一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂，所述含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂包括以下质量百分比的各组分：68％～77％的聚丙烯树脂，23％～32％的膨胀型无卤复合阻燃剂；其中所述膨胀型无卤复合阻燃剂包含气相二氧化硅阻燃协效剂。本发明专利技术的含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂阻燃效果显著，加工性能、韧性和老化性能优异。本发明专利技术的含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂阻中添加二氧化硅后，不但提高了含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂的透明度、强度、韧性，而且本发明专利技术的含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂防水性能和抗老化性能也明显提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂，还涉及一种含气相二氧 化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂的制备方法。
技术介绍
聚丙烯以其密度小、力学性能好、耐化学腐蚀、易加工、耐热性好、价格低廉、生产 工艺简单等诸多突出优点在许多行业得到应用，无卤低烟阻燃聚丙烯已成为增长速度最 快、应用最为广泛的高分子阻燃材料。在汽车用塑料，电器配件，电子产品外壳、家用电器、 电力设备、家居等很多行业的产品中都有阻燃聚丙烯的应用，主要用于电线电缆，电子电器 制造各种内部零部件，电子元件焊接中的保护装备，装饰夹板等。还可用于电器外壳，化学 容器，工程应用等许多方面。聚丙烯非常容易燃烧（极限氧指数一LOI只有17. 4)，限制了 其在许多方面的应用。在过去的几十年，无卤膨胀型阻燃聚丙烯因受热燃烧时少烟、低毒、 无有害气体等良好的环境友好性成为研宄的热点。 目前，膨胀型阻燃剂大多是由含有酸源、碳源及氮源3种组分混合而成。为了提高 阻燃聚丙烯的成炭效率、改善炭层结构和提高炭层质量，出现了协同阻燃技术，并发现了一 些新的协效剂。一些金属氧化物、铝硅酸盐等由于具有良好的催化成炭协效作用正在引起 大家的极大兴趣。希望开发出一种在催化成碳的同时可以起到良好的隔热效果耐高温，低 导热性的上述物质，以提高复合阻燃剂的阻燃效率。 另一方面在添加了无机的阻燃协效剂后，阻燃材料韧性、抗老化性和加工性等性 能会有所降低。塑料制品易产生破裂、白化等现象。但是，如果不加或少加又必然会损 害材料的阻燃特性，很难通过具有美国保险商实验室标准（UnderwritersLaboratories Standard)UL94所规定的V-0这样的高阻燃性和耐火性。对于上述问题，添加一种对其韧性 和老化性等性能没有影响的阻燃助剂显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出了一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂，针对现 有阻燃剂中随着无机阻燃协效剂的加入导致的制品加工性能、韧性和老化性的降低等问 题，提供一种阻燃效果显著，加工性能、韧性和老化性能优异的阻燃组合物。 本专利技术的另一个目的是提出了一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂的制 备方法，解决了现有技术中的阻燃剂制备成本高、制备方法复杂等问题。 本专利技术的技术方案是这样实现的：一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂， 所述含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂包括以下质量百分比的各组分：68%~77% 的聚丙烯树脂，23%~32%的膨胀型无卤复合阻燃剂；其中所述膨胀型无卤复合阻燃剂包 含气相二氧化硅阻燃协效剂。气相二氧化硅（气相白碳黑）具有多孔性，耐高温，粒径很小， 因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻等方面具有特异 的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着 不可取代的作用。 优选的，所述膨胀型无卤复合阻燃剂中的阻燃基材为聚丙烯树脂，所述聚丙烯树 脂占所述膨胀型无卤复合阻燃剂的质量百分比为70%~75%。 优选的，膨胀型无卤复合阻燃剂是由质量比为10~20 :5~10 :3~5 :0. 5~5的 聚磷酸铵、多元醇或其改性产物、三聚氰胺和气相二氧化硅组成的。 优选的，所述聚磷酸铵为高聚合度、水难溶的磷酸铵聚合物粉末，聚合度为700~ 1500〇 优选的，所述多元醇为含有三个或三个以上羟基的醇类，其通式为CnH2n+2-x(OH) x(x多 3)。 优选的，所述多元醇为季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种或多种。 优选的，各组分成分的粒度在0. 5~10ym。 