一种高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高灼热起燃温度的聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术所述高灼热起燃温度的聚丙烯材料以三种高效的阻燃成分复配，可在仅引入较少量的情况下便使得产品的灼热丝起燃温度高达850～900℃，阻燃性能优异，同时聚丙烯材料原本的外观和力学性能基本没有受到影响，所述产品使用性价比高，使用范围广。本发明专利技术还公开了所述高灼热起燃温度的聚丙烯材料的制备方法及其在制备电子元器件中的应用。制备电子元器件中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯材料是目前应用最多、最广泛的通用塑料。目前改性聚丙烯材料在汽车、家电、电动工具、电子电气等领域应用特别广泛，但是聚丙烯本身的缺点也很明显，由于聚丙烯分子链由亚甲基等链短组成，因此极易燃烧，在使用过程中需要对聚丙烯材料进行阻燃改性，特别是在电子电气行业等与电相关的部件；与载流部件接触的部件产品在3C认证时都有严苛的安规测试，对于聚丙烯材料来说最大的挑战来自于灼热丝起燃问题，根据相关标准，载流部件要求灼热丝起燃时间不超过2秒，而聚丙烯本身燃点很低，一般在700℃左右灼热丝聚丙烯材料便会开始起燃，并且对于一些改性的UL94 V
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0阻燃级别的聚丙烯材料，一旦起燃，在灼热丝离开之前很难自行熄灭。因此，目前行业内有高灼热丝起燃温度要求的部件基本都会排除聚丙烯作为制备原料。
[0003]针对聚丙烯材料的这个困境，现有技术提出了一些解决方法：CN102558674A公开了一种具有高灼热丝引燃温度的阻燃聚丙烯组合物，该材料的GWIT(灼热丝起燃温度)达到750℃；CN103122101A公开了一种高灼热丝不起燃聚丙烯复合材料，该产品以磨碎玻璃纤维、微胶包覆的氢溴酸盐等组分复配，最终GWIT达到775℃，但是这些标准下的产品使用限制依然较大。CN107434878A公开了一种高灼热丝、耐水煮阻燃聚丙烯复合材料，最终产品GWIT达到875℃，然而，该方案产品组分中的阻燃剂加入量太高；此外，一些可有效提升产品阻燃效果，进而提升其GWIT的阻燃成分往往也会对材料本身的外观或力学性能造成影响，这些因素都限制了该类产品的大范围推广。

技术实现思路

[0004]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种高灼热起燃温度的聚丙烯材料，该产品以三种高效的阻燃成分复配，可在仅引入较少量的情况下便使得产品的灼热丝起燃温度高达850～900℃，阻燃性能优异，同时聚丙烯材料原本的外观和力学性能基本没有受到影响。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料，包括以下重量份的组分：
[0007]聚丙烯树脂75～95份、聚磷酸铵6～9份、气相二氧化硅1.5～3份、聚二醇类化合物3～5份以及加工助剂0.3～0.7份。
[0008]现有技术中，聚丙烯材料在引入阻燃成分时由于相容性问题，往往需要添加较多的量才能达到一定效果，但效果非常有限；而这种情况又有可能会使得最终制备的产品存在外观(尤其是光泽度)或力学性能上的削弱。针对上述情况，本专利技术产品的组分中，以聚磷酸铵、气相二氧化硅以及聚二醇类化合物共同复配作为阻燃成分，其中气相二氧化硅具有
一定的亲水性，与同样含有羟基等亲水基团的聚二醇类化合物具有更好的亲和性，因此会优先分布在聚二醇类化合物的表面并以此作为载体和聚磷酸铵交错分布在产品表面。当所述产品进行灼热丝起燃温度测试并接触到灼热丝时，高分子类的聚二醇类化合物发生熔融和分解并连同气相二氧化硅吸附大量热量，而此时气相二氧化硅又会和聚磷酸铵共同产生致密的碳层并附着在产品表面，最终在三者的添加量较少的情况下起到良好隔热阻燃功效。同时，聚二醇类化合物除了阻燃功效相比诸如玻璃粉、含水硼酸锌等无机阻燃成分更好外，其与聚丙烯树脂的相容性较好，配合同样高相容性的聚磷酸铵和低含量的气相二氧化硅基本不会对聚丙烯材料中聚丙烯树脂本身的力学性能和外观性能造成太大影响，综合性能优异，产品的使用范围广。
[0009]优选地，所述聚磷酸铵、气相二氧化硅和聚二醇类化合物三者在所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料的质量百分含量之和≤20％。
[0010]本专利技术所述产品中，相比于现有技术，所述阻燃成分的总质量百分含量不超过20％，而该产品的灼热丝起燃温度最高可达到900℃，经测试其UL94标准的阻燃等级可达到V0级，使用性价比高，使用范围广。
[0011]优选地，所述气相二氧化硅根据GB/T 20020
