一种耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，所述复合材料包括聚丙烯、阻燃剂、成炭剂等。本发明专利技术的聚丙烯复合材料具有优异的阻燃性能与机械性能，同时在高温高湿条件下长时间存放后仍能保持良好的外观和阻燃性能，可以应用于对阻燃材料的综合要求较高的新能源汽车行业。高的新能源汽车行业。

【技术实现步骤摘要】
一种耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚丙烯复合材料及其制备方法领域，特别涉及一种耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯是一种应用非常广泛的树脂。由于聚丙烯易燃，因此在应用于新能源汽车电池模组等具有防火要求的制件时需要进行阻燃改性。目前市场上适用于聚丙烯的阻燃剂种类繁多，其中以聚磷酸铵等膨胀型阻燃剂为代表的一类无卤阻燃剂因具有阻燃效率高、毒性低、烟释放少等优点而被广泛使用。然而目前市售的膨胀型阻燃剂往往存在高温高湿条件下从聚丙烯基体内析出的问题。这不仅影响到制件表面的外观，而且会造成制件的防火能力下降。
[0003]对于解决膨胀型阻燃剂的析出问题，目前已有的报道主要是利用阻燃剂表面包覆技术来进行改善。例如专利CN 102796319 A公开了一种膨胀型阻燃聚丙烯组合物。该专利技术将聚磷酸铵、多元醇和三聚氰胺按一定比例混合后用PE蜡进行表面包覆后，再和聚丙烯等其他组分混合并挤出造粒，其产品能够克服阻燃剂吸湿性强和易水解的缺点。CN 104448560 A公开了聚丙烯用无卤膨胀阻燃剂，采用表面经硅烷等物质包覆的聚磷酸铵与成炭剂、辅阻燃剂、改性助剂及加工助剂进行复配，解决了阻燃剂在材料中易析出的问题。
[0004]在现有的阻燃剂表面包覆技术中，包覆剂与阻燃剂成分之间并非主要靠化学键相连，因此在已包覆的阻燃剂与聚丙烯等其他组分共混挤出加工的过程中，包覆剂容易在螺杆剪切作用下从阻燃剂表面被剥离，最终无法达到解决阻燃剂析出的预期效果。同时现有的阻燃剂表面包覆剂的引入也会造成阻燃剂含磷量的降低，在一定程度上会降低阻燃剂的阻燃效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，通过化学键作用将含磷的表面包覆剂包覆到无卤阻燃剂表面，能够有效克服现有阻燃剂表面包覆技术中包覆作用弱以及包覆后阻燃剂含磷量下降的缺陷，从而在保证优异阻燃性能的同时明显改善无卤阻燃剂在聚丙烯复合材料中的析出问题。
[0006]本专利技术的一种聚丙烯复合材料，按重量份数，原料组分包括：
[0007][0008][0009]其中所述阻燃剂通过将膨胀型阻燃剂悬浮在含有分子筛的甲苯中与磷酸酯和三氟乙酸反应制备。
[0010]进一步地，所述阻燃剂通过将膨胀型阻燃剂悬浮在含有分子筛的甲苯中与磷酸酯和三氟乙酸反应并随后除去溶剂和分子筛的方法制备。
[0011]所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯的至少一种；其中所述聚丙烯在230℃、2.16kg下的熔体流动速率为1～150g/10min；成炭剂为三嗪类成炭剂。
[0012]所述三嗪类成炭剂通过GPC法测得的重均分子量在2500～50000。
[0013]进一步，所述成炭剂包括但不限于聚(4,6-二氯-N-丁基-1,3,5-三嗪-2-氨-乙二胺)、N-乙基三嗪-哌嗪共聚物。
[0014]所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，单丝直径为7～20μm；所述增韧剂为乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种；所述马来酸酐接枝聚丙烯在190℃、2.16kg下的熔体流动速率为1～260g/10min；所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫醚类抗氧剂、受阻胺抗氧剂中的一种或几种；所述润滑剂为硬脂酸酯类、硬脂酸盐类、酰胺类润滑剂中的一种或几种；所述抗滴落剂为聚四氟乙烯类抗滴落剂；所述色粉为无机颜料、有机颜料、有机染料中的一种或几种。
[0015]所述抗氧剂包括但不限于抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP、受阻胺3853。所述润滑剂包括但不限于乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸锌和芥酸酰胺。
[0016]所述膨胀型阻燃剂、磷酸酯、三氟乙酸的重量比为92～95：5～8：0.4～0.6；所述分子筛为膨胀型阻燃剂重量的0.2～0.3倍；所述甲苯为膨胀型阻燃剂重量的3～4倍。
