[发明专利]一种聚丙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种聚丙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法；所述功能母粒以多重复合包覆的四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚55.0～70.0 wt.%、三氧化二锑15.0～30.0 wt.%、高流动聚丙烯7.0～10.0 wt.%、无规聚丙烯2.0～4.0 wt.%、苯乙烯～丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0～2.0 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%；本发明所制备的功能母粒与传统阻燃功能母粒相比，显著提高了溴系阻燃剂的热稳定性，有效减少了热机械加工过程中出现的材料黄变现象，增强了国产溴系阻燃剂对聚丙烯的阻燃效果。

技术领域

本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种聚丙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种使用范围极其广泛的通用塑料。由于其极限氧指数仅18.0 vol.%，属于极易燃烧的高分子材料。当其应用于电子电器制造领域时，需要对其实施高等级阻燃（达到UL94 V–0级），来提高其使用安全性。聚丙烯阻燃改性可通过加入阻燃剂并经过双螺杆挤出机的熔融共混来实现。阻燃剂能够阻止塑料被引燃并抑制火焰传播，可有效提高塑料的抗燃烧性能。按阻燃元素类别分类，阻燃剂通常可分为卤系（卤系又分为氯系和溴系）、磷系、锑系、镁系、硼系、钼系等等。当前虽然阻燃剂种类繁多，但是能够真正对大多数塑料实施高阻燃效率，选择溴系阻燃剂无疑是最佳的选择。

为实现对聚丙烯的有效阻燃改性，并达到UL94 V–0级以上的高阻燃等级，往往对溴系阻燃剂品质要求很高，且添加量亦大。作为目前聚丙烯阻燃改性最常用也是最有效的添加型溴系阻燃剂，四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚在聚丙烯阻燃改性加工中发挥着不可替代的作用。当前高效高品质四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂的生产制造技术被发达国家所掌控，国内外高端四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂产品则被欧美等发达国家的跨国公司所垄断，而国内四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂的生产厂商由于其生产技术与发达国家存在明显差距，其所生产的四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂产品存在热稳定性差、分子中溴原子不稳定、加工过程中易黄变等缺陷，无法与国外产品竞争。采用国产四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚在对聚丙烯阻燃改性过程中，普遍存在热机械加工易分解、易黄变、流动性差、阻燃效果不及进口产品等缺陷明显，无法与国外同类产品竞争。

随着国外贸易纠纷及高关税的影响，从发达国家进口四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂的经济性越来越差，且增加了使用企业的生产成本，导致所制造产品的竞争力下降。因此，开发高品质的国产四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂迫在眉睫。然而，四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂的合成过程较复杂，以目前国内企业的技术水平，很难在短时间内研发出先进的生产技术，从而在产品质量上赶上发达国家的溴系阻燃剂制造水平。因此，需要寻找简单而便捷的途径来有效改性国产四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂存在的缺陷。采用化学结构稳定、材质致密的有机高分子或无机材料作为壁材，通过化学反应方法对溴系阻燃剂进行包覆，即可有效保护被包覆的四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂免受外界光、氧、水等外界环境的不良影响，又可在与塑料共混热机械加工过程中隔绝其与树脂及其它添加剂之间相互摩擦、延缓其热分解。由此可见，采用惰性材料包覆阻燃剂的方法是有效改善国产四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂品质及应用效果的简易而有效的途径。

针对采用国产四溴双酚A双(2,3—二溴丙基)醚阻燃剂对以聚丙烯为代表的通用塑料实施阻燃改性技术实施过程中存在的品质和加工问题，本发明提出一条全新的解决思路：采用多层次高致密度阻燃增效材料对溴系阻燃剂进行包覆，然后再将所包覆的溴系阻燃剂与阻燃协效剂、载体树脂和其它助剂复合制备阻燃功能母粒，双管齐下解决国产溴系热稳定性差、加工过程中易分解、易黄变、流动性差、分散不均匀、阻燃效果受损等缺陷问题。