本发明专利技术公开了一种膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料及其制备方法，该膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料由以下质量份配比的组分组成：聚丙烯77份、辛烯-乙烯嵌段共聚物20份、改性膨胀型阻燃剂20份、马来酸酐接枝聚丙烯1-9份。本发明专利技术的膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料，原料均来源充足且价格适中，加工工艺简单，成品具有良好的阻燃及增韧性能，相比纯聚丙烯，峰值热释放速率得到大幅度明显降低，总烟气生成量进一步降低，同时又提高了材料的冲击强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻燃聚丙烯材料
，具体涉及。
技术介绍
聚丙烯(PP)是五大通用合成树脂之一，广泛应用于现代汽车产业、家用电器、电子产品、包装及建材家具中。然而聚丙烯(PP)的极限氧指数(L0I)只有17.8，燃烧中易发生熔融、滴落并产生大量烟雾，是导致火灾中火势的快速蔓延和人员伤亡的重要原因。卤系阻燃剂曾经是最经济有效的聚丙烯阻燃添加剂，但是会导致材料燃烧过程中大量有毒烟气的产生，所以卤系阻燃剂逐渐被各国禁止使用。膨胀型阻燃剂(IFR)是一种新型的高效、无卤阻燃剂，一般由酸源、炭源、气源三部分组成，受热时由酸源产生的酸作为脱水剂使多元醇脱水生成炭层，并由气源产生的不燃性气体使燃烧熔融体系膨胀发泡，在聚合物表面形成膨胀炭层，达到隔绝热量、可燃性挥发气体及氧气的目的，最终使聚合物燃烧减缓或终止，同时生成的炭层也可有效阻止聚合物融滴的产生，被认为是代替卤系阻燃剂的最佳选择，针对膨胀型阻燃剂(IFR)的研究也呈不断上升的趋势。但是与卤系阻燃剂相比，传统膨胀型阻燃剂(IFR)的阻燃效率低，添加量大；同时因极性差异，膨胀型阻燃剂(IFR)在聚丙烯(PP)基体中难以形成均匀的分散，影响了其阻燃效能的发挥。为了改善上述缺陷，国内外研究者尝试了大量的方法，包括合成新的大分子成炭剂(CFA)以替代季戊四醇(PER)、双季戊四醇(DPER)、对膨胀型阻燃剂(IFR)进行改性处理、在膨胀型阻燃剂(IFR)中添加协同剂等以提高其阻燃效率，取得了大量的突破性进展。另一方面，限制聚丙烯(PP)工业应用的最突出缺点就是其冲击强度低，而阻燃剂的添加对聚丙烯(PP)力学性能也产生了很大的影响，特别是对冲击韧性的影响，所以在不影响聚丙烯(PP)力学性能的同时提高阻燃性能成为聚丙烯(PP)阻燃改性研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是对聚丙烯(PP)进行阻燃及增韧改性，得到韧性与阻燃性能均优于传统聚丙烯材料的新型阻燃增韧聚丙烯。为了达到上述目的，本专利技术有如下技术方案:本专利技术的一种膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料，由以下质量份配比的组分组成:聚丙烯(PP) 77份、辛烯-乙烯嵌段共聚物(Ρ0Ε) 20份、改性膨胀型阻燃剂20份、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA) 1-9份。优选的，所述马来酸酐接枝聚丙烯质量份配比是3-5份。所述的膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料的制备方法包括如下步骤:(1)在高速混合机内加入膨胀型阻燃剂粉料，并按0.3wt%比例添加KH-161硅烷偶联剂，高速混合30min，得到改性膨胀型阻燃剂；(2)按照配方称取聚丙烯、辛烯-乙烯嵌段共聚物、改性膨胀型阻燃剂、马来酸酐接枝聚丙烯并混合均匀，加入挤出机填料口，挤出得到成型的共混物；(3)将挤出机挤出成型的共混物送入造粒机，得到膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物粒料；(4)膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物粒料于干燥箱干燥24h后，利用高压注塑机注塑成型。所述挤出机为双螺杆挤出机，从入料口到出料口挤出机的各段温度设置依次是170°C、190°C、200°C和 195°C，基础速率为 100 转 / 分。由于采取了以上技术方案，本专利技术的优点在于材料均来源充足且价格适中，加工工艺简单，成品具有良好的阻燃及增韧性能，添加膨胀阻燃剂后，复合材料的峰值热释放速率得到大幅度明显降低，在复合材料中进一步添加增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)，其峰值热释放速率以及总烟气生成量又会进一步降低，同时增容剂又提高了材料的冲击强度和拉伸强度。【附图说明】图1为增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)加入前后材料微观结构的SEM图像(500X)对比图，其中A为未添加增容剂样品，B为添加3份增容剂样品。