一种阻燃聚丙烯泡沫材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚丙烯泡沫材料技术领域，具体为一种阻燃聚丙烯泡沫材料及其制备方法。方案以通过低压注塑成型的防水制备得到聚丙烯泡沫材料，先利用聚丙烯、氧化锌和硬脂酸锌挤出造粒，制得助剂母粒；再利用聚丙烯、发泡剂挤出造粒，制得发泡剂母粒；接着利用聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、氧化石墨烯和阻燃剂挤出造粒，制得可发泡的聚丙烯母粒，将聚丙烯母粒、发泡剂母粒和助剂母粒混合后注塑成型，或者采用二次开模注塑成型，以制得聚丙烯泡沫；由于氧化石墨烯和阻燃剂的引入，产品不仅具有较优异的阻燃性能，而且氧化石墨烯能够在材料中起到成核剂作用，有利于均匀发泡，产品的综合力学性能也较为优异，实用性高。实用性高。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃聚丙烯泡沫材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚丙烯泡沫材料
，具体为一种阻燃聚丙烯泡沫材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯泡沫塑料是以聚丙烯树脂为主体，加入发泡剂及其它添加剂制成，它具有机械强度好、抗拉强度好、柔韧性和弹性摩擦系数大，耐磨性能好等优点，因此已广泛用于家具、镶板、高档仪器和具有光洁面的金属器具的缓冲包装；也可作为热食品的保温包装；还可制成衬垫、衬板等缓冲材料等。
[0003]现如今的聚丙烯泡沫塑料的阻燃性较差，而且抗紫外老化性能差，在实际应用中无法满足我们的需求，因此本申请公开了一种阻燃聚丙烯泡沫材料及其制备方法，以制得阻燃性能、抗老化性优异的聚丙烯泡沫材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种阻燃聚丙烯泡沫材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种阻燃聚丙烯泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：（1）取聚丙烯、氧化锌和硬脂酸锌，混合均匀后挤出造粒，得到助剂母粒；取聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、氧化石墨烯和阻燃剂，混合均匀后挤出造粒，得到聚丙烯母粒；所述阻燃剂由螺环磷酸酯二酰氯、含有双键的紫外吸收剂、三聚氰胺反应制得；取聚丙烯、发泡剂混合，挤出造粒，得到发泡剂母粒；（2）取聚丙烯母粒、发泡剂母粒和助剂母粒混合均匀，注塑成型，得到成品。
[0006]较优化的方案，阻燃剂的制备步骤为：S1：取2,4
‑
二羟基二苯甲酮、N/>‑
羟甲基丙烯酰胺和二氯甲烷混合，30~35℃下搅拌均匀，加入无水三氯化铝、二氯甲烷混合液，反应至体系变至红棕色，去离子水萃取，纯化，得到含有双键的紫外吸收剂；S2：取季戊四醇、三氯氧磷混合，加热升温至80~85℃，反应2~3h，继续升温至105~110℃，反应20~24h，冷却至室温，抽滤洗涤，真空干燥，得到螺环磷酸酯二酰氯；取螺环磷酸酯二酰氯和乙腈混合，25℃下搅拌均匀，加入含有双键的紫外吸收剂和三乙胺，反应8~10h，再加入三聚氰胺和三乙胺，加热升温至60~65℃，反应10~12h，冷却至室温，抽滤洗涤，得到阻燃剂。
[0007]较优化的方案，步骤S2中，所述季戊四醇、三氯氧磷的摩尔比为1：（6~6.2）；所述螺环磷酸酯二酰氯、含有双键的紫外吸收剂、三聚氰胺的摩尔比为1：（1~1.1）：（1~1.2）。
[0008]较优化的方案，步骤S1中，反应时间为70~75h；所述2,4
‑
二羟基二苯甲酮、N
‑
羟甲
基丙烯酰胺的摩尔比为1：（2~2.4）。
[0009]较优化的方案，步骤（2）中，注塑温度为200~220℃，注塑压力为4~5MPa。
[0010]较优化的方案，步骤（2）中，各组分用量为：发泡剂母粒7~8wt%、助剂母粒3~5wt%，其余为聚丙烯母粒。
[0011]较优化的方案，步骤（1）中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；发泡剂母粒中聚丙烯、发泡剂的质量比为8.5：1.5；助剂母粒中聚丙烯、氧化锌、硬脂酸锌的质量比为8：1：1；聚丙烯母粒中各组分含量为：以质量计，聚丙烯90~100份、马来酸酐接枝聚丙烯10~15份、氧化石墨烯4~6份、阻燃剂10~15份。
[0012]较优化的方案，根据以上任意一项所述的一种阻燃聚丙烯泡沫材料的制备方法制备的聚丙烯泡沫材料。
