一种无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料及其制备和应用。所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的各组分：聚丙烯30～75份、哌嗪盐15～25份、无机磷化物5～15份、协效阻燃剂0.5～2份、长玻璃纤维母粒10～30份、成陶填料5～10份、助熔剂3～6份、其他助剂0.3～1.5份。该无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料通过在无卤阻燃体系中加入长玻璃纤维母粒和成陶填料，同时辅助助熔剂，有效提升了材料的阻燃、隔热、耐烧穿性能，降低材料的烟密度等级和膨胀率。级和膨胀率。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
更具体地，涉及一种无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]耐烧蚀材料主要以环氧树脂、酚醛树脂、三元乙丙橡胶和有机硅橡胶等基材为主，主要应用于军工、航天领域及电线电缆。耐烧蚀聚烯烃材料主要集中在EVA、PE以及其共聚物中，应用领域大多为防火线缆，而随着人们对材料防火性能的逐渐重视，对常用电子电器壳体材料的阻燃性能要求越来越高，尤其是对于电器设备的易燃电控盒等高风险部件。目前电控盒材料基材一般为ABS、ABS/PVC和团状模塑料(BMC)，其存在比重大，不适于电子电器壳体材料，且BMC是热固性材料，不可回收利用，燃烧过程会释放大量有毒烟气的问题。
[0003]高阻燃、耐烧蚀、低烟密度聚烯烃材料的研究是当前的热点，但总体而言，同时具备高阻燃性、耐烧蚀、隔热性优异、烟密度低的无卤聚烯烃材料种类较少。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的不足，旨在提供一种新型无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料及其制备和应用。该无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料通过在无卤阻燃体系中加入长玻璃纤维母粒和成陶填料，同时辅助助熔剂，在不降低材料阻燃性能的同时，大幅提升材料的隔热、耐烧穿性能，降低材料的烟密度等级以及膨胀率。
[0005]本专利技术的首要目的是提供一种无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料。
[0006]本专利技术的另一目的是提供所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料的制备方法。
[0007]本专利技术的再一目的是提供所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料在制备电子、电器壳体材料方面的应用。
[0008]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：
[0009]本专利技术提供了一种无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份的各组分：
[0010]聚丙烯30～75份
[0011]哌嗪盐15～25份
[0012]无机磷化物5～15份
[0013]协效阻燃剂0.5～2份
[0014]长玻璃纤维母粒10～30份
[0015]成陶填料5～10份
[0016]助熔剂3～6份
[0017]其他助剂0.3～1.5份；
[0018]所述哌嗪盐包括磷酸哌嗪、焦磷酸哌嗪、多磷酸哌嗪中的一种或几种；所述无机磷化物包括磷酸蜜胺、焦磷酸蜜胺、多磷酸蜜胺中的一种或几种。
[0019]本专利技术上述一种无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料中，在燃烧过程中哌嗪盐形成炭
层，无机磷化物生成惰性非可燃气体，一方面稀释氧气浓度，一方面发泡形成多孔炭层，形成良好的隔热层。加入玻璃纤维母粒和成陶填料在制件中形成长短纤维互相补的骨架结构，在高温烧蚀过程，由于加入玻璃纤维和成陶填料不易膨胀，同时助熔剂熔融对玻璃纤维和成陶填料形成良好粘结，从而形成具有较高强度的保护层起到隔热和阻燃作用。
[0020]优选地，所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的各组分：
[0021]聚丙烯40～65份
[0022]哌嗪盐16～22份
[0023]无机磷化物6～12份
[0024]协效阻燃剂0.8～1.5份
[0025]长玻璃纤维母粒15～25份
[0026]成陶填料8～10份
[0027]助熔剂4～5份
[0028]其他助剂0.6～1.2份。
[0029]更优选地，所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的各组分：
[0030]聚丙烯50份
[0031]哌嗪盐18份
[0032]无机磷化物9份
[0033]协效阻燃剂1.2份
[0034]长玻璃纤维母粒18份
[0035]成陶填料9份
[0036]助熔剂5份
[0037]其他助剂0.9份。
[0038]优选地，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、丙烯
‑
乙烯嵌段共聚物、丙烯
‑