图2为材料热释放速率(HRR)-时间曲线，A、B、C、D、E、F中增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)质量份数分别为0份，1份，3份，5份，7份和9份。图3为材料烟气释放速率(SPR)-时间曲线，A、B、C、D、E、F中增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)质量份数分别为0份，1份，3份，5份，7份和9份。图4为材料冲击强度、拉伸强度测试结果。【具体实施方式】以下实施例用于说明本专利技术及其用途，但不用来限制本专利技术的保护范围。所述膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料制备方法如下:(1)在高速混合机内加入膨胀型阻燃剂粉料，并按0.3wt%比例添加KH-161硅烷偶联剂，高速混合30min，得到改性膨胀型阻燃剂；(2)将聚丙烯、辛烯-乙烯嵌段共聚物、改性膨胀型阻燃剂、马来酸酐接枝聚丙烯按照比例混合均匀，马来酸酐接枝聚丙烯的质量份数分别为0份，1份，3份，5份，7份和9份，加入挤出机填料口 ；(3)将挤出机挤出成型的共混物送入造粒机，得到膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物粒料；(4)粒料于干燥箱干燥24h后，利用高压注塑机注塑成型。所述聚丙烯牌号为S1003，辛烯-乙烯嵌段共聚物牌号为engage8150，膨胀阻燃剂牌号为JLS-PNP1D，马来酸酐接枝聚丙烯牌号为GPM200A。图1显示了未添加增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)与加入3份增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)样品冲击断面的SEM图像(500X)，可知增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)使得阻燃剂颗粒在基体中的尺寸降低，分散更加均匀；图2显示了材料的热释放速率-时间曲线，可知所述材料的热释放速率显著降低；图3显示了材料的烟气释放速率-时间曲线，可知材料的产烟量及产烟速率显著降低；图4显示了材料的冲击强度、拉伸强度测试结果，可知随着增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)含量的增加，材料的冲击强度有了提高；随着增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)含量的增加，材料的拉伸强度呈现出先增加后降低的趋势，但是变化幅度不是很大。由上述实施例可知，所述膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料的阻燃性能与韧性均有了较大的提升，同时增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)的加入可以进一步提升材料的阻燃性能及韧性，对拉伸强度影响不是很大，添加3-5份马来酸酐接枝聚丙烯时复合材料的热释放速率、烟气释放速率得到很明显的降低，同时拉伸强度也较高，尽管冲击强度随着增容剂用量持续上升，但是综合考虑阻燃性能与力学性能，可以得出增容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)的优选质量份数为3-5份。显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本专利技术的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之列。【主权项】1.一种膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料，其特征在于由以下质量份配比的组分组成:聚丙烯77份、辛烯-乙烯嵌段共聚物20份、改性膨胀型阻燃剂20份、马来酸酐接枝聚丙烯1-9份。2.根据权利要求1所述的膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚丙烯质量份配比是3-5份。3.根据权利要求1所述的膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)在高速混合机内加入膨胀型阻燃剂粉料，并按0.3被％比例添加KH-161硅烷偶联剂，高速混合30min，得到改性膨胀型阻燃剂； (2)按照配方称取聚丙烯、辛烯-乙烯嵌段共聚物、改性膨胀型阻燃剂、马来酸酐接枝聚丙烯并混合均匀本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料，其特征在于由以下质量份配比的组分组成：聚丙烯77份、辛烯‑乙烯嵌段共聚物20份、改性膨胀型阻燃剂20份、马来酸酐接枝聚丙烯1‑9份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金静，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队学院，
类型：发明
国别省市：河北;13
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