一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料改性领域，涉及一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料及其制备方法。其技术方案要点如下，按照质量份数计算，包括如下组分：透明PP树脂：30‑70份；硅灰石：5‑20份；阻燃剂：26‑30份；抗氧剂：0.2‑0.4份；润滑剂：0.5‑2.0份；锰锌硅酸盐：1‑5份。目的是提供一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，具有无卤素、高耐热、阻燃性好、耐候性强的优点。

A high heat resistant and halogen-free flame retardant intumescent polypropylene material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料改性领域，涉及一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
随着科技的进步，聚丙烯更多应用在汽车、家电随着生活水平的提高与科技的进步，使得人们不单单满足于产品的外观，对产品的安全性能有了更高的要求，因此高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯应运而生，聚丙烯是一种极易燃烧材料，因此聚丙烯应用在家电和汽车领域，聚丙烯需要具备阻燃性能，并且在聚丙烯在产品工作状态，具备良好的耐热性能。在阻燃条件要求高的环境中，如PP材料制备的用来容纳易燃性固体、液体或气体的塑料桶，就必须对PP进行改性，使之符合阻燃特性要求。目前主要是通过添加阻燃剂来提高聚丙烯的阻燃性能。现有技术中，常采用溴化环氧树脂与三氧化二锑的复配，利用溴-锑的协同作用进一步提高溴化环氧树脂的阻燃性能。但是三氧化二锑与溴化环氧树脂最佳的协同配比因应用基体不同而不同，且二者的配比其中的溴元素会流入自然界中造成环境的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，具有无卤素、高耐热、阻燃性好、耐候性强的优点；本专利技术的另一个目的是提供一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料的制备方法，具有同样的有点。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：一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，按照质量份数计算，包括如下组分：透明PP树脂：30-50份；硅灰石：5-20份；阻燃剂：26-30份；抗氧剂：0.2-0.4份；润滑剂：0.5-2.0份；锰锌硅酸盐：1-5份。进一步的，润滑剂为EBS和硬脂酸钙的任意比例的混合物。进一步的，阻燃剂为磷氮复合无卤阻燃剂。进一步的，硅灰石的粒径为400-500目。进一步的，锰锌硅酸盐是含水锰锌硅酸盐，含水率为6%~8%。进一步的，含水锰锌硅酸盐是含水锰锌硅酸铝或含水锰锌硅酸钠中的任意一种。进一步的，含水锰锌硅酸盐外包覆碱性环糊精。锰锌硅酸盐含有结晶水，受热会释放出水分，隔绝空气达到阻燃的目的。碱性环糊精具有疏水大环，将含水锰锌硅酸盐包覆在疏水大环内，提高了锰锌酸盐与基体材料的相容性，同时碱性环糊精自身能够促进本申请中氮磷复合阻燃剂的炭化成膜，进一步提高本申请材料的阻燃能力。进一步的，磷氮复合无卤阻燃剂是磷酸三（丙烯酰氧基乙基）酯与异氰尿酸三缩水甘油酯丙烯酸酯的任意比例的混合物。氰尿酸三缩水甘油酯丙烯酸酯与磷酸三（丙烯酰氧基乙基）酯环氧侧基聚丙烯酸酯,进一步利用丙烯酸开环获得光固化聚丙烯酸酯，可以在450∽480℃之间快速膨胀,其最大单向膨胀度可达14。膨胀碳层隔绝氧气,从而提升阻燃性能,将光固化聚丙烯酸酯的氧指数从19提升到28.5。进一步的，一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料的制备方法，包括如下操作步骤：S1.将透明PP树脂、硅灰石和阻燃剂放入高速混合机中充分搅拌5-10分钟得到混合物1；S2.将抗氧剂、润滑剂和锰锌硅酸盐加入到混合物1中，充分搅拌10-20分钟得到混合物2；S3.将混合物2双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒、干燥制得所述高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料。进一步的，S3中的加工温度范围为：180-210℃，真空度≥0.08MPa，挤出机的长径比为25-40，螺杆转速范围为300-600转/分钟。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1.本申请中的磷氮复合阻燃剂的添加可有效赋予涂层在升温或燃烧过程中的膨胀特性,生成隔绝氧气的膨胀碳层,提高涂层的阻燃性能；2.采用了碱性环糊精包覆含水锰锌硅酸盐；受热释放水分，提高本申请材料的耐热性和阻燃性，同时碱性环糊精能够促进氮磷阻燃剂遇热的膨胀，并提高其炭化后的成膜性，进一步阻隔空气，达到阻燃的效果。3.选用无卤素的阻燃剂，防止卤素流入自然界破坏环境，对环境友好，且达到耐热阻燃的效果。4.本申请中的耐热阻燃聚丙烯材料，采用氮磷阻燃剂和碱性环糊精的复配，形成稳定的空间网状结构，进一步提高本申请材料的耐磨性能和耐候性能，更加适用于汽车用。5.本申请中的锰锌硅酸盐同时能够起到填料的效果，跟随碱性环糊精内嵌入树脂材料分子主链的空间结构中，提高本申请材料的致密性和硬度。具体实施方式实施例1：一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料及其制备方法一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，按照质量份数计算，包括如下组分：透明PP树脂30份、硅灰石5份、阻燃剂26份、抗氧剂0.2份、润滑剂0.5份、锰锌硅酸盐1份。