一種高阻燃聚丙烯發(fā)泡片材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電子輻照交聯(lián)高阻燃聚丙烯發(fā)泡片材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯（PP)作為石油化工領(lǐng)域的大宗產(chǎn)品，具有來源廣泛，成本低廉，應(yīng)用廣泛 的特點(diǎn)。PP發(fā)泡材料改進(jìn)了 PS、PE發(fā)泡材料在耐高溫和重復(fù)利用方面的兩大缺點(diǎn)。PP發(fā) 泡材料在包裝、建筑等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，可用作緩沖包裝、隔音材料、絕熱材料。PP發(fā)泡材 料除具有高耐熱性、對高沖擊能的吸收能力、良好的回彈性和易于熱成型性外，還有可回收 再生利用的優(yōu)點(diǎn)，能用于制造汽車零部件。交聯(lián)發(fā)泡PP與表皮材料及緩沖材料層壓復(fù)合， 可制造成汽車中車棚和門襯的內(nèi)裝飾材料，并在汽車控制箱和防震板等構(gòu)件中使用。發(fā)泡 PP片材可與PP、ABS等內(nèi)層材料及PVC等表層材料通過粘合劑或加熱貼合、真空成型后可 制作地毯支撐材料、隔音板、門襯和行李架等。
[0003] 由于聚丙烯熔融時粘度會急劇下降，熔體強(qiáng)度非常低，難以進(jìn)行發(fā)泡成型，因此， 通常采用交聯(lián)工藝來提高體系的熔融粘度，來制備發(fā)泡聚丙烯。以往主要是采用化學(xué)交聯(lián) 工藝來制備發(fā)泡聚丙烯，但此種工藝方法比較復(fù)雜，難以對其進(jìn)行控制。
[0004] 輻照交聯(lián)PP發(fā)泡材料是在PP原料加入輻照助劑、發(fā)泡劑，在電子束或者鈷源的作 用下交聯(lián)或支化，從而提其高熔體強(qiáng)度、均勻發(fā)泡的方法。但是目前無論是發(fā)泡倍率還是材 料的力學(xué)性能都難以滿足市場需要，且目前改性的阻燃聚丙烯材料應(yīng)用雖廣泛，但現(xiàn)有技 術(shù)中的阻燃聚丙烯材料，阻燃劑添加量大，且阻燃性能較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高阻燃聚丙烯發(fā)泡片材及其制備 方法，所得片材的阻燃性能、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等性能均有顯著提高，且阻燃劑添加量 低。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高阻燃聚丙烯發(fā)泡片材，由以 下重量份的成分組成：聚丙烯樹脂70~78份、聚乙烯樹脂7~10份、聚氧化乙烯樹脂8~ 12份、交聯(lián)劑4~6份、抗老化劑4~6份、發(fā)泡劑5~10份、復(fù)合膨脹型阻燃劑1~1. 5 份、溴氮復(fù)配型阻燃劑1~2份、無鹵阻燃劑1~2份。
[0007] 優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑為丙烯酸異辛酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯 中的一種。
[0008] 優(yōu)選的，所述抗老化劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯。
[0009] 優(yōu)選的，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、對甲苯磺酰氨基脲中的一種。
[0010] 優(yōu)選的，所述復(fù)合膨脹型阻燃劑為低聚磷酸雙酚A酯三聚氰胺鹽。
[0011] 優(yōu)選的，所述溴氮復(fù)配型阻燃劑按重量百分比包含異氰尿酸蜜胺鹽36%、八溴醚 13%、乙撐雙硬脂酰胺0.5%。
[0012] 優(yōu)選的，所述無鹵阻燃劑為I，2-雙（5，5-二甲基-I，3-二氧雜己內(nèi)酰磷亞胺基） 乙燒。
[0013] 優(yōu)選的，一種高阻燃聚丙烯發(fā)泡片材，由以下重量份的成分組成：聚丙烯樹脂72 份、聚乙烯樹脂8份、聚氧化乙烯樹脂10份、交聯(lián)劑4份、抗老化劑5份、發(fā)泡劑8份、復(fù)合 膨脹型阻燃劑1. 2份、溴氮復(fù)配型阻燃劑1份、無鹵阻燃劑2份。
[0014] 本發(fā)明所述的一種高阻燃聚丙烯發(fā)泡片材的制備方法，包括按順序進(jìn)行的以下步 驟：
[0015] 步驟[1]按前述重量份稱取交聯(lián)劑，將其溶解至無水乙醇中，其中交聯(lián)劑與無水 乙醇的質(zhì)量比為：1~2:10,充分溶解；在密閉條件下采用攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌10分鐘后 加入復(fù)合膨脹型阻燃劑，繼續(xù)攪拌十分鐘；將相應(yīng)量的聚丙烯樹脂粉碎并加入到上述溶液 中，繼續(xù)攪拌20分鐘；60°C下脫除溶劑，將得到的混合物料在200~220°C下制備混合母粒 A；
