[发明专利]一种聚丙烯环保阻燃泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚丙烯泡沫材料领域，具体涉及一种聚丙烯环保阻燃泡沫材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯泡沫（EPP）是一种结晶型塑料，具有良好的力学性能、卓越的耐热性，环境友好型塑料等优点，因此聚丙烯泡沫正逐渐取代其他发泡材料而被广泛的应用。聚丙烯泡沫因为它的优良的力学性能、耐热性能、尺寸稳定性和环境友好性等诸多优点，使得聚丙稀在汽车、包装、建筑、工业、体育休闲等许多行业得到了大量应用，具有十分广阔的市场前景。

关于聚丙烯泡沫（EPP）的研究和应用还是在起步阶段，因为聚丙烯本身的结构比较特殊，所以不论是对于理论方面还是实际方面，研究分析其发泡工艺与性能都是非常重要的，而制约其发展的一个很重要的因素聚丙烯的易燃性，而当今的世界，对于环保方面是越来越重视了，寻求一种环保阻燃型聚丙烯发泡材料具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种聚丙烯环保阻燃泡沫材料，具有良好的力学性能和发泡性能，且具有环保阻燃的特性。

本发明采用以下技术方案：

一种聚丙烯环保阻燃泡沫材料，包括以下重量份数的原料：硅藻土20-30份、聚丙烯60-70份、发泡剂10-15份、纳米TiO₂ 2-3份、磷系膨胀型阻燃剂2-3份、羧基化聚丙烯2-3份、过氧化二异丙苯1-1.5份、硅烷偶联剂0.5-1份、钛酸酯偶联剂0.5-1份、锆酸酯偶联剂0.5-1份、硬脂酸0.5-1份。

优选的，所述的磷系膨胀型阻燃剂是以季戊四醇、五氧化二磷、磷酸和三聚氰胺为原料，以乙醇为分散剂，经过二步反应合成。

优选的，所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。

优选的，所述的硅藻土堆密度为0.35g/cm³，孔容积为0.45ml/g，比表面积为19m²/g。

优选的，所述的纳米TiO₂采用超声分散技术对其进行表面处理。

一种聚丙烯环保阻燃泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将硅藻土中添加硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂进行改性，并加入质量分数70%的乙醇进行充分搅拌，搅拌均匀后再加入硬脂酸继续进行充分混合，混合后放入超声波振荡器中振荡两个小时，震荡后取出在烘干箱中进行烘干，备用；

步骤二：将改性后的硅藻土、聚丙烯、发泡剂、纳米TiO₂、磷系膨胀型阻燃剂、羧基化聚丙烯及过氧化二异丙苯放入捏合机中充分捏合，所得产物在双辊开炼机上于160-180℃混炼10min，得混料；

步骤三：将混料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；

步骤四：称量100g克造粒，于90℃烘干箱中干燥15min；

步骤五：将平板硫化机和模具预热到150℃，在模具上涂脱模剂二甲基硅油，继续加热模具，当温度达到170-175℃时将造粒加入模具中并使模具中的造粒完全融化，保温15min；

步骤六：待15min后将模具抬高3mm并放置在箱式电阻炉中，于175-180℃保温15min进行充分发泡，发泡压力为12 MPa；

步骤七：将模具从箱式电阻炉中取出，待模具冷却到室温取出材料即得聚丙烯环保阻燃泡沫材料。

优选的，所述的双螺杆挤出机从口模到主机八段温度控制为: 190、190、195、200、210、210、200、160 ℃，螺杆转速为60r/min。

优选的，所述的聚丙烯环保阻燃泡沫材料的厚度为16-18mm。

本发明的有益效果在于：

1）我国硅藻土资源的储存量丰富，硅藻土具有质量轻、强度高等优点，是一种天然的轻质骨材料，因其具有特殊的多孔结构和防火性能，添加硅藻土和聚丙烯相混合经过高温处理后材料具有很高的耐蚀耐热性，且无毒无味，是一种非常重要的环保材料。将硅藻土作为填料填充到聚丙烯发泡材料内，一方面可以减少聚乙烯的使用，大大降低了成本，另一方面还能提高材料的刚性、耐热性和尺寸稳定性。

2）羧基化聚丙烯是一种高分子增容剂，同时含有极性基团和非极性链段,作为聚丙烯、阻燃剂共混体系的增容剂非常有效。

3）磷系膨胀型阻燃剂是一种环保的绿色阻燃剂，其体系自身具有协同作用，具有优良的阻燃性能，且低烟、低毒、无腐蚀性气体产生。

4）TiO₂加入可以改善聚丙烯的发泡性能，并能有效抑制泡孔合并和塌陷，得到泡孔结构较好的聚丙烯复合材料。