一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物及其制备方法和应用。一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，是由以下的原料组成：溴系阻燃剂，磷系阻燃剂，通式(Ⅰ)所示结构的聚合物；

A temperature-resistant flame retardant composition for achieving V2 flame retardant grade of polypropylene and its preparation method and Application

The invention discloses a temperature-resistant flame retardant composition that enables polypropylene to reach the V2 flame retardant level, a preparation method and application thereof. A temperature-resistant flame retardant composition for achieving V2 flame retardant grade of polypropylene is composed of the following raw materials: bromine flame retardant, phosphorus flame retardant and polymer with the structure shown in general formula (I);

【技术实现步骤摘要】
一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
聚丙烯(简称PP)是全球产量最大的合成树脂之一，因其优异的综合性能，被广泛应用于包装、纺织品、建材、汽车、电子/电气、办公用品及日用品等很多行业。但是聚丙烯非常容易燃烧，其极限氧指数仅17.0～18.0％，在空气中着火后不能自熄，容易产生火灾隐患，需要对其进行阻燃改性，工业上改性聚丙烯达到UL94V0阻燃等级，一般需要添加无卤阻燃剂20-30％，由于起添加量较大，使得阻燃聚丙烯成本较高。所以对于制造某些阻燃要求不是很严格的汽车构件、电气构件、地毯、纺织品、管子和管件等，工业上一般采用UL94V2阻燃级别进行评判，按照其阻燃机理分类，一般分为传统的溴-锑协同阻燃体系，以及自由基引发滴落阻燃体系。第一种是溴-锑协同阻燃体系，一般采用四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基)醚、四溴双酚S-双(2,3-二溴丙基)醚、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、十溴二苯醚等溴系阻燃剂，与三氧化二锑复配使用，二者加起来添加份数不低于6％，对于UL94V0系列，成本确实下降不少，但其缺点为所用的溴系阻燃剂与PP等树脂基材的相容性很差，非常容易迁移到PP表面(起霜)，阻燃剂的析出造成PP阻燃性能的下降，严重影响到产品器件的表观性能，再者，该体系有着溴-锑协同阻燃体系的共通缺点，燃烧时会产生大量的浓烟，虽然有阻燃效果，但是在实际应用情况下，有可能会降低逃生几率。另外一种体系是自由基引发滴落阻燃体系，此体系添加量1-2％即可达UL94V2阻燃效果，按照阻燃剂添加量算，添加到PP中的阻燃剂成本大概为溴-锑协同阻燃体系的三分之一不到，大大降低了V2级阻燃聚丙烯的成本，而且阻燃剂与聚丙烯相容性较好，没有析出“起霜”现象，其原理是针对PP链中叔碳含量高，通过自由基引发剂能促进叔碳的断链，燃烧过程中，熔态PP快速滴落，带走大部分燃烧产生的热量，使其具有冷却和阻燃的作用，同时其中该体系的溴系阻燃剂、磷系阻燃剂和阻燃协效剂组分通过协效阻燃，可以使剩余的火焰迅速灭掉，同时还会大大降低燃烧过程中产生的有毒烟雾，提高火灾发生时逃生可能性。该体系通常使用的溴系阻燃剂为三聚氰胺氢溴酸盐，磷系阻燃剂为金属次磷(膦)酸盐，市面上大部分此类产品均采用的自由基引发剂为2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷，由于2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷受热或者光照时，容易均裂成自由基，具有一定的热稳定性，可以短时间承受得住聚丙烯树脂改性加工温度，但是对于一些在较高温度下长期使用的下游阻燃聚丙烯产品，例如电子电器某些部件，会长期发热，还有一些室外使用的产品，经常暴露于太阳光暴晒之下，其实际使用温度均很高。2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷在此类条件下长期使用，会慢慢降解，甚至失效。据研究表明，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷体系的V2阻燃体系，在80℃条件下使用3-5天，其阻燃聚丙烯会阻燃效率下降，7天以后会完全失效，若是温度升至100℃以上，其使用寿命更短。市面上有采用N-烷氧基取代受阻胺类阻燃剂，由于其可以热分解出自由基，而且分解温度会比2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷要高，所以会有部分厂商使用N-烷氧基取代受阻胺类阻燃剂去替代，但是其有两个缺点：一是N-烷氧基取代受阻胺类阻燃剂对于一些较薄的制件有一定的阻燃效果，但是对于较厚的制件，阻燃效果很差，甚至于不阻燃，；二是N-烷氧基取代受阻胺类阻燃剂成本昂高，大约有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷的10倍，对于V2级别阻燃聚丙烯这种对与成本控制非常严格的体系来说，明显不适用，甚至对于一些UL94V0级别阻燃聚丙烯并没有明显的价格及性能优势。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物；本专利技术的目的之二在于提供这种耐温型阻燃剂组合物的制备方法；本专利技术的目的之三在于提供这种耐温型阻燃剂组合物在制备阻燃级别达到V2级的聚丙烯材料中的应用。本专利技术所述的V2级是指UL94测试达到V2级。本专利技术的思路说明如下：通过聚合型自由基引发剂的引入，增加阻燃剂组合物的耐温性能，使得阻燃剂组合物在下游聚丙烯中分散，具有更好的耐温性能，可以满足一些对于温度要求较高的下游应用。本专利技术所采取的技术方案是：一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，是由以下质量份的原料组成：1～99份溴系阻燃剂，1～99份磷系阻燃剂，0.5～50份聚合物；聚合物的化学结构如通式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，R1、R2、R3、R4分别独立表示H、直链或支链的C1-C16烷基、环烷基、取代烷基、取代烃基、烷氧基、芳基或者芳氧基；Ar表示取代或不取代的亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚芳香基、亚稠环芳香或者亚杂环芳香基；n＝2～10000(n为自然数)。优选的，一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，是由以下质量份的原料组成：40～70份溴系阻燃剂，30～40份磷系阻燃剂，5～20份式(Ⅰ)所示的聚合物。优选的，这种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物中，溴系阻燃剂为三聚氰胺氢溴酸盐、三聚氰胺双氢溴酸盐、蜜白胺氢溴酸盐、蜜白胺双氢溴酸盐、蜜勒胺氢溴酸盐、蜜勒胺双氢溴酸盐中的至少一种。优选的，这种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物中，磷系阻燃剂为金属次磷酸盐、金属次膦酸盐、金属双次膦酸盐中的至少一种。优选的，这种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物中，磷系阻燃剂为锌、钙、铝各自的次磷酸盐、次膦酸盐或双次膦酸盐中的至少一种。进一步优选的，这种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物中，磷系阻燃剂为次磷酸铝、次磷酸钙、次磷酸锌、二乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸钙、二乙基次膦酸锌中的至少一种。优选的，这种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物中，聚合物选自以下化合物中的至少一种：聚(苯-1,3-二基乙烷-1,2-二基)、聚(苯-1,4-二基-1,1,2,2-四甲基乙烷-1,2-二基)、聚(苯-1,3-二基-1,1,2,2-四甲基乙烷-1,2-二基)、聚(苯-1,2-二基-1,1,2,2-四甲基乙烷-1,2-二基)、聚(苯-1,4-二基-1,1,2,2-四辛基乙烷-1,2-二基)、聚(3-硝基苯-1,5-二基-1,1,2-三甲基-2-丁基乙烷-1,2-二基)、聚(3-氨基苯-1,4-二基-1,1,2,2-四甲基乙烷-1,2-二基)、聚(2,5-二甲基苯-1,4-二基-1,2-二甲基-1-丁基-2-丙基乙烷-1,2-二基)、聚(2,5,6-三甲基苯-1,4-二基-1,2-二甲基-1-丙基-2-乙基乙烷-1,2-二基)、聚(2,5,6-三甲基苯-1,4-二基-1,2-二甲基-1-丙基-2-乙基乙烷-1,2-二基)、聚(3-甲基-7-硝基萘-1,6-二基-1,2,3-三甲基-2-乙基乙烷-1,2-二基)、聚(2-氯-4,8-二甲基蒽-1,5-二基-1,2,3-三甲基-2-乙基乙烷-1,2-二基)、聚(3-甲基-7-硝基萘-1,6-二基-1,2,3-三甲基-2-乙基乙烷-1,2-二基)、聚(2-氯-3-甲基菲-1,6-二基-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，其特征在于：是由以下质量份的原料组成：1～99份溴系阻燃剂，1～99份磷系阻燃剂，0.5～50份聚合物；聚合物的化学结构如通式(Ⅰ)所示：

