本发明专利技术涉及一种聚丙烯材料，具体讲，涉及一种用石墨烯改性的阻燃聚丙烯材料。所述的无卤阻燃聚丙烯中含有聚丙烯69～77wt%、阻燃剂23～25wt%、阻燃协效剂0.01～2wt%；其中，阻燃剂选自三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸铵、季戊四醇中至少一种；阻燃协效剂选自石墨烯。本法发明专利技术的阻燃聚丙烯材料有效的提高了阻燃PP的阻燃性能，并且提升了阻燃材料的力学性能。
Graphene modified flame-retardant polypropylene material and preparation method thereof
The invention relates to a polypropylene material, in particular to a flame-retardant polypropylene material modified by graphene. Halogen-free flame retardant polypropylene in the polypropylene containing 69 ~ 77wt%, 23 ~ 25wt% flame retardant, flame retardant synergistic agent is 0.01 to 2wt%; the flame retardant agent selected from the group consisting of melamine polyphosphate, at least one of ammonium polyphosphate and pentaerythritol; flame retardant synergistic agent selected from the group consisting of graphene. The flame retardant polypropylene material prepared by the method can effectively improve the flame retardancy of the flame retardant PP and improve the mechanical properties of the flame retardant material.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚丙烯材料，具体讲，涉及一种用石墨烯改性的阻燃聚丙烯材料。
技术介绍
近年来，无卤阻燃塑料备受人们的关注，无卤阻燃PP更是发展迅速，截至2001年，全球阻燃PP中已超过20%的无卤阻燃产品。在适用于PP的无卤阻燃剂中，主要有氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、微胶囊化红磷、膨胀石墨及磷一氮系膨胀阻燃剂(IFR)等，其中尤以IFR最为用户青睐。但传统的膨胀阻燃剂也存在着一些问题，比如生成的膨胀炭层致密性较差、热稳定性欠佳、阻燃效率不够理想。因此，开发高效、耐热的IFR，仍是当今阻燃领域内一个为之感兴趣的 课题。石墨烯是目前已知最薄的材料，其具有独特的二维碳原子片层结构，同时，石墨烯具有非常优良的导电性。此外，石墨烯还具有其它一些优异的物理化学特性，如高吸附性、高化学稳定性，高达2630 m2 /g的理论比表面积、铁磁性、良好的导热性等。文献 Graphene filled polymer nanocomposites (Journal of MaterialsChemistry, 2010)和文献Functionalized Graphenes and Thermoplastic NanocompositesBased upon Expanded Graphite Oxide (Polymer Science&Technology General,2009)中公开了石墨烯/聚合物(纳米复合物)的制备，并公开了将石墨烯加入到PP、PU、SAN、PA6、PC、PMMA中可提高其力学性能、电学性能、热力学性能，并提到了一些潜在的应用，如用来结构加强、功能强化，用于传感器、防静电和EMI屏蔽材料、电极条、感应材料等。现有技术中仅笼统介绍了一些石墨烯的在聚合物中的应用，并未文献公开石墨烯可以作为一种阻燃助齐U。目前已经有少量研究将石墨烯作为协同剂与膨胀阻燃剂混合作为材料的阻燃体系，使材料的阻燃性能和热力学性能都有所提升。为此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的首要专利技术目的在于提出了一种无卤阻燃聚丙烯材料。本专利技术的第二专利技术目的在于提出了该无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法。为了实现本专利技术的目的，采用的技术方案为:本专利技术涉及一种无卤阻燃聚丙烯材料，该无卤阻燃聚丙烯中含有聚丙烯69 77wt%、阻燃剂23 25wt%、阻燃协效剂0.01 2wt% ;其中，阻燃剂选自三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸铵、季戊四醇中的至少一种；阻燃协效剂选自石墨烯。本专利技术的第一优选技术方案为:无卤阻燃聚丙烯中还含有增韧剂，所述的增韧剂选自聚丁二烯的接枝共聚物，其质量百分比含量为无卤阻燃聚丙烯质量的0.1 4%，优选I 4%。本专利技术的第二优选技术方案为:无卤阻燃聚丙烯中含有聚丙烯69 77wt%、阻燃剂23 25wt%、石墨烯I 2wt%、聚丁二烯的接枝共聚物I 4wt%。本专利技术的第三优选技术方案为:所述的阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐和季戊四醇的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐和季戊四醇的重量比为I 5:1，优选2 4:1，更优选3:1。