[发明专利]一种阻燃低烟无毒环保高分子材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃低烟无毒环保高分子材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明的阻燃低烟无毒环保高分子材料，按重量份计，由如下组分制备而成：热塑性聚烯烃树脂50‑100份、热塑性弹性体5‑10份、膨胀石墨5‑10份、聚磷酸铵阻燃剂10‑20份、金属氧化物1‑5份、抗氧剂1‑5份、加工助剂1‑5份。本发明的阻燃低烟无毒环保高分子材料，在制备时，采用具有疏松多孔蠕虫状结构的膨胀石墨为负载基体，负载聚磷酸铵作为阻燃改性剂，可减少有毒烟气的释放，添加到聚烯烃树脂中，阻燃性能好，聚磷酸铵不易析出，具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种阻燃低烟无毒环保高分子材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

目前，商业飞机，轨道交通，客车等是全球主要的大众交通工具,它们对高分子内饰材料安全和环保等规范极为严格，尤其对阻燃性能的要求也越来越高。

在商业飞机内饰领域，Kydex，Sabic和Schneller等公司在商业飞机内饰板材，内饰薄膜，塑胶地板等领域有着独特的产品和经验。他们的材料主要集中在PVC,PC等塑料改性材料领域；在轨道交通(高铁，地铁等)内饰材料领域，Sabic的PC或各种玻璃钢也有着广泛的应用；虽然玻璃钢强度比钢大，但是在遇到紧急刹车或事故时，给乘客造成的伤害程度就大；同时，玻璃钢密度在1.7-2.0g/cm3之间，比塑料制品重大约30％-40％，已无法满足轻量化的发展方向；另外，玻璃钢在加工过程中易污染环境，作为热固性材料无法二次循环利用，报废后的制品回收成本极高。

所以，“优异性价比，绿色环保、减振降噪、轻量化、阻燃性新材料”是大众交通内饰材料未来发展的趋势。

现在大众交通用的改性树脂材料主要有以下三种，但是都具有各自的优点和局限性：

第一种是采用含卤素的本身阻燃树脂，比如PVC，CPE，PVDF等材料。材料本身具有一定阻燃性，具有很大的市场，但是因为树脂本身具有卤素，在改性材料燃烧后会释放出HCl，HF等危险气体，随着安全规范的不断加强和材料的不断进步，这种材料面临其他材料的挑战和替代，无卤产品越来越是市场的发展趋势；

第二种工程塑料，其原材料价格昂贵，加工和成型复杂，制约大量生产和产业化；

第三种是通用性不阻燃树脂，其优点是价格具有竞争力，加工工艺相对简单，但是要达到阻燃效果，必须添加很多助剂改性，在实际生产过程中主要应用添加型阻燃剂，长期一直采用卤系阻燃剂来进行阻燃改性，比如十溴二苯醚、溴化环氧树脂、溴化烷烃等。尽管卤系阻燃剂拥有良好的阻燃性，但是在燃烧时会施放出大量的烟雾，产生有毒气体，并且施放出的卤化氢等气体具有腐蚀性，使生命财产遭到严重损失，同时卤素阻燃剂也面临环保压力。

综合以上因素，怎样满足日益严格安全规范及优异的材料性能和具有规模化产业化的价格，成为材料改性的重点方向。

聚乙烯、聚丙烯树脂具有价格竞争力高，密度低，燃油经济性好，耐应力龟裂、耐疲劳屈服和耐化学品性能优异，易加工成型，易回收、可循环利用等优点，但由于这类树脂阻燃性，耐冲击性和低温性能差，刚性较低，不能直接满足内外饰件的使用要求，因此为必须对其进行改性。磷系阻燃剂是目前较为常见的阻燃剂，聚磷酸铵阻燃剂能促使聚丙烯分解形成焦炭和水，并增加焦炭残留物生产量，从而提高阻燃效果。聚磷酸铵阻燃剂分解形成的磷化物和氮化物在高温下形成膨胀性焦炭层，它起着隔热阻氧保护层的作用，含氮化合物起着发泡剂和焦炭增强剂的作用。但是目前聚磷酸铵阻燃剂用于对聚丙烯进行改性时，聚磷酸铵阻燃剂易分解产生偏磷酸和氨气，不仅影响阻燃效果，偏磷酸在注塑成型时，受到温度和压力的影响会析出，导致粘模，严重影响产品外观。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种阻燃低烟无毒环保高分子材料及其制备方法。