[0017]所述膨胀型阻燃剂为聚磷酸铵和/或三聚氰胺聚磷酸盐；所述磷酸酯为其中R1表示氢原子或烷基，R2表示烷基；所述分子筛的孔径为3～5nm，比表面积为400～700m2/g。
[0018]所述磷酸酯中R1和R2中烷基的碳原子数量为1～18。
[0019]进一步地，所述磷酸酯包括但不限于二正丁基磷酸酯、磷酸单丁酯、十八烷基磷酸酯。
[0020]所述甲苯使用前进行预干燥，含水率为100ppm以下。
[0021]所述阻燃剂由下列方法制备，具体为：将膨胀型阻燃剂分散在甲苯中，随后加入磷酸酯、三氟乙酸和分子筛，在100℃条件下搅拌，然后除去分子筛，剩余的混合物依次经过过滤和干燥，得到阻燃剂。
[0022]本专利技术的一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括：
[0023]按所述重量份数称取聚丙烯、阻燃剂、成炭剂、增韧剂、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂，混合均匀；
[0024]将上述混合原料从主喂料口喂入双螺杆挤出机中，玻璃纤维由双螺杆挤出机的侧喂料口喂入，挤出造粒，得到聚丙烯复合材料。
[0025]本专利技术的一种所述聚丙烯复合材料的应用。
[0026]有益效果
[0027]本专利技术得到的新型膨胀型阻燃剂表面具有疏水性，并且与聚丙烯基体的相容性得到改善。由于表面的疏水基团是通过化学键与阻燃剂本体相连接，因此新型膨胀型阻燃剂的表面的输水层稳定性较好，在加工过程中不易被破坏。另外，对阻燃剂表面改性过程中使用的磷酸酯也具有阻燃效果，因此得到的新型膨胀型阻燃剂的阻燃效果并不会明显衰减。同时本专利技术使用的成炭剂为高分子量成炭剂，在聚丙烯基体中不易析出。实验表明本专利技术的产品在高温高湿条件下无明显的阻燃剂析出现象，并且在湿热存放实验前后都保持优异的阻燃性能；由于阻燃剂与聚丙烯基体相容性的提升，本专利技术产品的机械性能也得到了一定的提升。
[0028]本专利技术提供的用于新能源汽车的耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料，该产品具有优异的阻燃性能与机械性能，同时在高温高湿条件下长时间存放后仍能保持良好的外观和阻燃性能，可以应用于对阻燃材料的综合要求较高的新能源汽车行业。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0030](1)原料组分
[0031]聚丙烯：共聚聚丙烯，在温度230℃、载荷2.16kg下的熔体流动速率为10g/10min，生产厂家埃克森美孚；
[0032]玻璃纤维：单丝直径13μm，生产厂家巨石集团；
[0033]成炭剂：高分子三嗪类成炭剂，牌号PPMT，重均分子量2755.生产厂家广州喜嘉化工；
[0034]增韧剂：乙烯丁烯共聚物，生产厂家韩国LG，牌号LC168；
[0035]马来酸酐接枝聚丙烯：在温度190℃、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数，原料组分包括：其中所述阻燃剂通过将膨胀型阻燃剂悬浮在含有分子筛的甲苯中与磷酸酯和三氟乙酸反应制备。2.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯的至少一种；成炭剂为三嗪类成炭剂。3.根据权利要求2所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述三嗪类成炭剂的重均分子量为2500～50000。4.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，单丝直径为7～20μm；所述增韧剂为乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种；所述马来酸酐接枝聚丙烯在190℃、2.16kg下的熔体流动速率为1～260g/10min；所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫醚类抗氧剂、受阻胺抗氧剂中的一种或几种；所述润滑剂为硬脂酸酯类、硬脂酸盐类、酰胺类润滑剂中的一种或几种；所述抗滴落剂为聚四氟乙烯类抗滴落剂；所述色粉为无机颜料、有机颜料、有机染料中的一种或几种。5.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述膨胀型阻燃剂、磷酸酯、三氟乙酸的重量比为92～95：5～8：0.4～0.6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈延安，倪梦飞，卢先博，陈桂吉，左立增，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：