[发明专利]一种具有良好耐水性的阻燃聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本专利发明了一种具有良好耐水性的阻燃聚丙烯材料及其制备方法。该聚丙烯材料以聚氨基环三磷腈、超支化哌嗪基三嗪成炭剂和双(1‑烷氧基‑2,2,6,6‑四甲基哌啶‑4‑基)癸二酸酯的复合物为膨胀型阻燃剂，通过高温改性、熔融混炼、造粒制得。其组成和各组分的质量分数如下：聚丙烯树脂70‑85％，聚氨基环三磷腈11‑25％，超支化哌嗪基三嗪成炭剂3‑10％，双(1‑烷氧基‑2,2,6,6‑四甲基哌啶‑4‑基)癸二酸酯0.05‑0.5％，偶联剂0‑1.0％，抗氧剂0‑0.5％，抗滴落剂0‑0.5％。按以上方法制得的聚丙烯材料不仅具有良好的阻燃性能，而且耐水性能优良。

技术领域

本发明涉及一种具有良好耐水性的阻燃聚丙烯材料及其制备方法，具体地说是以聚氨基环三磷腈、超支化哌嗪基三嗪成炭剂和双(1-烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯的复合物为膨胀型阻燃剂，通过高温改性、熔融混炼、造粒制得的具有良好阻燃性能及耐水性能的聚丙烯材料，属高分子材料领域。

背景技术

聚丙烯(PP)因具有强度高、耐热性好、容易加工等优异性能而广泛用于汽车、电器、机械等行业，是目前应用最广的通用塑料之一。但是PP容易燃烧，且燃烧时产生大量熔滴而很容易传播火焰。因此，阻燃PP的研究一直受到全球的重视。

提高PP阻燃性能的主要措施是添加阻燃剂，目前所用阻燃剂主要有卤系阻燃剂(主要为溴系阻燃剂)、填料型阻燃剂(主要为氢氧化镁和氢氧化铝)、膨胀型阻燃剂(IFR)等。尽管卤系阻燃剂对PP具有良好的阻燃效果和对材料的机械性能影响相对较小，但其使用存在严重的环境及安全问题，因此，卤系阻燃剂的应用愈来愈受到限制[张雨山,高春娟,蔡荣华.溴系阻燃剂的应用研究及发展趋势.化学工业与工程,2009,26(5):460-466]。氢氧化铝和氢氧化镁等填料型阻燃剂被誉为“无公害阻燃剂”，具有稳定性好、不挥发、烟气无毒无腐蚀性、成本低和资源丰富等优点，但其阻燃效率低，要获得良好的阻燃效果，所需添加量很大，加上与PP的相容性差，因而对PP的加工性能和机械性能影响很大[田雪梅.金属氢氧化物阻燃剂研究进展.塑料助剂，2011,(6):13-17]。IFR具有阻燃效率较高、燃烧时产烟量低、且烟气的毒性及腐蚀性小等优点，尤其是在解决阻燃聚烯烃类材料燃烧时易滴落的难题上具有其它阻燃剂不可比拟的优势，而被公认为是最具发展潜力的绿色阻燃剂之一,但目前使用的IFR主要是以聚磷酸铵(APP)为酸源，该类IFR仍存在阻燃效率较低、添加量大、对PP的加工性能和机械性能影响大、耐水性差等问题[黄琰，张翔宇，游歌云,等.聚丙烯膨胀型阻燃剂研究进展.精细化工中间体，2011，41(6):1-7；张金凯，马丽，葛维娟,等.膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究进展.材料导报,2015,29(5):68-72；潘利文,李孔哲,肖阳,等.膨胀型阻燃剂的研究进展.材料导报,2016,30(05):27-32]。因此，寻找更加高效的IFR一直是阻燃PP领域的一个重要课题。