分散在PP中，但蒙脱土有机改性剂在PP燃烧过程中却能够催化聚合物分解，同时还会降低PP的光稳定性；本发明使用未改性的蒙脱土作为改性剂，避免了上述问题，通过其他加工助剂的加入改善蒙脱土分散性，提高产物性能。

具体实施方式

首先，PP、蒙脱土、加工助剂以一定的比例在高速搅拌机中混合（蒙脱土含量1%-10%，助剂含量0.2%-5%，以上皆为重量比）。加工助剂要求能够使蒙脱土片层更易产生相对滑动而分离，并且能够在蒙脱土与PP之间建立较强的相互作用。搅拌转速200-2000rpm，混合时间1-20min。将混合物加入挤出机熔融共混，螺杆转速100-800rpm，温度190-240℃，螺杆长径比32-60。熔融挤出之后产物造粒、烘干，并进行性能测试。

实施例：