一种溴系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溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料及其制备和应用。所述溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的各组分：聚丙烯20～55份、溴系阻燃剂14～20份、协效阻燃剂3～8份、无机阻燃剂12～20份、长玻璃纤维母粒15～30份、助熔剂3～6份、其他助剂2.4～7份。该溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料通过采用特定的无机阻燃剂、长玻璃纤维、助熔剂配合溴系阻燃剂，在不影响材料阻燃性能的同时，可实现聚丙烯材料耐烧蚀性能的大幅提升。性能的大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
一种溴系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，涉及一种溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]耐烧蚀材料通常指有机耐火高分子材料，其在燃烧过程中发生分解、熔化蒸发、升华、碳化等化学或物理变化，借以消耗热量，阻止火焰传播，能起热保护作用的高分子复合材料。耐烧蚀材料主要应用于军工和航天领域。近年随着民用领域应用要求的提升，耐烧蚀材料逐渐在民用领域得到应用推广，其中空调电控盒和新能源电池包外壳明确要求使用耐烧蚀材料制备。对材料要求如下：1、高阻燃性能：材料具有阻燃UL94 5VA等级；2、耐烧蚀性：材料制备部件按照GB.T31467.3
‑
2015测试不发生塌陷变形。
[0003]现有技术提供了一种无锑阻燃陶瓷化聚烯烃组合物以溴系阻燃剂协同无机镁化合物作为阻燃体系，有效降低了材料在燃烧过程中产生的有毒有害气体，实现离火即熄灭的效果。但由于阻燃聚丙烯材料中的溴系阻燃剂，三氧化二锑和聚丙烯树脂，在燃烧过程中可能会以可燃气体，不燃气体，烟气等方式逸出，从而导致材料的残留较少，降低材料在燃烧过程中的支撑强度，耐烧蚀性能不佳。因此，开发一款同时具备高阻燃、耐烧蚀性能的热塑性阻燃聚丙烯材料具有相当的必要性。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的不足，旨在提供一种溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料及其制备和应用。本专利技术通过采用特定的无机阻燃剂、长玻璃纤维、助熔剂协同溴系阻燃剂，在不影响材料阻燃性能的同时，可实现聚丙烯材料耐烧蚀性能的大幅提升。
[0005]本专利技术的首要目的是提供一种溴系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溴系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溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料在制备空调电控盒或新能源电池包外壳方面的应用。
[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溴系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20～55份；
[0011]溴系阻燃剂14～20份；
[0012]协效阻燃剂3～8份；
[0013]无机阻燃剂12～20份；
[0014]长玻璃纤维母粒15～30份；
[0015]助熔剂3～6份；
[0016]其他助剂2.4～7份；
[0017]所述无机阻燃剂热失重1.0％的分解温度≥250℃；
[0018]所述助熔剂的熔点为400～700℃。
[0019]本专利技术上述一种溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料中，通过对无机阻燃剂和溴系阻燃剂复配，减少溴系阻燃剂的含量，在不影响材料的阻燃性能的前提下，增加材料在燃烧过程中的残留量，使其保留良好的支撑强度以防止烧蚀；通过加入长玻璃纤维也可利于增加聚丙烯材料在燃烧过程中的支撑强度，提高其耐烧蚀性；此外，加入助熔剂，在燃烧温度下发生熔融流动，将分解的无机阻燃剂、纤维状的玻璃纤维粘结，起到协同耐烧蚀的目的。
[0020]此处需要说明的是，所述无机阻燃剂热失重1.0％的分解温度的测试为采用热重分析法(Thermogravimetry Analysis，简称TG或TGA)得到。
[0021]进一步优选地，所述溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的各组分：
[0022]聚丙烯30～50份；
[0023]溴系阻燃剂16～19份；
[0024]协效阻燃剂4～6.5份；
[0025]无机阻燃剂15～18份；
