一种含成炭剂的阻燃聚丙烯材料及制备方法技术

本发明专利技术一种含成炭剂的阻燃聚丙烯材料及制备方法，涉及丙烯阻燃聚技术领域。其组分包括聚丙烯、成碳型磷氮阻燃剂P-THEIC、聚磷酸铵、季戊四醇和相容剂。本发明专利技术在聚磷酸铵和季戊四醇阻燃聚丙烯复合材料体系中，不增加阻燃剂添加量的情况下，添加少量的P-THEIC磷氮阻燃剂，就可以使材料达到燃烧无滴落UL-94等级V-0级。P-THEIC常温下为液态，它的加入可以提升固体阻燃剂在聚丙烯中的分散性，还会增加阻燃聚丙烯复合材料在加工时的流动性能，有利于加工成型，并且P-THEIC阻燃剂的极性非常小，利于改善界面亲和力，因此冲击强度明显的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种含成炭剂的阻燃聚丙烯材料及制备方法
本专利技术涉及丙烯阻燃聚
，特别是含有新型磷氮膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯复合材料及制备方法。
技术介绍
聚丙烯（PP）是目前全球产量最大的树脂之一，它被广泛用于包装、纺织品、建材、汽车、电子及日用品等很多行业。当PP应用于室内建材、汽车内饰材料、电子电器材料时，因为聚丙烯本身的易燃性，并且在燃烧时产生滴落现象，需要进行对聚丙烯阻燃改性。工业上所使用的阻燃剂基本上分为无卤和含卤阻燃剂。含卤阻燃剂因为其在燃烧时会放出大量的毒烟和腐蚀性气体，正在被无卤阻燃剂逐步的替代掉。膨胀性阻燃剂因其在阻燃的时候具有少烟，少毒，环境友好，使其在无卤阻燃剂中膨是目前最有发展前途的一种。在PP中添加膨胀型阻燃剂可以明显降低PP热裂或燃烧时生成的烟和腐蚀性气体及有毒产物量，对环境友好。传统的聚磷酸铵和季戊四醇阻燃聚丙烯，在添加量为30%的时候氧指数可高达30，但是并不能使的阻燃聚丙烯复合材料在燃烧时无滴落。本专利技术所要解决的问题是：现有技术中单纯的添加聚磷酸铵和季戊四醇阻燃聚丙烯，很难使其在燃烧的时候无滴落，材料达不到UL-94V-0等级。
技术实现思路
为解决这一问题，本专利技术提供的技术方案是：本专利技术提供了一种阻燃型聚丙烯复合材料，在其中添加了一种成碳性能良好的新型磷氮膨胀阻燃剂。本专利技术一种新型膨胀型阻燃剂协效阻燃聚丙烯复合材料，其组分以重量份计算为：聚丙烯100份新型成碳型磷氮阻燃剂P-THEIC5~10份聚磷酸铵10~20份季戊四醇5~10份相容剂5～10份本专利技术所使用的聚丙烯为均聚或共聚聚丙烯，熔融指数为1.5～10g/10min。本专利技术所使用的膨胀型阻燃剂应用于聚丙烯的挤出过程不会有水滑情况，这种阻燃剂含酸源、气源、碳源，以成炭、膨胀机理起到阻燃作用。本专利技术所使用的阻燃剂为河南惠众化工有限公司生产的纯度为98%的阻燃剂P-THEIC，其为无卤阻燃剂，其含有三嗪环结构，且含有较多苯环结构的磷-氮系阻燃剂，具有优异的热稳定性，较高的成炭能力，以及与基体树脂较好的相容性等性能。本专利技术所使用的相容剂为接枝率为0.5~1%的聚丙烯接枝马来酸酐。本专利技术一种新型膨胀型阻燃剂协效阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，按照下述步骤进行：将聚丙烯，P-THEIC，聚磷酸铵，季戊四醇，聚丙烯接枝马来酸酐，混合均匀后在密炼机180℃~200℃下，50~200r/min转速下熔融共混5~10分钟后取出得到阻燃聚丙烯复合材料。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：（1）在聚磷酸铵和季戊四醇阻燃聚丙烯复合材料体系中，不增加阻燃剂添加量的情况下，添加少量的P-THEIC磷氮阻燃剂，就可以使材料达到燃烧无滴落UL-94等级V-0级。（2）P-THEIC常温下为液态，它的加入可以提升固体阻燃剂在聚丙烯中的分散性，还会增加阻燃聚丙烯复合材料在加工时的流动性能，有利于加工成型，并且P-THEIC阻燃剂的极性非常小，利于改善界面亲和力，因此冲击强度明显的提高。具体实施方式：下面的实施实例是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。