制备阻燃发泡聚丙烯材料的组合物和阻燃发泡聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种制备阻燃发泡聚丙烯材料的组合物和阻燃发泡聚丙烯材料及其制备方法。所述组合物包括聚丙烯、膨胀型阻燃剂、增容剂、抗氧化剂、协效剂和β成核剂；其中，所述增容剂为乙烯

【技术实现步骤摘要】
制备阻燃发泡聚丙烯材料的组合物和阻燃发泡聚丙烯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种制备阻燃发泡聚丙烯材料的组合物和阻燃发泡聚丙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯是一种综合性能优异的通用塑料，在汽车、包装、家电、电子产品、家具等领域应用广泛。然而聚丙烯本身是一种易燃材料，一旦发生火灾，将严重危及人类生命财产安全，因此对聚丙烯进行阻燃改性尤为重要。
[0003]目前，国内市场上主要采用含卤素有机物和三氧化二锑复配的阻燃剂生产阻燃PP。含卤素阻燃剂的塑料制品在燃烧时会生成大量的烟及有毒、有腐蚀性的气体，对环境造成了极大的危害。而且，由于目前的聚丙烯基体中团聚现象严重，导致材料的阻燃性能、发泡性能和力学性能较差。膨胀型阻燃剂和聚丙烯基体极性相反，相容性差，故而膨胀型阻燃剂在聚丙烯基体中团聚现象严重。
[0004]因此需要寻找一种无卤的，阻燃性能较好，同时还能保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度的阻燃发泡聚丙烯材料的制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种制备阻燃发泡聚丙烯材料的组合物和阻燃发泡聚丙烯材料及其制备方法，通过该组合物和该方法制备的阻燃发泡聚丙烯材料，不含卤素，绿色环保，各组分之间协同发挥作用，使得材料的阻燃性能较好，同时还能保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种用于制备阻燃发泡聚丙烯材料的组合物，所述组合物包括聚丙烯、膨胀型阻燃剂、增容剂、抗氧化剂、协效剂和β成核剂；
[0007]其中，所述增容剂为乙烯
‑
马来酸酐共聚物。
[0008]本专利技术第二方面提供一种制备阻燃发泡聚丙烯材料的方法，该方法包括：
[0009](1)将聚丙烯、膨胀型阻燃剂、增容剂、抗氧化剂、协效剂和β成核剂混合均匀后，进行挤出造粒，得到发泡前的改性聚丙烯料粒，并烘干；
[0010](2)采用超临界流体CO2对所述改性聚丙烯料粒进行发泡，制得发泡聚丙烯料粒；
[0011]其中，所述增容剂为乙烯
‑
马来酸酐共聚物。
[0012]本专利技术第三方面提供一种如上所述的方法制备的阻燃发泡聚丙烯材料。
[0013]通过上述技术方案，本专利技术可以取得如下的有益效果：
[0014]1、本专利技术提供的组合物，不含卤素，绿色环保。
[0015]2、通过本专利技术的组合物和方法制备的阻燃发泡聚丙烯材料，阻燃性能较好，同时还能保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度。
具体实施方式
[0016]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0017]第一方面，本专利技术提供了一种用于制备阻燃发泡聚丙烯材料的组合物，所述组合物包括聚丙烯、膨胀型阻燃剂、增容剂、抗氧化剂、协效剂和β成核剂；
[0018]其中，所述增容剂为乙烯
‑
马来酸酐共聚物。
[0019]能够理解的是，发泡聚丙烯材料相较于未发泡的聚丙烯材料而言，具有质量轻、比强度高、热传递性低、绝缘、隔音减震等特点。本专利技术提供的组合物，还能够提升材料的发泡性能。
[0020]根据本专利技术，为了进一步使得各组分之间协同发挥作用，提升材料的阻燃性能，同时还能进一步保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度，优选的，相对于100重量份的聚丙烯，所述膨胀型阻燃剂为8
‑
45(例如，可以为8，10，15，20，25，30，35，40，45或任意两个数值之间的范围)重量份，所述增容剂为5
‑
15(5，7，9，10，12，15或任意两个数值之间的范围)重量份，所述抗氧化剂为5
‑
15(5，7，9，10，12，15或任意两个数值之间的范围)重量份，所述协效剂为2
‑
10(2，3，4，5，6，7，8，9，10或任意两个数值之间的范围)重量份，所述β成核剂为2.5
‑
11(2.5，3，4，5，6，7，8，9，10，11或任意两个数值之间的范围)重量份。
[0021]本专利技术的专利技术人在研究中发现，优选的，当所述聚丙烯、膨胀型阻燃剂、协效剂的重量比为70：27
‑
29：1.5
