一种低密度阻燃聚丙烯发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供的低密度阻燃聚丙烯发泡材料及其制备方法，涉及高分子发泡材料技术领域；其中，发泡材料由阻燃聚丙烯材料经超临界流体发泡而得；阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的组分：聚丙烯50～70份；阻燃剂15～35份；抑烟剂1～6份；润滑剂0.5～1份；增韧剂5～10份；抗氧剂0.3～1份。本发明专利技术由超临界流体技术发泡获得的低密度阻燃聚丙烯发泡材料，其阻燃性能达到UL941.6mm V0级，且能够保证高发泡倍率、力学性能优异、泡孔密度高以及表观质量细腻，光滑等优点，充分解决现有技术上高发泡倍率阻燃聚丙烯泡沫材料的难制备的问题。丙烯泡沫材料的难制备的问题。丙烯泡沫材料的难制备的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低密度阻燃聚丙烯发泡材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子发泡材料
，具体涉及一种低密度阻燃聚丙烯发泡材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯材料是目前全球用量最大的通用塑料之一，然而随着聚丙烯的需求量越来越大，且伴随着国际对能源节约使用的提倡及科技技术的发展，近年来轻量化材料逐渐进入大众的视野，而微孔发泡材料正是轻量化方向发展的产物，微孔发泡材料不仅具有轻质且具有优异的性能，表现出良好的尺寸稳定性，加工性能，机械性能以及热性能。目前广泛应用于航空工业、农业、汽车行业、电子电器、包装业等领域。
[0003]目前传统的微孔发泡材料有聚氯乙烯(PVC)发泡材料、聚氨酯(PU)发泡材料、聚乙烯(PE)发泡材料以及聚苯乙烯(PS)发泡材料，聚氨酯和交联聚乙烯泡沫都有生产加工中边角料过多，且无法回收重复利用的主要缺点，这些都逐渐制约了其发展；聚苯乙烯泡沫由于在其发泡过程中会使用丁烷或氟氯烃化合物作为发泡剂，造成了严重的环境污染，且由于很难降解造成“白色污染”，目前联合国已决定停用聚苯乙烯泡沫。
[0004]与以上传统发泡材料相比，聚丙烯发泡材料有如下有点：(1)聚丙烯发泡材料具有优异的机械性能，其刚性远远大于聚乙烯(PE)泡沫，其抗冲击性能优于聚苯乙烯(PS)泡沫；(2)具有更高的耐温性能，能在120℃温度附近长期使用，而一般的聚乙烯、聚苯乙烯泡沫只能在70
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90℃，此外其还具有优异的隔热性能，尺寸稳定性；基于以上优点，其在电子电器，汽车，包装领域的应用具有很好的竞争性，能很好的代替聚苯乙烯、聚乙烯泡沫。然而随着在电子电器行业的应用越来越多，对于材料的阻燃要求越来越高，高发泡倍率阻燃聚丙烯发泡材料的开发迫在眉睫，然而高发泡倍率阻燃聚丙烯发泡难度很大，具有均匀泡孔难度更大。
[0005]目前聚丙烯发泡材料的制备方法主要有物理发泡和化学发泡，物理发泡以直接通入气体(二氧化碳或者氮气)作为发泡剂，此方法环保，制备的发泡材料泡孔密度高；化学发泡主要以AC发泡剂(偶氮二甲酰胺)为发泡剂，通过高温让发泡剂降解产生气体，此方法容易导致发泡剂残留还有复分解产物产生，对于一些气味和VOC要求很高的产品很难满足。
[0006]例如专利CN108341985B公开的微发泡阻燃聚氨酯材料，其制备方法采用物理发泡剂和化学发泡剂混合进行发泡，制备的微发泡阻燃聚氨酯材料中容易有化学发泡剂残留，因此无法满足在气味和VOC要求很高的产品中应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于提供一种低密度阻燃聚丙烯发泡材料及其制备方法，通过改进阻燃聚丙烯材料的配方，并采用超临界流体技术发泡，获得泡孔均匀的高发泡倍率的低密度阻燃聚丙烯材料，充分解决随着聚丙烯发泡材料的广泛应用对其性能要求越来越高时，其发泡效果和阻燃性能无法平衡的技术问题。
[0008]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种低密度阻燃聚丙烯发泡材料，所述发泡材料由阻燃聚丙烯材料经超临界流体发泡而得；
[0009]所述阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的组分：聚丙烯50～70份；阻燃剂15～35份；抑烟剂1～6份；润滑剂0.5～1份；增韧剂5～10份；抗氧剂0.3～1份。
[0010]进一步的，所述聚丙烯为特殊级的高熔体强度聚丙烯。
[0011]进一步的，所述阻燃剂剂为氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、溴系阻燃剂、氯系阻燃剂和无机阻燃剂中的一种或两种复配。
[0012]进一步的，所述抑烟剂为硼酸锌、氧化铁、氧化镁、氧化锌、锡酸锌、硅酸镁、三碱氏硫酸铅、三氧化二锑和蒙脱土中的一种或两种复配。
[0013]进一步的，所述润滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、EBS、介酰酸铵中的一种或几种，所述增韧剂包括POE、EMA、EBA、EVA或LDPE。
[0014]进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂330、抗氧剂1098和抗氧剂H318中的一种或两种复配。
