[发明专利]一种无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法，其由以下组分按重量份数制备而成：聚丙烯69‑87.5份；膨胀型阻燃剂10‑20份；磷酸锆 1‑5份；膨胀石墨1‑3份；热稳定剂0.3‑2份；白油0.2‑1份。磷酸锆和膨胀石墨的加入，可提高阻燃性能，使得阻燃剂添加量大大减少，有利于成本的控制和产品性能的保留。且原料来源丰富，无需改性处理、生产工艺简单易于批量化。

技术领域：

本发明涉及一种聚丙烯材料，具体涉及一种无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术：

聚丙烯材料作为四大通用塑料之一，广泛用于工业、农业、交通运输及日常生活中。随着技术的提高，及产品的多性能化发展，这些领域对功能化聚丙烯材料的需求日益明显，其中阻燃性能是聚丙烯功能化的最重要的一个方向。

传统阻燃聚丙烯材料中加入了卤素类阻燃剂，但其在燃烧过程中产生的气体对人体健康伤害较大，不符合环保要求。所以目前对于无卤阻燃聚丙烯材料的需求日益加剧，但无卤阻燃聚丙烯材料中无卤阻燃剂的添加比例较大，对产品性能影响较大，很难做到刚性和韧性维持在较优水平。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供一种无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法，用于家电、工业等领域的具有高阻燃性、环保、成本低及综合性能优良。

一种无卤阻燃聚丙烯材料，其由以下组分按重量份数制备而成：

聚丙烯69-87.5份；

膨胀型阻燃剂10-20份；

磷酸锆1-5份；

膨胀石墨1-3份；

热稳定剂0.3-2份；

白油0.2-1份。

进一步方案，所述的聚丙烯的数均分子量为10-20万。

所述的膨胀型阻燃剂选自磷氮类无卤环保型膨胀阻燃剂。

所述的白油选自白油17#-100#。

所述的热稳定剂为酚类抗氧剂。

所述的磷酸锆为α-磷酸锆，其纯度≥99.9％。

所述的膨胀石墨为大于300目、膨胀容积为100ml/g的石墨。

本发明的另一个发明目的是提供上述一种无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，将聚丙烯69-87.5份、膨胀型阻燃剂10-20份、磷酸锆1-5份、膨胀石墨1-3份、热稳定剂0.3-2份和白油0.2-1份混合均匀后，加入长径比为36-40:1的双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒制得。

本发明的有益效果有：

1、本发明首次提出在膨胀型阻燃体系中加入磷酸锆和膨胀石墨作为协效阻燃剂以提高产品的阻燃效果，从而达到降低阻燃剂用量的目的，并使得本发明制备的聚丙烯材料具有价格和性能的优势，具有广阔的市场价值；

2、本发明中加入的磷酸锆在燃烧过程中对氧气的隔绝和热量的传递起到重要的协助作用，磷酸锆在燃烧过程中，释放插层结构中的结晶水，从而降低材料燃烧表面温度并稀释易燃气体含量，起到减缓燃烧速度的作用；同时磷酸锆有助于材料在燃烧降解后的成碳，从而达到隔绝空气的作用；

3、本发明中加入的膨胀石墨的内部插层硫酸、硝酸、磷酸等酸性物质，在燃烧高温下，立即反应生成二氧化碳、二氧化硫、水蒸气等气体，稀释可燃气体浓度和聚合物表面温度，同时有助于形成连续碳层，达到协效阻燃的作用。

4、本发明中在膨胀型阻燃剂的添加比例低，约为总量的10-20％，即可使所制备的聚丙烯材料的阻燃性能就能达到UL94V0级别的阻燃效果。

具体实施例：