[发明专利]一种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低成本可通过UL94‑5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法。这种短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料由以下质量份的原料组成：聚丙烯40～70份；短切玻璃纤维5～30份；P‑N膨胀型阻燃剂24～35份；阻燃协效剂0.3～1份；相容剂2～10份；润滑剂0.3～0.5份；抗氧剂0.2～0.4份；乳液状抗滴落剂0.1～0.2份。同时也公开了这种低成本可通过UL94‑5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法。本发明制备的聚丙烯材料成本低廉、密度低、灼热丝高、成型收缩率稳定、产率高，同时阻燃能达到UL‑94 5VA级别。

技术领域

本发明涉及一种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法，属于阻燃改性材料领域。

背景技术

聚丙烯因具有成本低、不吸湿的特点，同时具有良好的电性能，耐腐性及高绝缘性等性能，从而使得其成为家电行业青睐的替代材料。然而聚丙烯原料易燃烧容易引发火灾，成型收缩率大导致制品尺寸不稳定。特别是近年来，新能源电池行业以及家电行业对产品尺寸以及防火等级的要求越来越严，开发高阻燃等级、低收缩的阻燃聚丙烯是未来发展趋势，特别是玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料。与传统的溴锑体系增强聚丙烯相比，无卤阻燃增强聚丙烯不仅环保，而且密度低，未来可以替代部分阻燃ABS、阻燃PPO等产品。

目前无卤阻燃聚丙烯所用阻燃剂主要为膨胀型磷氮系阻燃剂，包括聚磷酸铵体系和焦磷酸哌嗪体系，因焦磷酸哌嗪体系耐温更高，因此更适合用于生产玻纤增强阻燃聚丙烯。

CN106995559A和CN103827197A报道的玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料采用的无卤阻燃剂均为价格高昂的焦磷酸哌嗪类阻燃剂，虽然阻燃等级能做到5VA，但是材料成本高，甚至高于传统阻燃ABS，因此很难推广应用。

由于玻纤的剪切热会导致聚磷酸铵的分解，阻燃效率会大幅度下降，因此在玻纤增强阻燃体系，很难用聚磷酸铵做到阻燃5VA等级，也没有相关文献报道。

发明内容

本发明要解决的技术难题是大幅度提升聚磷酸铵在玻纤增强体系的阻燃效率，从而提供一种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法，进一步拓宽玻纤增强阻燃聚丙烯材料在新能源行业以及家电行业的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料，由以下质量份的原料组成：

这种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料中，聚丙烯在230℃，2.16kg下熔融指数≥25g/10min。

这种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料中，短切玻璃纤维为经过硅烷偶联剂表面处理的无碱短玻璃纤维，长度为2mm～4mm，直径为11μm～14μm。

这种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料中，P-N膨胀型阻燃剂由聚磷酸铵和碳源组成。

这种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料中，阻燃协效剂为活性纳米氧化锌、4A分子筛、磷酸锆、磷酸锰、硼酸锌、氧化镧、硬硼酸钙石中的至少一种。

这种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料中，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

这种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料中，乳液状抗滴落剂为水性分散液型抗滴落剂。

这种低成本可通过UL94-5VA的短玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料中，润滑剂为芥酸酰胺、油酰胺、硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮粉、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种。