[发明专利]一种高流动性耐析出无卤阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高流动性耐析出无卤阻燃剂，其原料包括以下重量百分含量的组分：哌嗪磷酸盐45～70％；三聚氰胺及衍生物20～50％；无机金属锌化合物5～10％；表面处理剂0.1～1.5％；其中，所述表面处理剂包括润滑剂与硅油类物质，所述润滑剂与硅油类物质的质量比为0.5～1.2；所述硅油类物质在无卤阻燃剂的粉末本体外部形成囊壁。与现有技术相比，本发明具有疏水性好、流动性好、阻燃性好等优点，解决了阻燃剂粉体团聚、结块及加工过程中的架桥问题。

技术领域

本发明涉及合成树脂用的阻燃剂组合物，尤其是涉及一种高流动性耐析出无卤阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性树脂，具有耐化学性、电绝缘性、高强度机械性能和高耐磨加工性能等，广泛应用于电子电器、汽车、机械等领域。然而聚丙烯材料的氧指数仅有18％，容易燃烧引发火灾，特别是随着家电及汽车行业对阻燃防火等级的要求越来越严格，开发新型高效、低烟无卤、性能优异的聚丙烯阻燃剂及制品具有良好的市场前景。

目前，用于聚丙烯材料的无卤阻燃剂主要为聚磷酸铵(APP)复配的膨胀型磷氮系阻燃剂，APP具有较好的化学稳定性、分散性、低毒性等优点，但也存在热稳定性低、吸湿迁移、耐水性差的缺陷，致使APP复配体系阻燃制品在UL746C(70℃﹡168h)浸水测试及GB/T2423.50-2012湿度为85％、温度为85℃、时间168h的恒定湿热测试中，制品表面存在明显的白色粉体迁移，影响表观和阻燃性能，限制了APP阻燃聚丙烯材料在应用环境要求严格的家电、汽车、新能源电池箱等改性塑料行业中的应用。近年来，虽然已有专利CN109554930A、CN103709445A、CN101492881B公开使用硅偶联剂、密胺树脂、环氧树脂等对APP进行表面改性和微胶囊包覆提高了耐水性，但是仍未完全解决APP在材料中的吸湿迁移问题。

哌嗪磷酸盐是近几年快速发展的新型高效阻燃体系，具有较好的阻燃性能和成炭性能，较低的水溶性，在树脂中不会引起吸潮和迁移，越来越多的用于PP阻燃。但是哌嗪磷酸盐体系在应用中也面临一些问题：(1)粉碎后的粉体存在较大的电荷作用，容易团聚，在树脂中的分散性差，特别是在黑色制品中容易存在白点，影响外观；(2)粉体的流动性较差，在挤出下料过程中容易存在架桥和断条，影响加工性能，降低生产效率；(3)尽管水溶性低，但是粉体长期堆放会吸湿结块，复配加工过程中不易破碎，残留粒径较大的颗粒，进而影响在树脂中的分散。针对上述问题，本专利发明人借鉴APP表面处理和微胶囊包覆的经验，通过对哌嗪磷酸盐复配阻燃剂进行粉体的表面处理和包覆，以期提高该阻燃体系的流动性、分散性和耐水性。CN104672492A公开了有机硅油可以抑制哌嗪磷酸盐复配阻燃剂加工中的焦料。CN107075378A公开了硅油及硅烷偶联剂可以防止阻燃剂凝聚，提高分散性，赋予耐水性和耐热性。但是通过润滑剂和硅油类物质混合使用对阻燃剂粉体尤其是焦磷酸哌嗪复配体系进行表面处理和微胶囊包覆的研究，改善焦磷酸哌嗪体系的团聚、结块和加工问题，提高其在阻燃聚丙烯材料中的耐水、吸湿迁移性尚未有公开报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够同时改善阻燃剂的疏水性和流动性的高流动性耐析出无卤阻燃剂及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高流动性耐析出无卤阻燃剂，其原料包括以下重量百分含量的组分：

哌嗪磷酸盐 45～70％；

三聚氰胺及衍生物 20～50％；

无机金属锌化合物 5～10％；

表面处理剂 0.1～1.5％；

其中，所述表面处理剂包括润滑剂与硅油类物质，所述润滑剂与硅油类物质的质量比为0.5～1.2；

所述硅油类物质在无卤阻燃剂的粉末本体外部形成囊壁。