‑
2.5，各组分之间能够进一步协同发挥作用，提升材料的阻燃性能，同时还能进一步保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度。更优选的，相对于100重量份的聚丙烯，所述膨胀型阻燃剂为38.57
‑
41.43重量份，所述增容剂为7
‑
9重量份，所述抗氧化剂为6
‑
10重量份，所述协效剂为2.14
‑
3.57重量份，所述β成核剂为3.3
‑
10重量份。
[0022]根据本专利技术，为了进一步使得各组分之间协同发挥作用，提升材料的阻燃性能，同时还能进一步保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度，优选的，所述聚丙烯的重均分子量与数均分子量的比值(即分子量分布系数M
w
/M
n
)为6
‑
10，所述聚丙烯的重均分子量为40万g/mol至50万g/mol。
[0023]根据本专利技术，为了进一步使得各组分之间协同发挥作用，提升材料的阻燃性能，同时还能进一步保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度，优选的，乙烯
‑
马来酸酐共聚物中，来自乙烯单体的结构单元的质量分数＜22wt％；所述乙烯
‑
马来酸酐共聚物的重均分子量为3000g/mol至5000g/mol。
[0024]根据本专利技术，为了进一步使得各组分之间协同发挥作用，提升材料的阻燃性能，同时还能进一步保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度，优选的，所述膨胀型阻燃剂选自聚磷酸铵、季戊四醇、磷酸铵、磷酸酯、乙二醇和聚酰胺、三聚氰胺中的至少一种；更优选的，所述膨胀型阻燃剂包括聚磷酸铵和季戊四醇；更优选的，所述膨胀型阻燃剂中，聚磷酸铵与季戊四醇的重量比为2.5
‑
3.5：1。能够理解的是，聚磷酸铵与季戊四醇复配而成的膨胀型阻燃剂在受热时会发生化学反应，生成具有较低导热系数的膨胀炭层，延缓热量的传递，从而实现阻燃。
[0025]根据本专利技术，为了进一步使得各组分之间协同发挥作用，提升材料的阻燃性能，同
时还能进一步保证材料的力学性能、热性能、发泡性能和熔体强度，优选的，所述抗氧化剂选自双(2,4
‑
二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(THP
‑
24)、2,6...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备阻燃发泡聚丙烯材料的组合物，其特征在于，所述组合物包括聚丙烯、膨胀型阻燃剂、增容剂、抗氧化剂、协效剂和β成核剂；其中，所述增容剂为乙烯
‑
马来酸酐共聚物。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，相对于100重量份的聚丙烯，所述膨胀型阻燃剂为8
‑
45重量份，所述增容剂为5
‑
15重量份，所述抗氧化剂为5
‑
15重量份，所述协效剂为2
‑
10重量份，所述β成核剂为2.5
‑
11重量份。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述聚丙烯、膨胀型阻燃剂、协效剂的重量比为70：27
‑
29：1.5
‑
2.5；优选的，相对于100重量份的聚丙烯，所述膨胀型阻燃剂为38.57
‑
41.43重量份，所述增容剂为7
‑
9重量份，所述抗氧化剂为6
‑
10重量份，所述协效剂为2.14
‑
3.57重量份，所述β成核剂为3.3
‑
10重量份。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的组合物，其中，所述聚丙烯的重均分子量与数均分子量的比值为6
‑
10，所述聚丙烯的重均分子量为40万g/mol至50万g/mol；优选的，乙烯
‑
马来酸酐共聚物中，来自乙烯单体的结构单元的质量分数＜22wt％；所述乙烯
‑
马来酸酐共聚物的重均分子量为3000g/mol至5000g/mol。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的组合物，其中，所述膨胀型阻燃剂选自聚磷酸铵、季戊四醇、磷酸铵、磷酸酯、乙二醇、聚酰胺和三聚氰胺中的至少一种；优选的，所述膨胀型阻燃剂包括聚磷酸铵和季戊四醇；优选的，所述膨胀型阻燃剂中，聚磷酸铵与季戊四醇的重量比为2.5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：林华杰，刘国强，宋超波，包锦标，闫海阔，
申请(专利权)人：中石化宁波新材料研究院有限公司宁波致微新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：