优选的，将气相二氧化硅与聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺复配制成膨胀型无卤复 合阻燃剂，将无卤复合阻燃剂与聚丙烯树脂混合，运用双螺杆挤出机造粒，粉脆得均匀含气 相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂粉料。 本专利技术的有益效果为：多孔结构的气相二氧化硅添加后对本专利技术的含气相二氧化 硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂阻燃效率有了较大幅度的提高。气相二氧化硅的添加又可以增 稠、增韧，而且防水性能和抗老化性能也明显提高。添加了气相二氧化硅的含气相二氧化 硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂燃烧时不产生卤化物，阻燃性能比起没添加的有了较大幅度的提 高，成型时成品的韧性、加工流动性、抗老化性较未添加的也有了提高，而且耐热性优异。 本专利技术的含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂阻燃效果显著，加工性能、韧性 和老化性能优异。本专利技术的含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂阻中添加二氧化硅后， 不但提高了含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂的透明度、强度、韧性，而且本专利技术的含 气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂防水性能和抗老化性能也明显提高。【具体实施方式】 为更好地理解本专利技术，下面通过以下实施例对本专利技术作进一步具体的阐述，但不 可理解为对本专利技术的限定，对于本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
所作的一些非本质的 改进与调整，也视为落在本专利技术的保护范围内。 实例1(对比例） 将70g聚丙烯，在双滚混炼机上混合（混合温度195°C，混合时间9min)，拉出制成 薄片待用。 实例 2 将聚磷酸铵15g，季戊四醇7g，三聚氰胺5g复配成阻燃剂打成粒径在10微米以下 的粉末，在双滚混炼机上与70g聚丙烯混合均匀（混合温度195°C，混合时间9min)，获得阻 燃聚丙烯树脂。 实例 3 在实例2的阻燃剂中添加lg的气相二氧化娃，其他条件同实例2,得到实施例3。 实施例4 将实施例3的气相二氧化硅的量改成3g，其他条件同实施例3的制备条件，得到实 施例4。 实施例5 将实施例4的气相二氧化硅的量改成5g，其他条件同实施例4的制备条件，得到实 施例5。 对于上述实施例所制得的一种环境友好型阻燃聚丙烯材料，进行阻燃性能（氧指 数、垂直燃烧）和机械力学性能（拉伸强度、断裂伸长率）的测试，测试结构如表1所示。 拉伸按GB/T1040-1992进行，I型式样，3. 0mm厚，拉伸速度20mm/min，六次测试结果的平 均值；氧指数测试按IS04589-1984进行，样条尺寸13. 0X6. 5X3. 0 ;垂直燃烧测试按GB/ T2408-2008 进行，样条尺寸 125mmX13.OmmX3. 0mm。 表1样品的阻燃性能和机械性能【主权项】1. 一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂，其特征在于，所述含气相二氧化硅的 膨胀型聚丙烯阻燃剂包括以下质量百分比的各组分：68%~77%的聚丙烯树脂，23%~ 32%的膨胀型无卤复合阻燃剂；其中所述膨胀型无卤复合阻燃剂包含气相二氧化硅阻燃协 效剂。2. 根据权利要求1所述的含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂，其特征在于：所述 膨胀型无卤复合阻燃剂中的阻燃基材为聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂占所述膨胀型无卤复 合阻燃剂的质量百分比为70 %~75%。3. 根据权利要求1所述的含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂，其特征在于：膨胀 型无卤复合阻燃剂是由质量比为10~20 :5~10 :3~5 :0. 5~5的聚磷酸铵、多元醇或 其改性产物、三聚氰胺和气相二氧化硅组成的。4. 根据权利要求3所述的含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂，其特征在于：所述 聚磷酸铵为高聚合度、水难溶的磷酸铵聚合物粉末，聚合度为700~1500。5. 根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂，其特征在于，所述含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂包括以下质量百分比的各组分：68％～77％的聚丙烯树脂，23％～32％的膨胀型无卤复合阻燃剂；其中所述膨胀型无卤复合阻燃剂包含气相二氧化硅阻燃协效剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许家友，刘杰，陈永亨，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44