【技术特征摘要】
1.一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，其特征在于：是由以下质量份的原料组成：1～99份溴系阻燃剂，1～99份磷系阻燃剂，0.5～50份聚合物；聚合物的化学结构如通式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，R1、R2、R3、R4分别独立表示H、直链或支链的C1-C16烷基、环烷基、取代烷基、取代烃基、烷氧基、芳基或者芳氧基；Ar表示取代或不取代的亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚芳香基、亚稠环芳香或者亚杂环芳香基；n＝2～10000。2.根据权利要求1所述的一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，其特征在于：溴系阻燃剂为三聚氰胺氢溴酸盐、三聚氰胺双氢溴酸盐、蜜白胺氢溴酸盐、蜜白胺双氢溴酸盐、蜜勒胺氢溴酸盐、蜜勒胺双氢溴酸盐中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，其特征在于：磷系阻燃剂为金属次磷酸盐、金属次膦酸盐、金属双次膦酸盐中的至少一种。4.根据权利要求1或3所述的一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，其特征在于：磷系阻燃剂为锌、钙、铝各自的次磷酸盐、次膦酸盐或双次膦酸盐中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种使聚丙烯达到V2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物，其特征在于：聚合物选自以下化合物中的至少一种：聚(苯-1,3-二基乙烷-1,2-二基)、聚(苯-1,4-二基-1,1,2,2-四甲基乙烷-1,2-二基)、聚(苯-1,3-二基-1,1,2,2-四甲基乙烷-1,2-二基)、聚(苯-1,2-二基-1,1,2,2-四甲基乙烷-1,2-二基)、聚(苯-1,4-二基-1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志钊，周侃，刘俊，
申请(专利权)人：清远市普塞呋磷化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44