一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料的其制备方法，包括如下操作步骤：S1.将30份透明PP树脂、5份硅灰石和26份阻燃剂放入高速混合机中充分搅拌5-10分钟得到混合物1；S2.将0.2份抗氧剂、0.5份润滑剂和1份锰锌硅酸盐加入到混合物1中，充分搅拌10-20分钟得到混合物2；S3.将混合物2双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒、干燥制得所述高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料。实施例2：一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料及其制备方法一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，按照质量份数计算，包括如下组分：透明PP树脂62.1份、硅灰石10份、阻燃剂26.5份、抗氧剂0.4份、润滑剂1.0份、锰锌硅酸盐5份。一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料的其制备方法，包括如下操作步骤：S1.将62.1份透明PP树脂、10份硅灰石和26.5份阻燃剂放入高速混合机中充分搅拌5-10分钟得到混合物1；S2.将0.4份抗氧剂、1.0份润滑剂和5份锰锌硅酸盐加入到混合物1中，充分搅拌10-20分钟得到混合物2；S3.将混合物2双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒、干燥制得所述高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料。实施例3：一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料及其制备方法一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，按照质量份数计算，包括如下组分：透明PP树脂56.6份、硅灰石15份、阻燃剂27份、抗氧剂0.4份、润滑剂1.0份、锰锌硅酸盐3份。一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料的其制备方法，包括如下操作步骤：S1.将56.6份透明PP树脂、15份硅灰石和27份阻燃剂放入高速混合机中充分搅拌5-10分钟得到混合物1；S2.将0.4份抗氧剂、1.0份润滑剂和3份锰锌硅酸盐加入到混合物1中，充分搅拌10-20分钟得到混合物2；S3.将混合物2双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒、干燥制得所述高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料。实施例4：一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料及其制备方法一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，按照质量份数计算，包括如下组分：透明PP树脂70份、硅灰石15份、阻燃剂27份、抗氧剂0.4份、润滑剂1.0份、锰锌硅酸盐1份。一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料的其制备方法，包括如下操作步骤：S1.将70份透明PP树脂、15份硅灰石和27份阻燃剂放入高速混合机中充分搅拌5-10分钟得到混合物1；S2.将0.4份抗氧剂、1.0份润滑剂和1份锰锌硅酸盐加入到混合物1中，充分搅拌10-20分钟得到混合物2；S3.将混合物2双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒、干燥制得所述高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料。本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，其特征在于，按照质量份数计算，包括如下组分：透明PP树脂：30‑70份；硅灰石：5‑20份；阻燃剂：26‑30份；抗氧剂：0.2‑0.4份；润滑剂：0.5‑2.0份；锰锌硅酸盐：1‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，其特征在于，按照质量份数计算，包括如下组分：透明PP树脂：30-70份；硅灰石：5-20份；阻燃剂：26-30份；抗氧剂：0.2-0.4份；润滑剂：0.5-2.0份；锰锌硅酸盐：1-5份。2.根据权利要求1所述的一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，其特征在于，所述润滑剂为EBS和硬脂酸钙的任意比例的混合物。3.根据权利要求1所述的一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，其特征在于，所述阻燃剂为磷氮复合无卤阻燃剂。4.根据权利要求1所述的一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，其特征在于，所述硅灰石的粒径为400-500目。5.根据权利要求1所述的一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，其特征在于，所述锰锌硅酸盐是含水锰锌硅酸盐，含水率为6%~8%。6.根据权利要求5所述的一种高耐热无卤阻燃膨胀型聚丙烯材料，其特征在于，所述含水锰锌硅酸盐是含水锰锌硅酸铝或含水锰锌硅酸钠中的任意一种。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹旭东，蔡风景，
申请(专利权)人：常州威材新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32