[发明专利]一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法,包括如下组分：聚丙烯28份‑58份；改性的碱式碳酸镁40份‑70份；聚乙二醇1份‑5份。本发明通过将特定含量的改性的碱式碳酸镁以及特定含量的聚乙二醇添加到聚丙烯基体树脂中，改性的碱式碳酸镁作为无卤阻燃剂，生产成本低，且安全环保，而聚乙二醇在复合材料中既可作为分散剂使得改性的碱式碳酸镁在聚丙烯基体树脂中分散更均匀，又可以作为润滑剂改善复合材料的流动性能，还能提高复合材料的韧性，从而使得制备得到的无卤阻燃聚丙烯复合材料力学性能、流动性能、阻燃性能均较优异；且本发明的无卤阻燃聚丙烯复合材料的工艺简单，操作方便，适于大规模量产。

技术领域

本发明涉及通用塑料阻燃技术领域，特别涉及一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙稀是五大通用塑料之一，具有优异的性能，已广泛应用于生活用品、汽车、家电等领域，但其具有易燃烧的特性，使人们在使用过程中存在风险。目前为降低其燃烧特性人们多数采用添加卤系阻燃剂的方法。卤系阻燃剂的添加可以达到较为理想的阻燃效果且对聚丙烯各项力学性能影响较小，但卤系阻燃聚丙烯复合材料在受热燃烧时会产生有毒有害、有腐蚀性的气体和大量烟雾，对人体和环境都会造成严重的危害。

碱式碳酸镁是一种无机原料，来源广，价格低，其受热分解时生产CO₂、H₂O、MgO。由于CO₂可降低材料燃烧时空气的氧气浓度，H₂O可吸收燃烧时的热变成水蒸气，MgO可附着于材料表面阻止材料的进一步燃烧，因此碱式碳酸镁可作为无机阻燃剂。但研究表明碱式碳酸镁在110℃和200℃附近会有吸附水和部分结晶水脱去，而聚丙烯的加工温度在200℃左右，直接将碱式碳酸镁填充将会在加工过程中引入水份，从而影响聚丙烯的物性；且碱式碳酸镁与聚丙烯的相容性差，直接填充会严重降低聚丙烯的韧性和流动性。由于碱式碳酸镁相对密度小，质轻而松，用作阻燃剂填充时聚丙烯时所需量较大，导致用共混再挤出的方式制备复合材料时难加工且碱式碳酸镁的添加量难增大。

中国专利CN 102070832 A公开了一种改性碱式碳酸镁填充聚丙烯制备阻燃聚丙烯复合材料的方法，该方法采用硬脂酸/硬脂酸锌在60℃-130℃环境下改性碱式碳酸镁，并将改性的碱式碳酸镁直接与聚丙烯共混、挤出，该方法在加工过程中会引入水份，最终改性碱式碳酸镁填充后的聚丙烯复合材料力学性能明显下降。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的首要目的是提供相容性好、不引入水份且具有良好力学性能和流动性能的无卤阻燃聚丙烯复合材料。

本发明的另一目的在于提供上述无卤阻燃聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种无卤阻燃聚丙烯复合材料，按重量份数计，包括如下组分：

聚丙烯 28份-58份；

改性的碱式碳酸镁 40份-70份；

聚乙二醇 1份-5份；

其中，改性的碱式碳酸镁的制备方法如下：将碱式碳酸镁与偶联剂按照重量比为16-140：1的比例放入高速混合机中，温度设定为200℃-210℃，共混改性30min-60min，得到改性的碱式碳酸镁。

其中，所述聚丙烯选自等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的一种或几种。

其中，所述改性的碱式碳酸镁为分子式4MgCO₃•Mg(OH)₂•4H₂O的无机物。

其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。