[0015]进一步的，所述超临界流体为二氧化碳、氮气、乙二醇、戊烷、丁烷或庚烷。
[0016]本专利技术另一技术方案公开一种低密度阻燃聚丙烯发泡材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0017](1)按照重量份称取以下组分：聚丙烯50～70份，阻燃剂15～35份，抑烟剂1～6份，润滑剂0.5～1份，增韧剂5～10份，抗氧剂0.3～1份，将上述组分共混后加入双螺杆挤出机中混合均匀，混合物料再经熔融塑化、捏合混炼、挤出、冷却、切粒、干燥，得到阻燃聚丙烯材料；
[0018](2)阻燃聚丙烯材料经高压釜超临界流体技术发泡后，制得低密度阻燃聚丙烯发泡材料。
[0019]进一步的，所述步骤(2)的具体过程为：将阻燃聚丙烯材料放入高压釜中，控制高压釜内温度在140～156℃之间，高压釜内流体的压力为8～12MPa，恒温恒压10
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90分钟，然后以1～20MPa/s的速度卸压至常压；其中，阻燃聚丙烯材料加入量所占体积为高压釜容积的1/3～2/3。
[0020]进一步的，所述高压釜设置有内部气体循环装置，并且所述内部气体循环装置耐高压不低于15MPa。
[0021]由以上技术方案可知，本专利技术的技术方案获得了如下有益效果：
[0022]本专利技术提供的低密度阻燃聚丙烯发泡材料及其制备方法，其发泡材料由阻燃聚丙烯材料在高压釜中经超临界流体发泡而得；阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的组分：聚丙烯50～70份；阻燃剂15～35份；抑烟剂1～6份；润滑剂0.5～1份；增韧剂5～10份；抗氧剂0.3～1份。超临界流体发泡的工艺参数为：阻燃聚丙烯材料加入量所占体积为高压釜容积的1/3～2/3，控制高压釜内温度在140～156℃之间，高压釜内流体的压力为8～12MPa，恒温恒压10
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90分钟，然后以1～20MPa/s的速度卸压至常压。本专利技术采用的材料配方及发泡工艺，充分解决现有技术上聚丙烯泡沫材料发泡效果和阻燃性能无法平衡、导致高发泡倍率阻燃聚丙烯材料难制备的问题；首先制得的材料阻燃性能达到UL94 1.6mm V0级，其次保证聚丙烯材料的高发泡倍率，实验数据表明发泡倍率达20
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40倍数；另外，制得的低密度阻燃聚丙烯发泡材料力学性能优异、泡孔密度高、均匀以及表观质量细腻、光滑。
[0023]本专利技术采用超临界流体进行发泡还解决了现有技术中采用化学发泡方式导致发泡材料残留发泡剂和复分解产物的问题，制得的低密度阻燃聚丙烯发泡材料具有较低的VOC含量，不仅具有环保无污染发泡成本低的优点，还能应用于对材料气味和VOC含量要求很高的产品上，扩大材料应用范围。
[0024]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。
[0025]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低密度阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述发泡材料由阻燃聚丙烯材料经超临界流体发泡而得；所述阻燃聚丙烯材料包括以下重量份的组分：聚丙烯50～70份；阻燃剂15～35份；抑烟剂1～6份；润滑剂0.5～1份；增韧剂5～10份；抗氧剂0.3～1份。2.根据权利要求1所述的低密度阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述聚丙烯为特殊级的高熔体强度聚丙烯。3.根据权利要求1所述的低密度阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述阻燃剂剂为氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、溴系阻燃剂、氯系阻燃剂和无机阻燃剂中的一种或两种复配。4.根据权利要求1所述的低密度阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述抑烟剂为硼酸锌、氧化铁、氧化镁、氧化锌、锡酸锌、硅酸镁、三碱氏硫酸铅、三氧化二锑和蒙脱土中的一种或两种复配。5.根据权利要求1所述的低密度阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、EBS、介酰酸铵中的一种或几种，所述增韧剂包括POE、EMA、EBA、EVA或LDPE。6.根据权利要求1所述的低密度阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂330、抗氧剂1098和抗氧剂H318中的一种或两种复配。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明，周小梅，陆体超，刘曙阳，王琪，
申请(专利权)人：南京聚隆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：