[0026]长玻璃纤维母粒20～25份；
[0027]助熔剂4～5份；
[0028]其他助剂3.8～5.6份。
[0029]最优选地，所述溴系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40份；
[0031]溴系阻燃剂18份；
[0032]协效阻燃剂5份；
[0033]无机阻燃剂16份；
[0034]长玻璃纤维母粒25份；
[0035]助熔剂4份；
[0036]其他助剂4.2份。
[0037]优选地，所述无机阻燃剂为氢氧化镁，所述氢氧化镁的平均粒径为2～10μm；更优选地，所述氢氧化镁的平均粒径为2～5μm。
[0038]优选地，所述助熔剂为低熔点玻璃粉。
[0039]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30～50g/10min(230℃，2.16kg)。进一步优选聚丙烯的熔体流动速率为35～50g/10min(230℃，2.16kg)的丙烯
‑
乙烯嵌段共聚物。
[0040]优选地，所述溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、十溴联苯醚、溴化苯乙烯、三(三溴新戊基)磷酸酯、四溴双酚A
‑
双(2,3
‑
二溴丙基醚)、三(2,3二溴丙基)异三聚氰酸酯、四溴双酚S双(2,3
‑
二溴丙基)醚、三聚氰胺氢溴酸盐中的任一种或几种；更优选地，所述溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷。
[0041]所述协效阻燃剂包括三氧化二锑、五氧化二锑、锡酸锌中一种或几种；最优选地，所述协效阻燃剂为三氧化二锑。
[0042]优选地，所述长玻璃纤维母粒是以共聚聚丙烯、均聚聚丙烯或者二者复配为基材，含有30～60wt％长玻璃纤维的增强材料(LFT)，粒子长度6～10mm。
[0043]更优选地，所述长玻璃纤维母粒以均聚聚丙烯为基材，含有50wt％长玻璃纤维，粒子长度为10mm。在此需要说明的是，所述长玻璃纤维母粒中的聚丙烯用量与所述溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料中的聚丙烯用量分开计算，无直接关联。
[0044]优选地，所述其他助剂包括抑烟剂、抗滴落助剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂。
[0045]优选地，所述抑烟剂包括有机纳米蒙脱土、钼酸锌、硼酸锌中的一种或几种。最优选为有机纳米蒙脱土。由于本专利技术采用的无机阻燃剂氢氧化镁本身具有一定的抑烟作用，同时优选有机纳米蒙脱土作为抑烟剂，两者进一步协同提高抑烟效果。
[0046]优选地，所述抗滴落助剂包括聚四氟乙烯中的一种或几种。
[0047]优选地，所述主抗氧剂包括四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,3,5
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)异氰尿酸、1,3,5
‑
三(4
‑
叔丁基
‑3‑
羟基
‑
2,6
‑
二甲基苄基)异氰脲酸酶、乙烯双(氧乙烯基)双[3
‑
(5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溴系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20～55份；溴系阻燃剂14～20份；协效阻燃剂3～8份；无机阻燃剂12～20份；长玻璃纤维母粒15～30份；助熔剂3～6份；其他助剂2.4～7份；所述无机阻燃剂热失重1.0％的分解温度≥250℃；所述助熔剂的熔点为400～700℃。2.根据权利要求1所述溴系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30～50份；溴系阻燃剂16～19份；协效阻燃剂4～6.5份；无机阻燃剂15～18份；长玻璃纤维母粒20～25份；助熔剂4～5份；其他助剂3.8～5.6份。3.根据权利要求1或2所述溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述无机阻燃剂为氢氧化镁；所述助熔剂为低熔点玻璃粉。4.根据权利要求1～3任一所述溴系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。5.根据权利要求1～3任一所述溴系耐烧蚀阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、十溴联苯醚、溴化苯乙烯、三(三溴新戊基)磷酸酯、四溴双酚A
‑
双(2,3
‑
二溴丙基醚)、三(2,3二溴丙基)...

【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，王亚南，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：