一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。該方法包括：首先將聚丙烯、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、抗氧劑1010、過氧化二異丙苯預(yù)混后，經(jīng)過擠出機(jī)進(jìn)行反應(yīng)性接枝并造粒。然后將造好的粒料烘干后與水鎂石粉混合，經(jīng)過擠出機(jī)進(jìn)行混合塑化并造粒，從而制備得到的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料。
【專利說明】一種無南阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻燃高分子材料及其制備方法。更具體地講，本發(fā)明涉及一種無 鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯是一種通用塑料，其耐熱性高、絕緣性好，應(yīng)用領(lǐng)域很廣。但聚丙烯的氧指 數(shù)在16-19之間，是一種可燃材料。通常的加溴系阻燃劑雖能使阻燃達(dá)到要求，但燃燒時產(chǎn) 生大量有毒煙氣。
[0003] 由于重大火災(zāi)、焚燒塑料造成的二次污染、二惡英問題的出現(xiàn)，以及對環(huán)境保護(hù)的 日趨嚴(yán)格，迫使塑料工業(yè)轉(zhuǎn)向使用無毒、無公害、抑煙的無機(jī)阻燃劑，占市場份額較大的溴 系阻燃劑逐漸受到限制，無機(jī)類阻燃劑（特別是1 8(0!1)2和41(0!1)3)具有廣闊的發(fā)展空間。
[0004] A1(0H)3問世早，但Mg(0H)2阻燃劑的主要性能均優(yōu)于A1(0H)3。除對環(huán)境的影響 相當(dāng)外，在熱反應(yīng)、分解溫度、適用的聚合物、阻燃能力、抑煙能力、對酸的穩(wěn)定性等幾方面， Mg (0H) 2均優(yōu)于A1 (0H) 3，也優(yōu)于傳統(tǒng)的鹵系、磷系阻燃劑。因此它有進(jìn)一步取代A1 (0H) 3的 趨勢。
[0005] 我國特產(chǎn)的天然水鎂石礦物的主要成分為氫氧化鎂,MgO含量為63% -65%，用其 作阻然劑會大大降低阻燃材料成本。我國有著豐富的水鎂石資源，若以天然水鎂石代替合 成的氫氧化鎂，將對我國無鹵阻燃技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。
[0006] 氫氧化鎂的吸熱量小于高分子材料的燃燒熱，為了達(dá)到理想的阻燃效果，必須有 較大的填充量。單獨使用時添加量需要在60%以上時才具有較好的阻燃效果，這往往會不 同程度地影響材料的加工性能和機(jī)械力學(xué)性能。
[0007] 因此，用氫氧化鎂阻燃PP的技術(shù)難點是其高填充量造成的聚合物材料力學(xué)性能 的大幅下降，以及材料加工困難，無法達(dá)到應(yīng)用的要求。
[0008] 研究發(fā)現(xiàn)加入某些增效劑（如有機(jī)硅阻燃劑、紅磷等）可以降低氫氧化鎂的填充 量，顯著地改善材料的阻燃及機(jī)械性能。但由于其與聚丙烯相容性不好而分散不均，且分子 量較低而容易遷移，從而影響了其效果。
[0009] 氫氧化鎂是一種極性很強(qiáng)的無機(jī)化合物，其晶體在（101)方向有微觀內(nèi)應(yīng)變，晶 體表面帶有正電荷、具有親水性，和親油性的聚合物分子的親和力欠佳，晶粒趨向于二次凝 聚；同時，氫氧化鎂與聚合物的界面產(chǎn)生空隙，導(dǎo)致分散性很差，與其它材料的兼容性也差， 因此在高填充量的情況下混合料的斷面常會出現(xiàn)彌散度差和親和性不好而引起的"夾生" 現(xiàn)象。為此必須對氫氧化鎂進(jìn)行表面改性，同時配合和其它阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)，以改善它在 高分子材料中的分散性和兼容性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無鹵燃聚丙烯復(fù)合材料的制備 方法，包括如下步驟： toon] (1)制備甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯接枝聚丙烯
[0012] 按照比例將聚丙烯、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、抗氧劑1010、過氧化二異丙苯 預(yù)混后，經(jīng)過擠出機(jī)進(jìn)行反應(yīng)性接枝擠出并造粒，擠出混煉溫度為170-2KTC，制備得到甲 基丙稀酸醋基燒氧基憐酸醋接枝聚丙稀。其中，聚丙稀為基體樹脂、甲基丙稀酸醋基燒氧基 磷酸酯為單體、過氧化二異丙苯為引發(fā)劑、抗氧劑1010為抗降解劑。
[0013] (2)制備阻燃聚丙烯/水鎂石復(fù)合材料
[0014] 將獲得的甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯接枝聚丙烯粒料進(jìn)行干燥并與水鎂石粉 混合，經(jīng)過擠出機(jī)進(jìn)行混合塑化并造粒，擠出混煉溫度為170-2KTC。制備得到無鹵阻燃聚 丙烯復(fù)合材料。
[0015] 該方法中各料配方組分（按重量計）為：
[0016] 聚丙烯 50份 甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯 3_5份 抗氧劑1010 0. 1份 過氧化二異丙苯 0. 2-0. 4份 水鎂石粉 20-30份。
[0017] 本發(fā)明還公開了一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，包括以下重量份組分：
[0018] 聚丙烯 50份、 甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯 3-5份、 抗氧劑1010 0. 1份、 過氧化二異丙苯 0. 2-0. 4份、 水鎂石粉 20-30份。
