本发明专利技术公开了一种无卤阻燃聚丙烯发泡材料及制备方法。所述发泡材料包括共混的以下组分：高熔体强度聚丙烯，100重量份；磷系水滑石，10～15重量份；发泡剂，3～15重量份，所述方法包括：将所述组分按所述用量熔融共混发泡后制得所述无卤阻燃聚丙烯发泡材料。本发明专利技术所述的发泡材料符合环保要求的可循环利用、非交联、泡孔均匀、物理耐热性高、生产成本低、表面光滑且适合连续化规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子领域，进一步地说，是涉及。
技术介绍
发泡塑料是指以树脂为基础而其内部具有无数气泡的微孔材料，也可以视为以气体为填料的复合材料。发泡塑料的品种很多，由于含有大量气泡，因此具有质轻、隔热、隔音、缓冲、比强度高、价格低廉等优点，在日用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业等领域得到广泛应用。从使用性能方面，与聚乙烯，聚苯乙烯，聚氨酯类发泡材料制品相比，聚丙烯(PP)发泡材料是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，以其独特而优越的性能成为目前增长最快的新型的环保、抗压、缓冲、隔热材料。聚丙烯发 泡制品具有良好的热稳定性，其热变形温度远高于聚乙烯发泡材料，其最高使用温度可达130°C，并且高温下制品的尺寸稳定性好。同时由于聚丙烯的玻璃化温度低于室温，这使其具有比聚苯乙烯更高的抗冲击性能，所以聚丙烯发泡材料具有十分优异的抗震吸能性能以及高的形变后回复率。另外聚丙烯泡沫塑料还具有很好的耐热性、耐化学品、耐油性和隔热性，具有较高的拉伸强度和抗冲击强度以及较高的韧性、适宜和柔顺的表面、优异的微波适应性、良好的环境效应和易于回收等优点。但聚丙烯属易燃物质，燃烧时发热量大，并伴有熔滴，极易传播火焰，在要求阻燃场合的应用受到限制。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。近年来卤素阻燃材料在很多环保评价报告中被指其加工、燃烧和回收过程会释放苯呋喃和二噁英等高毒致癌物质，严重危害环境和人体健康。2003年2月欧盟率先公布了限制卤素的ROHS指令(电子电机产品危害物质限用指令)，德国、美国、日本、中国等也先后出台相关的环境法律法规，电子电气设备的全球生产企业、供应商和客户为了让自身产品和生产线能应对现有和将来的环境法规，在供应链内部作出了最为保险的规定一 “零卤素”。阻燃聚丙烯板材必须替换所使用的溴类，才能继续作为绝缘材料在电子电气产品中使用。目前使用较为成熟的聚丙烯无卤阻燃剂包括氢氧化物、磷系和氮系及其复配。氢氧化物阻燃剂以氢氧化镁、氢氧化铝为代表，往往添加量在60wt %以上才能使聚丙烯达到绝缘片所要求的UL94V0阻燃等级，却又导致阻燃聚丙烯加工困难。磷系阻燃剂以红磷、有机磷酸酯为代表，添加量较氢氧化物低，但因制品吸水率大和渗出率高而降低聚丙烯板材的绝缘等级。氮系阻燃剂以三聚氰胺类、三嗪类为代表，但在聚丙烯绝缘板材厚度为O. 125-0. 75mm范围内均无法达到高的阻燃等级。因此，研制低烟无卤的环保型阻燃PP复合材料有着十分重要的现实意义。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了。以水滑石(LDHs)为主要阻燃改性材料、多步本体聚合法高熔体强度聚丙烯为基础树脂的组分共混捏合，并利用化学发泡法通过挤出机加工成型得到一种符合环保要求的可循环利用、非交联、泡孔均匀、物理耐热性高、生产成本低、表面光滑且适合连续化规模生产的无卤阻燃聚丙烯发泡材料。本专利技术的目的之一是提供一种无卤阻燃聚丙烯发泡材料。包括共混的以下组分 高熔体强度聚丙烯，100重量份；憐系水滑石，10 15重量份；优选12 15重量份；发泡剂,3 15重量份,优选3 10重量份,更优选5 10重量份；高熔体强度聚丙烯(HMSPP)被认为是制造聚丙烯发泡材料的最有利的基础树脂。与通用聚丙烯相比，高熔体强度聚丙烯在熔化状态下具有较高延展和剪切粘度。当制造发泡片材时，该特性尤为重要，由于减压作用下的气泡膨胀阶段这种高熔体强度允许聚合物支撑泡沫的整个蜂窝状结构，减少气泡合并等相关的问题，特定流变能力允许在泡沫膨胀过程中的气泡的稳定增加。制备高熔体强度的聚丙烯方法通常是通过多个反应器制备宽分子量分布聚丙烯或用茂金属催化剂原位聚合得到长支链聚丙烯，从而提高最终聚合物的熔体强度。