一种抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物及其制备方法技术

技术编号:5091100 阅读:175 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物及其制备方法。该方法采用熔融共混的方法,使载体树脂包覆羟基多元醇、磷氮膨胀型阻燃剂和粘土混合物,首先制备了抗湿性膨胀型阻燃复合物。将制得的阻燃复合物与聚烯烃树脂熔融共混制备所述聚烯烃混合物。聚烯烃树脂100质量份、载体树脂5~15质量份、羟基多元醇10~20质量份、磷氮膨胀型阻燃剂15~30质量份、粘土1~3质量份。本发明专利技术制得的聚烯烃混合物具有抗湿性能好、热稳定性高,机械性能优良,阻燃性能突出、低烟、低毒、无熔滴,可应用于潮湿环境,且对生产设备要求低,生产效率高,便于大规模生产和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及树脂阻燃改性领域,更详细的是无卤阻燃聚烯烃混合物,尤其是抗湿 性磷氮膨胀型阻燃聚烯烃混合物。本专利技术还涉及所述阻燃聚烯烃混合物的制备方法。
技术介绍
聚烯烃作为最重要的热塑性树脂之一,广泛应用于生产和生活的各个方面,但由 于易燃烧,限制了其进一步应用。传统的含卤阻燃剂虽具有良好的阻燃性能,但在燃烧时会 产生大量的烟雾和有毒气体,造成二次污染,因此研究无卤阻燃聚烯烃非常必要。其中,磷 氮膨胀型阻燃体系因其阻燃效率较高、低烟、无毒、无腐蚀性气体释放等特点,最有希望取 代含卤阻燃剂,被认为是当今无卤阻燃材料的发展方向之一。虽然膨胀型阻燃体系克服了许多传统阻燃剂存在的缺点,但在实际应用中仍存在 很多问题。如炭源羟基多元醇,由于其自身的结构特点,吸湿性很强,易团聚,与非极性聚烯 烃基体相容性差,在高温高湿的情况下极易向材料表面迁移渗出,降低了材料的综合性能 尤其是阻燃性能,进而限制了磷氮膨胀型阻燃材料在潮湿环境中的应用。为了解决上述问题,国内外对磷氮膨胀型阻燃体系进行了大量的研究。其中, 胶囊化(包覆)是改善阻燃剂的抗湿性和相容性最为有效的方法。中国专利技术专利申 请200610026448. 6公开了将磷氮膨胀型阻燃剂、有机硅和有机溶剂(苯、甲苯或二氧 六环)等,通过加热搅拌反应和微胶囊处理,制备了抗湿性膨胀型阻燃剂,有效改善了 阻燃剂及其阻燃聚丙烯混合物的抗湿性能;吴昆分别采用三聚氰胺-甲醛(MF)树脂 (Microencapsulation of Ammonium Polyphosphate !Preparation,Characterization and its flameretardance in Polypropylene, Polymer Composites,2008,29 (8) :854_860) 禾口尿素一三聚氛胺一甲酸(UMF)丰对月旨(Micro encapsulated ammonium polyphosphate withurea-melamine-formaldehyde shell -preparation, characterization, and its flame retardance inpolypropylene, Polymers forAdvancedTechnologies,2008,19 (8) 1118-1125)为囊材,通过原位聚合微胶囊化技术,制备了具有核-壳结构的微胶囊聚磷酸 铵(MFAPP)。所制得的MFAPP降低了 APP的溶解度,改善了 APP在聚丙烯(PP)中分散以及 PP/APP体系的抗湿性能。然而,上述方法制备过程复杂、周期长,而且使用苯和甲醛等有机 溶剂,不环保。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的磷氮膨胀型阻燃体系改性方法存在的缺点,提供一 种力学性能和阻燃性能优良的抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物及其制备方法。本专利技术使用载体树脂,通过熔融共混的方法,将羟基多元醇、磷氮膨胀型阻燃剂和 粘土按一定的配比浓缩到载体树脂上,粉碎后制成包覆型抗湿性阻燃复合物,有效解决了 磷氮膨胀型阻燃体系极性大、抗湿性差和分散不均勻等缺点。本专利技术目的通过如下技术方案实现一种抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物的制备方法,包括如下步骤(1)在双辊温度为140 190°C的开放式热炼机上加入载体树脂,待其熔融包辊 后,先加入羟基多元醇,熔融混炼均勻后,再加入磷氮膨胀型阻燃剂和粘土,再混炼均勻后 出片,粉碎后制得抗湿性阻燃复合物,各原料组分的质量份数如下a、载体树脂5 15b、羟基多元醇10 20C、磷氮膨胀型阻燃剂 15 30d、粘土1 3所述载体树脂为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚丙烯(PP)、聚丙烯接枝马来酸酐 (PP-g-MAH)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA);所述羟基多元醇为季戊四醇(PER)、双季戊四醇(DPER)或三季戊四醇(TPER);所述磷氮膨胀型阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐(MP)、三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)或三聚 氰胺多磷酸盐(MPPl)。