一种无卤阻燃PP制造技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃PP，包括如下重量份的原料：无卤PP：65‑70份；阻燃剂：30‑35份；抗氧剂：0.3份；其中，所述阻燃剂由氢氧化铝：10‑12份、空心玻璃微珠：12‑13份、有机磷阻燃剂：8‑10份组成，空心玻璃微珠在使用前用无机磷溶液进行活化处理。具有通过对空心玻璃微珠进行活化处理从而提高空心玻璃微珠在PP中的有效填充量，进一步提高PP制品的阻燃效果。

Halogen free flame retardant PP

The invention discloses a halogen-free flame retardant PP, which comprises the following raw materials in weight portion: 70 portions of PP:65 halogen-free flame retardant: 30; 35; 0.3; antioxidants: among them, the flame retardant by aluminum hydroxide: 10 12, hollow glass beads: 12 13, organic phosphorus flame retardant: 8 10 parts, hollow glass beads were activated by inorganic phosphorus solution before use. The invention can effectively increase the effective filling amount of the hollow glass microsphere in the PP by activating the hollow glass micro beads, and further improve the flame retardant effect of the PP product.

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃PP
本专利技术涉及家电阻燃材料领域，特别涉及一种无卤阻燃PP。
技术介绍
聚丙烯(PP)是四大通用塑料材料之一，具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和相对低廉的价格，被广泛应用于化工、建筑、家电、包装、汽车等领域。在家电领域中，PP常用作家电外壳、电缆外壳等，家电使用过程中易产生大量热量，而PP极限氧指数(LOI)低，本身易燃，燃烧时发热量大，燃烧速度快，并易产生熔滴，因此将PP作为家电外壳存在安全隐患。因此，对PP的阻燃化研究就显得尤为重要。目前市场上一般使用Br/Sb复合体系阻燃剂来对其进行阻燃改性。由于Br/Sb复合体系的阻燃剂，在燃烧时候释放有毒气体卤化氢等物质，国际推出多个条款限制使用。因此，目前的主流发展趋势是开发无卤阻燃PP材料。授权公告号为CN103333364A，授权公告日为2013年10月02日的中国专利公开了一种空心玻璃微珠作为阻燃协效剂在制备复合膨胀型阻燃剂中的应用。该复合膨胀型阻燃剂，包括膨胀型阻燃剂和与膨胀型阻燃剂均匀混合的空心玻璃微珠；空心玻璃微珠质量份数为0.05-3.75，膨胀型阻燃剂质量份数为19.375-24.9。空心玻璃微珠(中空玻璃微珠)是一种中空、薄壁、坚硬、质轻的球体，由无机材料构成，按化学成份有：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等，为内部充斥CO2等气体的封闭微型球体，本身具有不燃性，而且能促进炭层形成，进而起到隔热及减缓可燃性气体逸出的作用，具有质轻、低导热、无毒、不燃，化学稳定性好、高分散等优点。现有技术的不足之处在于，空心玻璃微珠与PP的相容性不好，当空心玻璃微珠在PP中的填充量增大到一定程度后，在使用过程中空心玻璃微珠容易从PP制品内迁移到表面并脱落，从而影响PP制品的力学性能和阻燃效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无卤阻燃PP，具有提高空心玻璃微珠与PP的相容性，从而提高空心玻璃微珠在PP中的填充量并进一步提高阻燃效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无卤阻燃PP，包括如下重量份的原料：无卤PP：65-70份；阻燃剂：30-35份；抗氧剂：0.3份；其中，阻燃剂由氢氧化铝：10-12份、空心玻璃微珠：12-13份、有机磷阻燃剂：8-10份组成，空心玻璃微珠在使用前用无机磷溶液进行活化处理。采用上述方案，氢氧化铝在受热达220℃后开始吸热分解：2Al(OH)3→Al2O3+3H2O，一方面，产物中的气态的水相被认为能够覆盖火焰，因此能够将氧气排除在外，并且稀释可燃性气体；另一方面，分解的另一产物Al2O3是非毒性的矿物相与含磷阻燃剂形成焦炭的功能相似，在接触火焰的材料表面会形成一种隔热的物质，减少了燃烧分解产物向燃烧的气相中流动的可能性；第三，上述反应是吸热反应，能够吸收燃烧过程中的热量。故氢氧化铝作为阻燃填充剂，兼有充填、阻燃和消烟三重功能。有机磷阻燃剂的阻燃机理为：一方面阻燃剂受热分解产生磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸，这些含磷酸具有强烈的脱水性，可使聚合物表面脱水炭化，而单质碳不能发生产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，所以具有阻燃作用；另一方面阻燃剂受热产生PO·自由基，可大量吸收H·、HO·自由基，从而中断燃烧反应。空心玻璃微珠在使用前用无机磷溶液进行活化处理后，空心玻璃微珠的表面会粘附无机磷基团，根据相似相容原理，活化处理过的空心玻璃微珠与有机磷阻燃剂中的含磷基团具有很好的相容性，而有机磷阻燃剂中的有机基团部分与PP具有良好的相容性，因此能够充当空心玻璃微珠与PP之间的桥接物质，提高空心玻璃微珠与PP的相容性，从而提高空心玻璃微珠在PP中的有效填充量，进而提高阻燃性能。