其中，采用多个串联的反应器制备宽分子量分布聚丙烯是最为常用的，其通常是在选择不同的氢气量、不同的共聚单体，即有利于生产不同分子量聚合物的不同反应器中通过串联聚合得到宽分子量分布(MWD)的聚丙烯，例如其中一种反应器有利于生产较高分子量的聚合物，而另一种反应器则有利于生产较低分子量的聚合物。为了获得最好的丙烯聚合物的性能，优化的聚合物产物应含有一定量的很高分子量聚合物和一定量的低分子量聚合物。本专利技术所述高熔体强度聚丙烯，具有以下特征(I)熔融指数(190 °C /2. 16kg)为 I. O-lOg/min,优选为 I. 6_6g/min,更优选为2.5_6g/min ；(2)分子量分布 Mw/Mn = 6-20 ;优选 9. 0-16. O ；(3)分子量大于500万级分的含量大于或等于O. Swt %，优选大于或等于1.0Wt%，更优选大于或等于I. 5wt% ；(4)MZ+1/Mn大于或等于70，优选大于或等于80 ；优选地，所述高熔体强度聚丙烯的分子量小于5万级分的含量大于或等于15. 0wt%，小于或等于40%，更优选大于或等于17. 5wt%，小于或等于30%。以上所述的高熔体强度聚丙烯，其熔体强度可以大于O. 8牛顿，甚至可超过2. 2牛顿，主要可用于制备发泡制品、双向拉伸薄膜、热成形制品及吹塑制品。所述的高熔体强度的聚丙烯是通过以下方法实现的在串联操作的不同丙烯聚合反应阶段中，根据不同分子量级分的要求，通过控制Ziegler-Natta催化剂体系中外给电子体组分在不同反应阶段的种类和比例，优选地结合分子量调节剂用量的控制，可制备具有宽分子量分布、并含有极高分子量级分的聚丙烯，具有很好的力学性能，特别是具有很高的熔体强度。包括在两个或两个以上的串联操作的反应器中，进行两阶段或两阶段以上丙烯均聚合反应第一阶段=Ziegler-Natta催化剂存在下，聚合温度下，较低的氢气含量(小于等于300ppmV)或无氢气，进行丙烯的均聚合反应，得到MFR为O. 01-0. 3g/10min,所述的Ziegler-Natta催化剂基本上是以下组分的反应产物，(I) 一种以镁、钛、卤素和内给电子体为主要组分的固体催化剂组分、(2) —种有机铝组分、(3)第一外给电子体组分；其中组分⑴与组分⑵之间的比例以铝/钛比计为10 500(重量比)；有机铝⑵与第一外给电子体组分间的比例为10 150(重量比)。第二阶段在第一阶段反应生成物的基础上，氢气存在下，加入第二外给电子体组分进行丙烯的均聚合反应，最终聚合物的MFR为O. l-10g/min ;补入第二外给电子体组分的量按第一阶段加入的有机铝组分的量确定，有机铝组分与第二外给电子体组分间的比例为I 50 (重量比)。其中第一外给电子体组分如!^斤⑴妁“所示’式中尺相同或不同’为仏弋支化的或环状的脂族基团A2SC1-C3直链脂族基团，例如甲基、乙基或丙基；11为I或2。 其中第二外给电子体组分如通式R3nSi (OR4)4^n所示，式中η为O或I或2，R3和R4为相同或不同的C1-C3直链脂族基团；或如通式为R5R6Si (0R7) 2所示，通式中R7为C1-C3直链脂族基团，R5为C1-C3直链脂族基团，R6为C3-C6支化的或环状的脂族基团。第一阶段与第二阶段的氢气加入量以最终熔融指数本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无卤阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于包括共混的以下组分：高熔体强度聚丙烯，100重量份；磷系水滑石，10～15重量份；发泡剂，3～15重量份，所述高熔体强度聚丙烯，具有以下特征：(1)熔融指数(190℃/2.16kg)为1.0？10g/min；(2)分子量分布Mw/Mn＝6？20；(3)分子量大于500万级分的含量大于或等于0.8wt％；(4)Mz+1/Mn大于或等于70；所述磷系水滑石为磷酸根插层水滑石；所述发泡剂为偶氮类发泡剂，亚硝基类发泡剂或酰肼类发泡剂中的一种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏，吕明福，张师军，高达利，吕芸，杨庆泉，徐萌，徐凯，陈力，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。