一种高阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用。一种高阻燃聚丙烯材料，由以下原料组成：均聚聚丙烯树脂、β成核剂、溴系阻燃剂‑抗氧剂1010复配物、锑系阻燃剂、阻燃协效剂、紫外吸收剂、抗氧剂、润滑剂、功能助剂，其特征在于，按100份质量计，抗氧剂0.8～1.5份、紫外吸收剂0.6～1.0份；其中，抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTDP复配所得的混合物；紫外吸收剂为受阻胺类与苯并三唑类复配所得的混合物。由上述配方制备的材料阻燃等级达到UL1694 SC‑0，户外抗紫外线等级为F1级，具有良好的绝缘性、耐热性，尺寸稳定性好，加工流动性能优异；制备方法简单高效，适用于有高阻燃要求的装配型、金属嵌件制件。

A high flame retardant polypropylene material and its preparation and Application

The invention discloses a high flame retardant polypropylene material and a preparation method and application thereof. A high flame retardant polypropylene material consisting of the following raw materials: homopolymer polypropylene resin, beta nucleating agent, brominated flame retardant antioxidant 1010 compound, antimony flame retardant, flame retardant synergist, ultraviolet absorber, antioxidant, lubricant and functional additive. The material is characterized by being 0.8-1.5 phr of antioxidant and purple by 100 phr weight. Among them, antioxidant is a mixture of antioxidant 168, antioxidant 3114 and antioxidant DLTDP, and ultraviolet absorbent is a mixture of hindered amine and benzotriazole. The flame retardant grade of the material prepared by the above formula reaches UL1694 SC_0, and the outdoor UV-resistant grade is F1. It has good insulation, heat resistance, dimensional stability and excellent processing fluidity. The preparation method is simple and efficient, and is suitable for assembling and metal insert parts with high flame retardant requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用。
技术介绍
聚丙烯是五大通用树脂之一，具有质量轻、易加工、耐化学药品等优良特性，在化工、电器、包装等工业领域得到广泛的应用。然而，随着聚丙烯在建筑、汽车、船舶和电子电器绝缘材料等行业的需求日益增大，人们对其阻燃性能的要求也越来越高。聚丙烯本身属于易燃材料，其氧指数仅为17％～18％，且成炭率低，燃烧时容易产生熔滴，使周围的可燃物也起燃，所以在很多应用场合都要求对其进行阻燃改性。目前，常见的阻燃聚丙烯材料通常为卤-锑阻燃体系，即：将溴系阻燃剂和锑系阻燃剂加入到聚丙烯树脂中，该阻燃体系兼具有气相阻燃和固相阻燃机理。当聚丙烯受热裂解时，首先是溴系阻燃剂自身受热分解，释放出自由基抑制剂HBr，从而使燃烧中断或延缓链式燃烧反应，HBr与Sb2O3反应生成细微粒子SbOBr，它能促进自由基相互结合以终止链式反应，同时还产生大量惰性气体或高密度蒸汽，惰性气体可稀释氧和气态可燃产物，并降低此可燃气的温度，致使燃烧终止，高密度蒸汽则可覆盖于可燃气体上，将可燃气体与空气隔绝，使燃烧窒息，从而达到阻燃的目的。