[0013]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术公开了一种阻燃聚丙烯泡沫材料及其制备方法，方案以通过低压注塑成型的防水制备得到聚丙烯泡沫材料，先利用聚丙烯、氧化锌和硬脂酸锌挤出造粒，制得助剂母粒；再利用聚丙烯、发泡剂挤出造粒，制得发泡剂母粒；接着利用聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、氧化石墨烯和阻燃剂挤出造粒，制得可发泡的聚丙烯母粒，将聚丙烯母粒、发泡剂母粒和助剂母粒混合后注塑成型，或者采用二次开模注塑成型，以制得聚丙烯泡沫；由于氧化石墨烯和阻燃剂的引入，产品不仅具有较优异的阻燃性能，而且氧化石墨烯能够在材料中起到成核剂作用，有利于均匀发泡，产品的综合力学性能也较为优异，实用性高。
[0014]在该方案中，由于阻燃剂应用至聚丙烯泡沫中，因此为保证阻燃剂与聚丙烯的相容性，在设计阻燃剂时需要满足以下条件：阻燃剂结构中含有能够与聚丙烯接枝聚合的双键，保证阻燃剂能够在产品制备过程中接枝至聚丙烯分子链上，在提高阻燃剂分散性的同时保证其与聚丙烯的相容性；阻燃剂结构中具有适宜的N、P配比，协同配比以实现较优异的阻燃性；同时在阻燃剂设计时，考虑到聚丙烯材料抗紫外性这一需求，若能够将阻燃性、抗紫外线通过同一组分实现，产品的工艺和成本将大大降低；因此，基于以上构思，方案对阻燃剂的制备工艺进行限定，先利用2,4
‑
二羟基二苯甲酮与N
‑
羟甲基丙烯酰胺反应，以生成含有双键的紫外吸收剂（3,5
‑
二丙烯酰胺甲基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮）；再利用季戊四醇、三氯氧磷反应生成中间体螺环磷酸酯二酰氯，接着利用P
‑
Cl键与含有双键的紫外吸收剂的羟基、三聚氰胺中的氨基接枝反应，以得到适用于聚丙烯的阻燃剂，在该过程中需要控制各组分用量，使其限定为“所述螺环磷酸酯二酰氯、含有双键的紫外吸收剂、三聚氰胺的摩尔比为1：（1~1.1）：（1~1.2）”，以保证阻燃剂的顺利制备。
[0015]此处需说明：由于2,4
‑
二羟基二苯甲酮与N
‑
羟甲基丙烯酰胺反应生成含有双键的紫外吸收剂，后续将该紫外吸收剂接枝至螺环磷酸酯二酰氯上，由于双键的存在，阻燃剂更易与聚丙烯分子链接枝，与常规在聚丙烯中添加2,4
‑
二羟基二苯甲酮相比，抗迁移性能得到提高，抗紫外老化性也得到显著提升。
[0016]本专利技术公开了一种阻燃聚丙烯泡沫材料及其制备方法，工艺设计合理，方案各组分配比适宜，制备得到的产品不仅具有较优异的阻燃性能，而且抗紫外老化性能优异，同时，由于氧化石墨烯的存在，产品的综合力学性能也得到提升，实用性更高。
具体实施方式
[0017]下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本实施例中，聚丙烯购自北欧化工（BD950MO）；马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率为1.2%，购自宁波能之光新材料有限公司（GPM200CH）；氧化石墨烯购自常州第六元素材料科技有限公司（SE1231）；三聚氰胺购自中国天津市科密欧化学试剂有限公司。
[0019]实施例1：一种阻燃聚丙烯泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：（1）取聚丙烯、氧化锌和硬脂酸锌，混合均匀后挤出造粒，得到助剂母粒；助剂母粒中聚丙烯、氧化锌、硬脂酸锌的质量比为8：1：1。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）取聚丙烯、氧化锌和硬脂酸锌，混合均匀后挤出造粒，得到助剂母粒；取聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、氧化石墨烯和阻燃剂，混合均匀后挤出造粒，得到聚丙烯母粒；所述阻燃剂由螺环磷酸酯二酰氯、含有双键的紫外吸收剂、三聚氰胺反应制得；取聚丙烯、发泡剂混合，挤出造粒，得到发泡剂母粒；（2）取聚丙烯母粒、发泡剂母粒和助剂母粒混合均匀，注塑成型，得到成品。2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于：阻燃剂的制备步骤为：S1：取2,4
‑
二羟基二苯甲酮、N
‑
羟甲基丙烯酰胺和二氯甲烷混合，30~35℃下搅拌均匀，加入无水三氯化铝、二氯甲烷混合液，反应至体系变至红棕色，去离子水萃取，纯化，得到含有双键的紫外吸收剂；S2：取季戊四醇、三氯氧磷混合，加热升温至80~85℃，反应2~3h，继续升温至105~110℃，反应20~24h，冷却至室温，抽滤洗涤，真空干燥，得到螺环磷酸酯二酰氯；取螺环磷酸酯二酰氯和乙腈混合，25℃下搅拌均匀，加入含有双键的紫外吸收剂和三乙胺，反应8~10h，再加入三聚氰胺和三乙胺，加热升温至60~65℃，反应10~12h，冷却至室温，抽滤洗涤，得到阻燃剂。3.根据权利要求2所述的一种阻燃聚丙烯泡沫材料的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：马沛清，
申请(专利权)人：昆山巴鸣泡沫塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：