进一步优选为：无机磷溶液包括磷酸盐溶液、亚磷酸盐溶液、次磷酸盐溶液中的一种或几种。进一步优选为：空心玻璃微珠包括空心玻璃微珠一和空心玻璃微珠二，空心玻璃微珠一的粒度为l-10μm；空心玻璃微珠二的粒度为50-100μm；空心玻璃微珠一与空心玻璃微珠二的添加质量比为1-3:10。采用上述方案，空心玻璃微珠是一种中空、薄壁、坚硬、质轻的球体，由无机材料构成，按化学成份有：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等，为内部充斥CO2等气体的封闭微型球体，本身具有不燃性，而且能促进炭层形成，进而起到隔热及减缓可燃性气体逸出的作用，具有质轻、低导热、无毒、不燃，化学稳定性好、高分散等优点。理论上空心玻璃微珠的添加量越大，其阻燃效果越好。空心玻璃微珠二一方面可在不降低其拉伸强度和刚性的同时，还能提高材料抗冲性能和热变形温度；另一方面空心玻璃微珠二粒度大，具有较大的单位质量填充体积，有利于减小成本，提高阻燃效果。但是粒度较大的单个空心玻璃微珠二与PP的接触面积较大，容易在界面处产生力学缺陷，影响PP制品的力学性能。空心玻璃微珠一一方面具有很好的增强、增韧效果；另一方面粒度小，与PP的结合性较好。但是粒度较小的空心玻璃微珠一若填充浓度太大，则会存在难以分散的问题，影响填充的均匀性。将粒度较小的空心玻璃微珠一与粒度较大的空心玻璃微珠二结合使用，一方面空心玻璃微珠一能够填充在空心玻璃微珠二的间隙中，提高空心玻璃微珠的填充量，另一方面减少了空心玻璃微珠一的用量，提高其在PP中的分散性，同时还能兼具成本和阻燃效果之间的平衡。进一步优选为：空心玻璃微珠一的堆积密度为0.18-0.20g/cm3，空心玻璃微珠二的堆积密度为0.08-0.10g/cm3。进一步优选为：无机磷溶液为200-800g/L的次亚磷酸钠甲醇溶液。进一步优选为：有机磷阻燃剂为磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯、聚磷酸铵、聚合型磷硅杂化阻燃剂中的一种。进一步优选为：抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配。进一步优选为：亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三辛酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三(十二碳醇)酯和亚磷酸三(十六碳醇)酯中的一种。亚磷酸酯类抗氧剂的抗氧化机理是将热氧老化链反应中生成的聚合物氢过氧化物分解，使之生成失去活性的化合物，从而终止或延缓热氧老化的稳定剂。亚磷酸酯类抗氧剂与受阻胺类抗氧剂并用时产生协同效应。并且亚磷酸酯类抗氧剂与PP具有很好的相容性，同时，其本身的耐热性较好，有利于提高其使用寿命。进一步优选为：采用如下工艺制备得到：S1：取配方量的空心玻璃微珠，进行除油、酸蚀、水洗处理后，加入无机磷溶液中进行活化处理，搅拌速度为800-1200rpm；S2：称取配方量的无卤PP母粒，加入配方量的氢氧化铝、有机磷阻燃剂和抗氧剂，在开炼机中熔融混合后，加入按照步骤S1活化过的空心玻璃微珠，分散均匀；S3：将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。采用上述工艺，将无卤PP、氢氧化铝、有机磷阻燃剂和抗氧剂首先进行熔融混合，使有机磷阻燃剂和抗氧剂等首先在无卤PP内均匀分散，使得混合物中存在多种与空心玻璃微珠相容性好的组分，再加入活化处理过的空心玻璃微珠，有利于提高空心玻璃微珠在混合物中的分散效果。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、活化处理过的空心玻璃微珠与有机磷阻燃剂中的含磷基团具有很好的相容性，而有机磷阻燃剂中的有机基团部分与PP具有良好的相容性，因此能够充当空心玻璃微珠与PP之间的桥接物质，提高空心玻璃微珠与P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃PP，其特征是，包括如下重量份的原料：无卤PP：65‑70份；阻燃剂：30‑35份；抗氧剂：0.3份；其中，所述阻燃剂由氢氧化铝：10‑12份、空心玻璃微珠：12‑13份、有机磷阻燃剂：8‑10份组成，所述空心玻璃微珠在使用前用无机磷溶液进行活化处理。

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃PP，其特征是，包括如下重量份的原料：无卤PP：65-70份；阻燃剂：30-35份；抗氧剂：0.3份；其中，所述阻燃剂由氢氧化铝：10-12份、空心玻璃微珠：12-13份、有机磷阻燃剂：8-10份组成，所述空心玻璃微珠在使用前用无机磷溶液进行活化处理。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PP，其特征是：所述无机磷溶液包括磷酸盐溶液、亚磷酸盐、次磷酸盐溶液中的一种。3.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃PP，其特征是：所述无机磷溶液为200-800g/L的次亚磷酸钠甲醇溶液。4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PP，其特征是：所述空心玻璃微珠包括空心玻璃微珠一和空心玻璃微珠二，空心玻璃微珠一的粒度为l-10μm；空心玻璃微珠二的粒度为50-100μm；空心玻璃微珠一与空心玻璃微珠二的添加质量比为1-3:10。5.根据权利要求4所述的一种无卤阻燃PP，其特征是：所述空心玻璃微珠一的堆积密度为0.18-0.20g/cm3，所述空心玻璃微珠二的堆积密度为0.08-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋建平，
申请(专利权)人：慈溪市佳华塑化有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33