以下实施例所采用的聚丙烯为镇海炼化的T30S，熔融指数3.8g/10min，聚丙烯接枝马来酸酐为上海日之升的CMG9801，接枝率为1%，聚丙烯为杭州捷尔思阻燃化工有限公司的JLS，季戊四醇为上海凌峰化学试剂有限公司分析纯。新型阻燃剂为河南惠众化工有限公司的P-THEIC，纯度为98%。实施例1-5：按照表1的配方将各组分混合均匀后在密炼机中190℃下，100转/分，熔融共混10分钟，得到阻燃聚丙烯材料。性能测试结果见表2。对比例1：仅采用APP、PER阻燃体系制备阻燃聚丙烯材料。按照表1的配方将各组分混合均匀后，在密炼机中于190℃，100转/分，熔融共混10分钟后出料，得到阻燃聚丙烯材料。所得材料的性能测试结果见表2所示。对比例2：仅采用P-THEIC制备阻燃聚丙烯材料。按照表1的配方将各组分混合均匀后，在密炼机中于190℃，100转/分，熔融共混10分钟后出料，得到阻燃聚丙烯材料。所得材料的性能测试结果见表2所示。对比例3：采用P-THEIC、APP、PRE阻燃体系制备阻燃聚丙烯。按照表1的配方将各组分混合均匀后，在密炼机中于190℃，100转/分，熔融共混10分钟后出料，得到阻燃复合材料。所得材料的性能测试结果见表2所示。从表2中的数据可以看出，阻燃剂总用量为30份不变，随着阻燃剂P-THEIC的增加，拉伸强度和弯曲强度会小幅度的减小，但是其断裂伸长率会大幅度的增加，当P-THEIC的含量为10份时，氧指数为30，垂直燃烧等级为V-0级，燃烧时间为2秒，即阻燃性能最好，此时的拉伸强度为22.51MPa，断裂伸长率为87.9%，弯曲强度为30.96MPa。相比于单独使用APP、PER阻燃体系阻燃，加入了部分P-THEIC的阻燃体系，垂直燃烧等级提升了，断裂伸长率提升，并且其200℃时熔体流动速率也有了大幅度的提升，更有利于成型加工。有实施例3和实施例5对比可以看出，相容剂的减少，阻燃剂和聚丙烯的相容性下降，导致材料的力学性能下降。所以，在APP、PER阻燃聚丙烯材料中添加少量的P-THEIC，可以很好的增加阻燃聚丙烯的阻燃性能，改善阻燃聚丙烯抗滴落的能力，从而达到更好的阻燃效果。表1阻燃聚丙烯材料配方表2阻燃聚丙烯材料性能项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1对比例2对比例3氧指数(v%)2930303029302229垂直燃烧等级V-2V-0V-0V-1V-0V-2无级别V-0拉伸强度(MPa)21.8722.9522.5123.6822.2525.1920.1122.51断裂伸长率（%）109.554.187.928.478.319.8190.187.9弯曲强度(MPa)30.1531.7730.9632.6530.0833.4628.7430.96注：纯PP力学性能测试结果为拉伸强度31.24MPa，断裂伸长率457.9，弯曲强度为29.77MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型膨胀型阻燃剂协效阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于其组分以重量份计算为：聚丙烯  100份新型成碳型磷氮阻燃剂P‑THEIC   5~10份聚磷酸铵  10~20份季戊四醇  5~10份相容剂  5～10份。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀型阻燃剂协效阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于其组分以重量份计算为：聚丙烯100份；成碳型磷氮阻燃剂P-THEIC5~10份；聚磷酸铵10~20份；季戊四醇5~10份；相容剂5～10份；聚丙烯为均聚或共聚聚丙烯，熔融指数为1.5～10g/10min；相容剂为接枝率为0.5~1%的聚丙烯接枝马来酸酐；成碳型磷氮阻燃剂P-THEIC为...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋艳，蒋明访，李锦春，张鑫，邹国享，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32