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2013标准为A类气相二氧化硅，氮吸附比表面积为120～200m2/g。
[0012]所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料中气相二氧化硅的氮吸附比表面积的测试方法按照将样品置于600℃下烧结后，取灰分按照“GB/T 10722
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2014炭黑总表面积和外表面积的测定氮吸附法”标准测试。
[0013]通常而言，A类气相二氧化硅即为表面未进行改性的亲水型气相二氧化硅，而该组分在产品中作为阻燃成分应用时，氮吸附比表面积如果较高，其对应的颗粒粒径较小，容易出现分散性问题；而如果氮吸附比表面积太小，又会影响到后续气相二氧化硅生成的碳层的致密程度，因此以上述范围内的气相二氧化硅产品的应用效果最佳。
[0014]优选地，所述聚二醇类化合物为聚乙二醇类化合物、聚丙二醇类化合物中的至少一种。
[0015]更优选地，所述聚二醇类化合物的数均分子量为3000～6000。
[0016]所述聚二醇类化合物的数均分子量测试方法为：取一定样品约置干燥的具塞锥形瓶中，加入邻苯二甲酸酐的吡啶溶液、摇匀，置沸水浴中，加热30～60min后，取出冷却，精密加入氢氧化钠滴定液，以酚酞的吡啶溶液(1到100)为指示剂，用氢氧化钠滴定液滴定至显红色，并将滴定的结果用空白试验校正。通过消耗氢氧化钠的重量与样品重量计算得到羟值，再通过羟值计算得到样品数均分子量。
[0017]本专利技术所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料的组分当中，聚二醇类化合物的数均分子量与产品的整体性能也有一定关系，当其分子量提高，则其含有的羟基等亲水基团含量不足，无法有效结合气相二氧化硅，同时在产品表面的分布效果也会变弱，但如果其分子量降低，又会导致聚二醇类化合物的吸水性过强，导致产品加工或保存过程中联同气相二氧化硅发生少量团聚，分散性降低。经测试，当所述聚二醇类化合物的分子量在上述优选范围内时，产品各组分可达到最佳的分散性效果和协同性能。
[0018]优选地，所述聚丙树脂为均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂中的至少一种。
[0019]优选地，所述聚丙烯树脂根据GB/T 3682.1
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2018在230℃，2.16kg负荷下的熔体质
量流动速率为1～30g/10min。
[0020]优选地，所述聚磷酸铵的聚合度N＞20。
[0021]优选地，所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
[0022]更优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，两者的质量之比为(0.8～1.2)：(1.8～2.2)。
[0023]更优选地，所述润滑剂为芥酸酰胺。
[0024]本专利技术的另一目的在于提供所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0025]将各组分按配比混合均匀后，加热熔融挤出并冷却切粒，即得所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂75～95份、聚磷酸铵6～9份、气相二氧化硅1.5～3份、聚二醇类化合物3～5份以及加工助剂0.3～0.7份。2.如权利要求1所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚磷酸铵、气相二氧化硅和聚二醇类化合物三者在所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料的质量百分含量之和≤20％。3.如权利要求1所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料，其特征在于，所述气相二氧化硅为亲水型气相二氧化硅，氮吸附比表面积为120～200m2/g。4.如权利要求1所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚二醇类化合物为聚乙二醇类化合物、聚丙二醇类化合物中的至少一种。5.如权利要求4所述高灼热丝起燃温度的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚二醇类化合物的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚南，杨磊，尹朝清，张爽爽，杨泽，陆湛泉，杨霄云，
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：