[发明专利]一种挤出级填充增强无卤阻燃聚丙烯及其制备方法

说明书

本发明涉及聚丙烯高分子材料领域，特别涉及一种挤出级填充增强无卤阻燃聚丙烯及其制备方法；该制备方法将原料组分从加料段上喂入双螺杆挤出机中，经共混熔融挤出后制得聚丙烯材料；原料组分包括聚丙烯树脂、磷氮阻燃剂、玻璃纤维、玻璃微珠以及其他助剂；双螺杆挤出机沿物料输送方向依次包括加料段、熔融塑化段、混炼段、脱灰段、挤出段；加料段的螺纹元件包括至少两个正向常规输送型螺纹块以及至少一个正向大导程深槽螺纹块；正向大导程深槽螺纹块位于正向常规输送型螺纹块之间，且位于正向大导程深槽螺纹块后端的正向常规输送型螺纹块的头数为双头，正向大导程深槽螺纹块的导程与螺杆直径的比值为(1.5～2):1。

技术领域

本发明涉及聚丙烯高分子材料领域，特别涉及一种挤出级填充增强无卤阻燃聚丙烯及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(Polypropylene，简称PP)是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，广泛应用在家电、汽车等领域。为了使其拥有阻燃安全性，通过添加阻燃剂，经过双螺杆挤出机共混改善阻燃效果。

溴系阻燃剂因其阻燃效率高，在阻燃PP材料中被广泛应用，但是，发生火灾时，添加溴系阻燃剂改性的材料燃烧则会产生有毒气体，造成二次伤害；目前，很多领域推行无卤阻燃剂，常用磷氮系阻燃剂，而PP专用环保阻燃剂，其属于氮磷阻燃剂，是一种专为聚丙烯而开发的无卤、膨胀型阻燃剂，它是由具有协同作用的含磷含氮化学物聚合而成的，在聚丙烯中有良好的相容性，对塑料的机械性能影响很小，同时在加工过程有优良的加工稳定性。

与含卤型阻燃剂不同，PP专用环保阻燃剂在燃烧过程中通过产生致密的膨胀碳层达到隔热隔绝空气阻燃的目的，而且不会有刺激性卤化氢气体以及黑烟，是一种环保型阻燃剂。但是，因为尺寸稳定性、材料刚性等材料性能需求，通常在添加有氮磷阻燃剂的PP材料中还会添加碳酸钙、滑石粉等填料，但这些填料会破坏氮磷阻燃剂在燃烧过程中产生的碳层，使得阻燃效果失效，因此，为克服上述技术问题，技术人员则选择不添加滑石粉、碳酸钙等填料，转而采用添加玻璃微珠、玻璃纤维等组分的方式来改善材料的性能，但是玻璃微珠为颗粒状材料，氮磷阻燃剂为粉料，在加工过程中，玻璃微珠、PP树脂粒料、相容剂粒料与氮磷阻燃剂粉料等组分在下料过程中，出现容纳物料空间较小、输送困难、粉料堆积严重且物料明显分层的问题，而这些问题也导致后续加工工序中出现物料不均、产品发泡等现象，从而导致制得的PP材料出现质量不稳定，例如阻燃性能在不同批次物料中变化较大、材料力学性能下降(刚性、韧性等性能)等问题，影响产品的质量。

发明内容

为解决技术背景中提到的玻璃微珠、PP树脂粒料、相容剂粒料与氮磷阻燃剂粉料等组分在下料过程中，出现输送困难、物料明显分层且粉料堆积严重，影响PP材料产品质量的问题。本发明提供一种挤出级填充增强无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，该制备方法将原料组分从加料段上喂入双螺杆挤出机中，经共混熔融挤出后制得聚丙烯材料；所述原料组分包括聚丙烯树脂、磷氮阻燃剂、玻璃纤维、玻璃微珠以及其他助剂；所述聚丙烯树脂、磷氮阻燃剂、玻璃纤维与玻璃微珠的质量比为(45～50)：(20～25)：(10～15)：(15～20)；

所述双螺杆挤出机沿物料输送方向依次包括加料段、熔融塑化段、混炼段、脱灰段、挤出段；所述加料段的螺纹元件包括至少两个正向常规输送型螺纹块以及至少一个正向大导程深槽螺纹块；所述正向大导程深槽螺纹块位于正向常规输送型螺纹块之间，且位于正向大导程深槽螺纹块后端的正向常规输送型螺纹块的头数为双头，所述正向大导程深槽螺纹块的导程与螺杆直径的比值为(1.5～2):1，即导程＝1.5D～2D。