聚丙烯通常使用十溴二苯乙烷与三氧化二锑制作阻燃聚丙烯，一般做法很难做到UL94V-0级，更别说达到更高等级，而且添加量大；另外，无卤阻燃聚丙烯虽然阻燃性能优异，但是阻燃剂添加量大，力学性能破坏较严重，且难以达到F1的户外等级；而对于八溴双酚S醚与三氧化二锑制作阻燃聚丙烯，目前研究较少，虽然其具有更好的阻燃效果且具有不析出，易于达到UL94V-0级的优点，但却难以在低添加量小的情况下达到UL1694SC-0级，因而在低阻燃添加量的情况下从UL94V-0级达到UL1694SC-0级还存在较大的技术难度，因此，亟需开发一种阻燃剂添加量低，阻燃性能优异，力学性能影响小及抗紫外等级高等各项性能优异的阻燃聚丙烯材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用。在低阻燃剂添加量的情况下使得制备的阻燃聚丙烯材料具有阻燃级别及抗紫外等级高，阻燃剂不析出，力学性能保持率高等各项优异性能。为了达到上述目的本专利技术采用不同阻燃剂的阻燃原理进行阻燃协同作用，在降低阻燃剂加入量的基础上使得阻燃效果最大化，其次，在抗氧剂和紫外吸收剂的配合作用下，使得本专利技术的阻燃聚丙烯材料的抗紫外等级达到F1级，而β成核剂的加入则可以适当提升材料的力学性能，后辅与润滑剂在制备过程中保护阻燃剂和防老剂使得材料能长期保存，同时，在制备上述材料时通过严格控制工艺，使得阻燃效果进一步提升，因而本专利技术充分结合了原料配方和生产工艺的特点使得制备的材料在低阻燃剂添加的情况下依然具备高阻燃和其他优异性能的效果。据此，本专利技术的技术方案如下：本专利技术的目的之一在于提供一种高阻燃聚丙烯材料，具体如下：一种高阻燃聚丙烯材料，由以下原料组成：均聚聚丙烯树脂、β成核剂、溴系阻燃剂-抗氧剂1010复配物、锑系阻燃剂、阻燃协效剂、紫外吸收剂、抗氧剂、润滑剂、功能助剂，其中，按100份质量计，抗氧剂0.8～1.5份、紫外吸收剂0.6～1.0份，抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTDP按质量比为(1～10)：2：(1～10)复配所得的混合物，紫外吸收剂为受阻胺类与苯并三唑类按质量比为(1～10)：(10～1)复配所得的混合物。作为优选方案，抗氧剂中抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTDP的质量比为(3～5)：2：(3～5)，紫外吸收剂中受阻胺类与苯并三唑类的质量比为(1～5)：(5～1)。优选地，按100份质量计，其余原料的质量份数为：均聚聚丙烯树脂60～75份、β成核剂0.1～0.5份、溴系阻燃剂-抗氧剂1010复配物10～20份、锑系阻燃剂4～8份、阻燃协效剂0.5～5份、润滑剂0.5～1.0份、余量为功能助剂。更优选地，优选地，其余原料的质量份数为：均聚聚丙烯树脂65～72份、β成核剂0.2～0.4份、溴系阻燃剂-抗氧剂1010复配物10～15份、锑系阻燃剂5～6份、阻燃协效剂1～4份、润滑剂0.6～0.9份、余量为功能助剂。优选地，本专利技术受阻胺类选自受阻胺类光稳定剂744，苯并三唑类选自抗紫外吸收剂UV-328。更优选地，抗氧剂中抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTDP的质量比为4：2：4，紫外吸收剂中受阻胺类光稳定剂744与苯并三唑类抗紫外吸收剂UV-328的质量比为1：1。抗氧剂168为良好的辅助阻燃剂，不具有提高聚丙烯耐老化性能的效果，添加抗氧剂3114和硫代脂类抗氧剂DLTDP，可赋予聚丙烯材料热稳定性，提高其耐高温稳定性，与紫外吸收剂并用，可以进一步提高光稳定性。光稳定剂744，其本身几乎没有吸收紫外线的能力，但可有效地捕获高分子材料在紫外线作用下产生的活性自由基，从而发挥光稳定效果，与高效的紫外吸收剂UV-328复配，更好地提高阻燃聚丙烯的抗紫外性能。需要说明的是：上述抗氧剂还可以选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂1098、抗氧剂DLTDP、抗氧剂3114、抗氧剂2246、抗氧剂DSTDP、抗氧剂164、抗氧剂CA、抗氧剂TPP、抗氧剂MB中的任意两种或两种以上按上述比例或其他比例复配所得的混合物。上述紫外吸收剂还可以选自水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、受阻胺类中的任意两种或两种以上按上述比例或其他比例复配所得的混合物。优选地，功能助剂包括降温母粒、防老剂中的至少一种，更优选地，功能助剂由降温母粒和防老剂组成，降温母粒的质量份数为1～10份、防老剂的质量份数为0.3～0.6份。