乙烯无规共聚物、丙烯
‑1‑
丁烯无规嵌段物中的一种或几种；所述聚丙烯的熔体流动速率为20～50g/10min(230℃，2.16kg)。
[0039]更优选地，所述聚丙烯为丙烯
‑
乙烯嵌段共聚物，熔体流动速率为20～40g/10min(230℃，2.16kg)。
[0040]更优选地，所述哌嗪盐为焦磷酸哌嗪。
[0041]更优选地，所述无机磷化物为焦磷酸蜜胺。
[0042]优选地，所述协效阻燃剂包括氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化镧、二氧化硅中的一种或几种；所述协效阻燃剂的平均粒径为2～10μm。
[0043]更优选地，所述协效阻燃剂为平均粒径为2～5μm的二氧化硅。
[0044]优选地，所述长玻璃纤维母粒中长玻璃纤维含量为30～60wt％，粒子长度为6～10mm。更优选地，所述长玻璃纤维母粒中长玻璃纤维含量为50wt％，粒子长度为10mm。
[0045]优选地，所述成陶填料包括高岭土、滑石粉、硅灰石、白炭黑、蒙脱土、绢云母、白云母、石英粉中的一种或几种。更优选地，所述成陶填料为硅灰石。
[0046]优选地，所述助熔剂包括硼酸铵、硼酸锌、硼熔块、低熔点玻璃粉中的一种或几种；所述助熔剂的熔点为400～700℃；更优选地，所述助熔剂为低熔点玻璃粉；所述低熔点玻璃粉的熔点为400～500℃。
[0047]优选地，所述其他助剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂。
[0048]优选地，所述主抗氧剂包括Irganox 1010、抗氧剂3114、Cyanox1790、Irganox24、SumilizerGA
‑
80中的一种或几种
[0049]优选地，所述辅助抗氧剂包括Irganox 245、Irganox 168、Ultranox 627A、PS802FL中的一种或几种。
[0050]优选地，所述润滑剂包括硬脂酸钙(CaSt)、硬脂酸锌以及硬脂酸，硬脂酸镁，乙撑双硬脂酰胺(EBS)中的一种或几种。
[0051]作为一种优选地可实施方式，本专利技术上述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料的制备方法包括如下步骤：
[0052]S1.将除长玻璃纤维母粒外的各组分混匀后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混、造粒、干燥制得第一母粒；
[0053]S2.将第一母粒与长玻璃纤维母粒共混，即得所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料；
[0054]步骤S1所述双螺杆挤出机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为：一区150～160℃，二区180～190℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区210～230℃；喂料转速为250～350rpm；口模温度200～210℃；主机转速300～500rpm/min；真空度低于
‑
0.1MPa。
[0055]最后，本专利技术还请求保护上述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料在制备电子、电器壳体材料方面的应用。
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的各组分：聚丙烯30～75份哌嗪盐15～25份无机磷化物5～15份协效阻燃剂0.5～2份长玻璃纤维母粒10～30份成陶填料5～10份助熔剂3～6份其他助剂0.3～1.5份；所述哌嗪盐包括磷酸哌嗪、焦磷酸哌嗪、多磷酸哌嗪中的一种或几种；所述无机磷化物包括磷酸蜜胺、焦磷酸蜜胺、多磷酸蜜胺中的一种或几种。2.根据权利要求1所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的各组分：聚丙烯40～65份哌嗪盐16～22份无机磷化物6～12份协效阻燃剂0.8～1.5份长玻璃纤维母粒15～25份成陶填料8～10份助熔剂4～5份其他助剂0.6～1.2份。3.根据权利要求1或2所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、丙烯
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乙烯嵌段共聚物、丙烯
‑
乙烯无规共聚物、丙烯
‑1‑
丁烯无规嵌段物中的一种或几种。4.根据权利要求1或2所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述协效阻燃剂包括氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化镧、二氧化硅中的一种或几种。5.根据权利要求1或2所述无卤隔热耐烧蚀阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述长玻璃纤维母粒中长玻璃纤维含量为30～...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜向新，陈平绪，叶南飚，杨霄云，陆湛泉，丁明笃，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：