[0016] 步驟[2]按前述重量份稱取聚氧化乙烯樹脂、溴氮復(fù)配型阻燃劑并將其混合均 勻，在225~230 °C下制備混合母粒B ;
[0017] 步驟[3]將聚乙烯樹脂、發(fā)泡劑、抗老化劑、無鹵阻燃劑混合均勾，在140~160°C 下制備混合母粒C ;
[0018] 步驟[4]將制備的混合母粒A、混合母粒B、混合母粒C混合均勻，在170~180°C 下制備片材混合母粒；
[0019] 步驟[5]將所述片材混合母粒在165~175°C下擠出成型；
[0020] 步驟[6]將步驟[4]中所制得的成型片材進(jìn)行電子輻照交聯(lián)，輻照劑量為55~ 85KGy，優(yōu)選為 60 ~80KGy ;
[0021] 步驟[7]將輻照好的成型片材在230~245°C下進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時間為2~8分 鐘，優(yōu)選為3~5分鐘。
[0022] 所述步驟[1]中的復(fù)合膨脹型阻燃劑為低聚磷酸雙酚A酯三聚氰胺鹽，其優(yōu)選制 備方法為：將等摩爾的雙酚A和碳酸鈉，溶劑二甲苯加入到帶有回流分水裝置的反應(yīng)器中， 反應(yīng)至分水器中水分不再增加為止；然后用冰水浴冷卻到4°C，加入與雙酚A等摩爾的三氯 氧磷，升溫至120°C，反應(yīng)1小時；反應(yīng)完成后，減壓蒸出二甲苯溶劑，加入一半雙酚A摩爾 數(shù)的水及三聚氰胺，在l〇〇°C下反應(yīng)2小時，然后在80°C下過濾，并用80°C水洗滌，烘干得所 述復(fù)合膨脹型阻燃劑低聚磷酸雙酚A酯三聚氰胺鹽。
[0023] 本發(fā)明的積極效果：本發(fā)明充分結(jié)合了材料性能和生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，采用了不同 阻燃劑的不同阻燃原理進(jìn)行阻燃協(xié)同作用，同時采用各自不同的加入工藝，在降低阻燃劑 加入量的基礎(chǔ)上將阻燃協(xié)同作用最大化；此外，本發(fā)明利用輻照法克服了溫度高于熔點(diǎn)后 聚丙烯體強(qiáng)度迅速下降的趨勢，同時本發(fā)明所述片材組分中聚乙烯的含量對于聚丙烯的交 聯(lián)度具有顯著作用，通過本發(fā)明所述的方法制備出的聚丙烯發(fā)泡片材性能相比普通方法有 顯著提高，使得材料的阻燃性能、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等性能有明顯提高，且所得片材阻 燃劑用量少，泡孔細(xì)膩、發(fā)泡均勻。
【具體實施方式】
[0024] 下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025] 實施例1
[0026] 本發(fā)明實施例1提供一種高阻燃聚丙烯發(fā)泡片材，由以下重量份的成分組成：聚 丙烯樹脂72份、聚乙烯樹脂8份、聚氧化乙烯樹脂10份、交聯(lián)劑4份、抗老化劑5份、發(fā)泡 劑8份、復(fù)合膨脹型阻燃劑1. 2份、溴氮復(fù)配型阻燃劑1份、無鹵阻燃劑2份。
[0027] 所述交聯(lián)劑為丙烯酸異辛酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一 種。
[0028] 所述抗老化劑為四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
[0029] 所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、對甲苯磺酰氨基脲中的一種。
[0030] 所述復(fù)合膨脹型阻燃劑為低聚磷酸雙酚A酯三聚氰胺鹽。
[0031] 所述溴氮復(fù)配型阻燃劑按重量百分比包含異氰尿酸蜜胺鹽36 %、八溴醚13 %、乙 撐雙硬脂酰胺0.5%。
[0032] 所述無鹵阻燃劑為1，2-雙（5, 5-二甲基-1，3-二氧雜己內(nèi)酰磷亞胺基）乙烷。
[0033] 上述的一種高阻燃聚丙烯發(fā)泡片材的制備方法，包括按順序進(jìn)行的以下步驟：
[0034] 步驟[1]按前述重量份稱取交聯(lián)劑，將其溶解至無水乙醇中，其中交聯(lián)劑與無水 乙醇的質(zhì)量比為：1~2:10,充分溶解；在密閉條件下采用攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌10分鐘后 加入復(fù)合膨脹型阻燃劑，繼續(xù)攪拌十分鐘；將相應(yīng)量的聚丙烯樹脂粉碎并加入到上述溶液 中，繼續(xù)攪拌20分鐘；60°C下脫除溶劑，將得到的混合物料在200~220°C下制備混合母粒 A；
[0035] 步驟[2]按前述重量份稱取聚氧化乙烯樹脂、溴氮復(fù)配型阻燃劑并將其混合均 勻，在225~230 °C下制備混合母粒B ;
[0036] 步驟[3]將聚乙烯樹脂、發(fā)泡劑、抗老化劑、無鹵阻燃劑混合均勾，在140~160°C 下制備混合母粒C ;
[0037] 步驟[4]將制備的混合母粒A、混合母粒B、混合母粒C混合均勻，在170~180°C 下制備片材混合母粒；
[0038] 步驟[5