所述组分d的粘土为有机蒙脱土或高岭土 ;(2)在双辊温度为140 190°C的开放式热炼机上加入聚烯烃树脂,待其熔融包辊 后,依次加入抗氧剂和所述抗湿性阻燃复合物,混炼均勻即可制得抗湿性膨胀型阻燃聚烯 烃混合物;以质量份数计,聚烯烃树脂为100份,抗氧剂B215为0. 1 0. 2份,抗湿性阻燃 复合物为20 50份;所述聚烯烃树脂为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。为进一步实现本专利技术目的,步骤⑴所述的双辊温度优选为170 190°C。所述步骤(1)的熔融混炼的时间优选为5 10分钟。所述步骤(1)的再混炼的时间优选为5 10分钟。所述步骤(2)的混炼的时间优选为10 15分钟。一种抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物,由上述方法制备。本专利技术与现有技术相比,具有如下优点(1)通过载体树脂包覆的方法,可以同时改善膨胀阻燃体系的抗湿性、热稳定性 (见图2)、分散性和与基体树脂的相容性(见图1);(2)以粘土为协效阻燃剂,大大提高了体系的阻燃效率,较低的添加量就能使材料 的阻燃性能达到UL94V-0级、无熔滴;(3)不使用甲醛和甲苯等有机溶剂,绿色环保;(4)对生产设备要求低,加工工艺简单,容易控制,便于大规模生产,具有良好的应 用及推广前景。附图说明图Ia为直接法制备膨胀型阻燃PP混合物(PP/MPP/PER,见比较例1)试样燃烧(氧 指数测试)残余物的数码照片(其中,PP为100质量份,MPP为25. 2质量份,PER为8. 3质 量份);图Ib为实施例1所制备抗湿性膨胀型阻燃PP混合物试样燃烧(氧指数测试)残 余物的数码照片(其中,PP为100质量份,抗湿性阻燃复合物为33. 5质量份);图2a为直接法制备膨胀型阻燃PP混合物(见比较例1)试样冲击断面的SEM照 片;图2b为本专利技术实施例1所制备抗湿性膨胀型阻燃PP混合物试样冲击断面的SEM 照片;图3为直接法制备膨胀型阻燃PP混合物(见比较例1)与本专利技术实施例1所制备 抗湿性膨胀型阻燃PP混合物试样的TGA和DTG曲线图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明,但是本专利技术的实施例并不限于 此。实施例1在双辊温度为190°C的开放式热炼机(型号XKR-160,广东湛江机械厂)上加入5 质量份载体树脂热塑性聚氨酯弹性体(TPU,聚酯型,牌号3690AU,熔融指数2. 5g/10min,德 国拜尔公司),待其熔融包辊后,先加入10质量份的季戊四醇(PER,天津市科密欧化学试剂 开发中心),熔融混炼10分钟后,再加入30质量份的三聚氰胺焦磷酸盐(MPP,江门市高端 化工科技有限公司)和3质量份的有机蒙脱土(0ΜΜΤ,1. 44P,美国Nanocor公司),继续混 炼10分钟,均勻后出片,粉碎为抗湿性阻燃复合物。在辊温为170°C的开放式双辊热炼机上先加入100质量份聚丙烯(PP,牌号T30S, 熔融指数为3. Og/lOmin,中国石油化工股份有限公司茂名分公司),待其熔融包辊后依次 加入0. 1质量份抗氧剂(B215,瑞士汽巴精细化工公司),33. 5质量份上述抗湿性阻燃复合 物,混炼15分钟后出片,然后在平本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物的制备方法,其特征在于包括如下步骤:(1)在双辊温度为140~190℃的开放式热炼机上加入载体树脂,待其熔融包辊后,先加入羟基多元醇,熔融混炼均匀后,再加入磷氮膨胀型阻燃剂和粘土,混炼均匀后出片,粉碎后制得抗湿性阻燃复合物,各原料组分的质量份数如下:a、载体树脂 5~15b、羟基多元醇 10~20c、磷氮膨胀型阻燃剂 15~30d、粘土 1~3所述载体树脂为热塑性聚氨酯弹性体、聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;所述羟基多元醇为季戊四醇、双季戊四醇或三季戊四醇;所述磷氮膨胀型阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐或三聚氰胺多磷酸盐;所述粘土为有机蒙脱土或高岭土;(2)在双辊温度为140~190℃的开放式热炼机上加入聚烯烃树脂,待其熔融包辊后,依次加入抗氧剂和所述抗湿性阻燃复合物,混炼均匀即可制得抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物;以质量份数计,聚烯烃树脂为100份,抗氧剂B215为0.1~0.2份,抗湿性阻燃复合物为20~50份;所述聚烯烃树脂为聚丙烯、聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:曾幸荣赖学军李红强尹昌宇张海丽
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:81[]

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