一种阻燃PP材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃PP材料及其制备方法，属于阻燃塑料技术领域。所述PP材料包括以下原料：PP颗粒、有机阻燃剂和辅助剂；所述有机阻燃剂以1,1,3,3

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃PP材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于阻燃塑料
，具体地，涉及一种阻燃PP材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(简称PP)具有较低的密度，良好的耐热性能，优良的抗弯曲疲劳性，优异的化学稳定性和电性能等优点，因此广泛应用于汽车、家电产品、办公用品、电子电器等领域。PP虽然具有良好的耐热性能，但是其本身并不具备阻燃性能，通常情况下是通过外加阻燃剂来提高PP材料的阻燃性能。现有的阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂，添加无机阻燃剂时，通常会遇到因无机材料在PP材料体系中分散性，而造成PP材料加工性能的降低。有机阻燃剂种类繁多，部分为含卤有机物，易造成二次污染，逐渐被市场淘汰，新兴无卤的有机阻燃剂分为有机氮阻燃剂、有机磷阻燃剂和有机硅阻燃等。但是PP属于极性低的聚合物，其与有机阻燃剂也存在相容性问题，而造成PP材料加工性能的降低。
[0003]因此，提供一种加工性优且阻燃好的阻燃PP材料是目前阻燃PP材料需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种阻燃PP材料及其制备方法，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种阻燃PP材料，包括以下原料：PP颗粒、有机阻燃剂和辅助剂。
[0007]进一步地，所述有机阻燃剂为含有硅氧烷和磷氧键、硅氧键的超支化聚合物，具有硅氧烷的低表面能特性以及超支化聚合物相容性优的特性，与PP颗粒相容性好，且能够发挥有机阻燃剂快速成炭以及隔热隔氧特性，磷系阻燃剂特性，其提高了阻燃PP材料加工性能和阻燃性能。
[0008]进一步地，所述有机阻燃剂包括以下步骤制成：
[0009]将1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷、四氢呋喃、铂催化剂依次加入反应容器中，升温至60℃，搅拌加入含有三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦的四氢呋喃，加完后，加热至回流，并持续回流反应12h，冷却室温，通氮气保护，在
‑2‑
0℃下，加入KH
‑
590，加完后，升温至20
‑
40℃，并持续搅拌反应4
‑
6h，然后在40℃下减压旋蒸，得有机阻燃剂，其中，1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷、三(烯丙基氧基)甲基)氧化膦、KH
‑
590的摩尔比为 3:3
‑
4:3
‑
6。
[0010]在上述反应中，以1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷为A2(硅氢键)单体，以三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦为B3(双键)单体，在铂催化剂的作用下，发生硅氢加成聚合反应得中间产物，该中间产物中含有大量的双键，再以KH
‑
590为封端剂，利用双键和硫醇键的反应得有机助燃剂，可知该有机阻燃剂为一种超支化聚合物，其骨架是以硅氧键和磷氧键为主，易与材料中的氢产生氢键，同时引入的封端硅氧烷具有低的表面能特性，与 PP之间相容性好，使得该超支化聚合物在PP中形成含有大量氢键的互穿网络结构，使得PP材料具有良好的整体
性，提高PP材料的韧性、热稳定性和阻燃性。
[0011]进一步地，所述铂催化剂为本领域技术人员熟知的铂催化剂，如铂炭催化剂、埃洛石固载铂催化剂、氯铂酸等。
[0012]进一步地，所述三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦是以三(羟甲基)氧化膦和丙烯酸为反应底物，以对甲苯磺酸为催化剂，以甲苯、苯、四氢呋喃中的一种或几种为溶剂，经加热至60
‑
70℃反应获得。
[0013]进一步地，所述三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦通过下述步骤制成：
[0014]将三(羟甲基)氧化膦、四氢呋喃、对甲苯磺酸依次加入带有搅拌棒、温度计和冷凝装置的反应器中，然后加热至60℃，搅拌下加入丙烯酸，加完，加热至回流，并搅拌反应8
‑
12h，减压旋蒸，得三[(烯丙基氧基) 甲基]氧化膦，其中，三(羟甲基)氧化膦、丙烯酸的摩尔比为1:3。
[0015]作为一种阻燃PP材料的进一步方案，所述原料包括以下重量份原料： 75
‑
95份PP颗粒、15
‑
35份有机阻燃剂、4
‑
12份辅助剂。
[0016]一种阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将PP颗粒、有机阻燃剂和辅助剂在混料机中，搅拌均匀后，得初混料，然后将初混料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、成型，得阻燃PP 材料，其中，挤出机温度设置为190
‑
220℃。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]为解决技术背景中提到的问题，本专利技术引入了自制的有机阻燃剂，该有机阻燃剂为一种超支化聚合物，具有超支化结构，具有粘度低，不易发生分子链的缠绕的特性，且其封端的分子链为低表面能特性的硅氧烷链，使得其与PP具有优异的相容性，且其骨架是以硅氧键和磷氧键为主，易与PP中的氢产生氢键作用，使得原料之间具有良好的加工性能，不会出现原料之间的分层和剥离的情况；同时上述的氢键作用使得PP材料具有良好的整体性，与该有机阻燃剂中的硅氧链柔性链相配合，提高了PP材料的弹性和热稳定性；
[0020]综上所述，本专利技术提供的PP材料具有良好的热稳定性、弹性和阻燃性能(硅系阻燃剂和磷系阻燃剂协同发挥)。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实施例1
[0023]三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦的制备：
[0024]将0.1mol三(羟甲基)氧化膦、80mL四氢呋喃、0.42g对甲苯磺酸依次加入带有搅拌棒、温度计和冷凝装置的反应器中，然后加热至60℃，搅拌下加入0.3mol丙烯酸，加完，加热至回流，并搅拌反应10h，减压旋蒸，得三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦。
[0025]实施例2
[0026]有机阻燃剂的制备：
[0027]将0.3mol 1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷、120mL四氢呋喃、16g铂催化剂依次加入反应容器中，升温至60℃，搅拌加入含有0.3mol三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦的四氢呋喃，加完后，加热至回流，并持续回流反应12h，冷却室温，通氮气保护，在
‑
2℃下，加入0.3mol KH
‑
590，加完后，升温至20℃，并持续搅拌反应6h，然后在40℃下减压旋蒸，得有机阻燃剂，其中，铂催化剂为1wt％的氯铂酸溶液。
[0028]实施例3
[0029]有机阻燃剂的制备：
[0030]将0.3mol 1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷、120本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃PP材料，其特征在于：包括以下原料：PP颗粒、有机阻燃剂和辅助剂；所述有机阻燃剂包括以下步骤制成：将1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷、四氢呋喃、铂催化剂依次加入反应容器中，升温至60℃，搅拌加入含有三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦的四氢呋喃，加完后，加热至回流，并持续回流反应12h，冷却室温，通氮气保护，在
‑2‑
0℃下，加入KH
‑
590，加完后，升温至20
‑
40℃，并持续搅拌反应4
‑
6h，然后在40℃下减压旋蒸，得有机阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种阻燃PP材料，其特征在于：所述1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷、三[(烯丙基氧基)甲基]氧化膦、KH
‑
590的摩尔比为3:3
‑
4:3
‑
6。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立平，刘鑫，李影，
申请(专利权)人：界首市宏利塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：