优选地，溴系阻燃剂-抗氧剂1010复配物包括溴系阻燃剂和抗氧剂1010，溴系阻燃剂选自四溴双酚A、四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚、十溴二苯乙烷、六溴环十二烷、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、十溴二苯醚、溴化聚苯乙烯、六溴苯、八溴双酚S醚、双(2，3-二溴丙基)反丁烯二酸酯中的至少一种，优选八溴双酚S醚。优选地，八溴双酚S醚与抗氧化剂1010的质量比为(90～99.9)：(0.1～10)。更优选地，八溴双酚S醚与抗氧化剂1010的质量比为98：2。优选地，均聚聚丙烯选自MI为6～15g/10min，弯曲模量为1100～1300MPa，悬臂梁缺口冲击强度为20～30J/m，均聚聚丙烯赋予了材料优异的流动性，适合注塑各类产品，价格便宜，同时具有较好的刚性，注塑制件不易变形，中等的弯曲模量，材料有一定的收缩性，提高了制件组装时的紧密度，均聚聚丙烯的收缩率稍低，保证了制件的稳定性。优选地，锑系阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠中的至少一种，优选三氧化二锑，更优选纯度为99.9％的三氧化二锑。优选地，β成核剂选自具有准平面结构的稠环化合物β成核剂、脂肪二羧酸盐类β成核剂、稀土类β成核剂、芳香胺类β成核剂中的至少一种，更优选芳香胺类β成核剂。芳香胺类β成核剂是一种经济高效型聚丙烯β-晶型成核剂，具有提高结晶速率、结晶度和β-晶型转化率的作用，从而赋予制品良好的抗冲击性、耐热变形性和高气孔率。测试数据表明，在等规和无规PP中添加0.3％的β成核剂，β-晶型转化率高达90％以上，抗冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高阻燃聚丙烯材料，由以下原料组成：均聚聚丙烯树脂、β成核剂、溴系阻燃剂‑抗氧剂1010复配物、锑系阻燃剂、阻燃协效剂、紫外吸收剂、抗氧剂、润滑剂、功能助剂，其特征在于，按100份质量计，抗氧剂0.8～1.5份、紫外吸收剂0.6～1.0份；其中，抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTDP按质量比为(1～10)：2：(1～10)复配所得的混合物；紫外吸收剂为受阻胺类与苯并三唑类按质量比为(1～10)：(10～1)复配所得的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃聚丙烯材料，由以下原料组成：均聚聚丙烯树脂、β成核剂、溴系阻燃剂-抗氧剂1010复配物、锑系阻燃剂、阻燃协效剂、紫外吸收剂、抗氧剂、润滑剂、功能助剂，其特征在于，按100份质量计，抗氧剂0.8～1.5份、紫外吸收剂0.6～1.0份；其中，抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTDP按质量比为(1～10)：2：(1～10)复配所得的混合物；紫外吸收剂为受阻胺类与苯并三唑类按质量比为(1～10)：(10～1)复配所得的混合物。2.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂中抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTDP的质量比为(3～5)：2：(3～5)，所述紫外吸收剂中受阻胺类与苯并三唑类的质量比为(1～5)：(5～1)。3.根据权利要求1或2所述的一种高阻燃聚丙烯材料，其特征在于：按100份质量计，其余原料的质量份数为：均聚聚丙烯树脂60～75份、β成核剂0.1～0.5份、溴系阻燃剂-抗氧剂1010复配物10～20份、锑系阻燃剂4～8份、阻燃协效剂0.5～5份、润滑剂0.5～1.0份、余量为功能助剂。4.根据权利要求1或2所述的一种高阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述功能助剂包括降温母粒、防老剂中的至少一种，优选地，所述功能助剂由降温母粒和防老剂组成，降温母粒的质量份数为1～10份、防老剂的质量份数为0.3～0.6份。5.根据权利要求1或2所述的一种高阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述溴系阻燃剂-抗氧剂1010复配物包括溴系阻燃剂和抗氧剂1010，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈旭渠，陈锐彬，刘华夏，张翼翔，
申请(专利权)人：广东聚石化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44