[0019] 本發(fā)明的原理是：將具有阻燃作用的含氮單體接枝到聚丙烯大分子鏈上，解決了 阻燃單體的分散與遷移難題；再將接枝阻燃成分的聚丙烯與水鎂石混合，通過發(fā)揮二者不 同阻燃作用，可更好地實現(xiàn)阻燃協(xié)同作用，從而可以降低水鎂石的用量。
[0020] 本發(fā)明中的甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯不作具體限制，例如可以為PAM-100或 PAM-200。
[0021] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：
[0022] (1)將含磷阻燃單體接枝到聚丙烯，從而使阻燃成份分散均勻且不遷移，可充分發(fā) 揮其與水鎂石的協(xié)同阻燃作用。
[0023] (2)甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯有表面活性，有利于氫氧化鎂的分散，因此水鎂 石粉使用前無須進(jìn)行表面處理。
[0024] (3)由于顯著的阻燃協(xié)效作用，大大降低了水鎂石的使用量。在水鎂石用量為 28-37.5%時就可以達(dá)到皿-9抑0的阻燃效果。

【具體實施方式】
[0025] 實例 1
[0026] 將聚丙烯50份、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯3份、抗氧劑10100. 1份，過氧化 二異丙苯0. 2份預(yù)混合，將上述預(yù)混料在長徑比為32,分六區(qū)控溫的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行 反應(yīng)性擠出造粒，一至六區(qū)加工溫度依次為：170°C，190°C，195°C，200°C，210°C，205°C，機(jī) 頭溫度210°C。
[0027] 將造好的粒料烘干后與水鎂石粉30份混合，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合塑 化并造粒，擠出混煉工藝與前面相同，制備得到本發(fā)明的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料。
[0028] 實例 2
[0029] 將聚丙烯50份、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯4份、抗氧劑10100. 1份，過氧化 二異丙苯〇. 3份預(yù)混合，將上述預(yù)混料后在長徑比為32,分六區(qū)控溫的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn) 行反應(yīng)性擠出造粒，一至六區(qū)加工溫度依次為：170°C，190°C，195°C，200°C，210°C，205°C， 機(jī)頭溫度210°C。
[0030] 將造好的粒料烘干后與水鎂石粉25份混合，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合塑 化并造粒，擠出混煉與前面相同，制備得到本發(fā)明的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料。
[0031] 實例 3
[0032] 將聚丙烯50份、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯5份、抗氧劑10100. 1份過氧化二 異丙苯〇. 4份預(yù)混合，將上述原料預(yù)混后在長徑比為32,分六區(qū)控溫的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn) 行反應(yīng)性擠出造粒，一至六區(qū)加工溫度依次為：170°C，190°C，195°C，200°C，210°C，205°C， 機(jī)頭溫度210°C。將造好的粒料烘干后與水鎂石粉20份混合，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行 混合塑化并造粒，擠出混煉工藝與前面相同，制備得到本發(fā)明的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料。
[0033] 實例1-3的性能測試數(shù)據(jù)依次如下表所示：
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于： 首先將聚丙烯50份、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯3-5份、抗氧劑10100. 1份、 過氧化二異丙苯〇. 2-0. 4份預(yù)混，經(jīng)過擠出機(jī)進(jìn)行反應(yīng)性接枝并造粒，擠出混煉溫度為 170-2KTC ; 然后將造好的粒料烘干后與水鎂石粉20-30份混合，經(jīng)過擠出機(jī)進(jìn)行混合塑化并造 粒，擠出混煉溫度為170-2KTC，制備得到無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料。
2. -種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量份組分： 聚丙烯 50份、 甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯 3-5份、 抗氧劑1Q10 0. 1份、 過氧化二異丙苯 0. 2_0. 4份、 水鎂石粉 20-30份。
【文檔編號】C08F255/02GK104194152SQ201410429161
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】李本立, 鄭少輝 申請人:江門市道生工程塑料有限公司