本专利技术还涉及该阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:先将阻燃剂、阻燃协效剂和/或增韧剂按比例共混挤出造粒，制备得到阻燃母料；然后再将阻燃母料与聚丙烯经分散混合后，通过挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒、包装得到成品。其中，制备阻燃母料的挤出造粒温度为:第一温度区温度为170 180°C ;第二温度区温度为185 195°C;第三温度区温度为200 210°C;第四温度区温度为215 225°C;机头温度为205 215°C;主机转速:30 40转/分钟。优选为:第一温度区温度为175 1800C ;第二温度区温度为190 195°C ;第三温度区温度为205 210°C ;第四温度区温度为210 215°C ;机头温度为210 215°C ;主机转速:35 40转/分钟。其中，将阻燃母料和聚丙烯分散混合后，通过挤出机挤出时螺筒各分区温度为:第一温度区温度为175 185°C ;第二温度区温度为180 190°C ;第三温度区温度为190 2000C ;第四温度区温度为205 215°C ;机头温度为200 210°C ;主机转速:30 40转/分钟。优选为，第一温度区温度为185 190°C;第二温度区温度为190 195°C;第三温度区温度为195 200°C ;第四温度区温度为210 215°C ;机头温度为205 210°C ;主机转速:35 40转/分钟。其中，在挤出过程中，挤出机为双螺杆挤出机、单螺杆挤出机。下面对本专利技术的技术方案做进一步的解释和说明。本专利技术的目的在于研究一种阻燃性能好、环保的无卤阻燃聚丙烯，本专利技术采用石墨烯来提高阻燃聚丙烯的各项性能。通过对石墨烯含量的试验证实，在阻燃聚丙烯中添加重量百分比含量为I 2%的石墨烯，有效的提高了阻燃PP的阻燃性能，并且提升了阻燃材料的力学性能，其拉伸强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度等力学参数的性能达到最佳。同时本专利技术还对阻燃聚丙烯中的阻燃剂的选择和用量改进，通过实验证实，采用三聚氰胺聚磷酸盐和季戊四醇的3:1的混合物制备阻燃聚丙烯，聚丙烯的阻燃效果及力学性能达到最佳。本专利技术的具体实施方式仅限于进一步解释和说明本专利技术，并不对本专利技术的内容构成限制。具体实施例方式实施例1 7下表为实施例1-7的各组组分所占重质量百分比，其中阻燃剂采用三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)，协效剂为石墨烯:表1:权利要求1.一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的无卤阻燃聚丙烯中含有聚丙烯69 77wt%、阻燃剂23 25wt%、阻燃协效剂0.0l 2wt% ;其中，阻燃剂选自三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸铵、季戊四醇中的至少一种；阻燃协效剂选自石墨烯。2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的无卤阻燃聚丙烯中还含有增韧剂，所述的增韧剂选自聚丁二烯的接枝共聚物，其质量百分比含量为无卤阻燃聚丙烯质量的0.1 4%，优选I 4%。3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的无卤阻燃聚丙烯中含有聚丙烯69 77wt%、阻燃剂23 25wt%、石墨烯I 2wt%、聚丁二烯的接枝共聚物I 4wt%。4.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐和季戊四醇的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐和季戊四醇的重量比为I 5:1，优选2 4:1，更优选3:1。5.一种根据权利要求1或2所述的阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:先将阻燃剂、阻燃协效剂和/或增韧剂按比例共混挤出造粒，制备得到阻燃母料；然后再将阻燃母料与聚丙烯经分散混合后，通过挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒、包装得到成品。6.根据权利要求5所述的阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，制备阻燃母料的挤出造粒温度为:第一温度区温度为170 180°C ;第二温度区温度为185 195°C ;第三温度区温度为200 210°C ;第四温度区温度为215 225°C ;机头温度为205 215°C ;主机转速:30 40转/分钟。7.根据权利要求6所述的阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，第一温度区温度为175 180本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的无卤阻燃聚丙烯中含有聚丙烯69～77wt%、阻燃剂23～25wt%、阻燃协效剂0.01～2wt%；其中，阻燃剂选自三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸铵、季戊四醇中的至少一种；阻燃协效剂选自石墨烯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺芳，孙兆懿，孟征，钱晶，郭新利，黄兴宇，
申请(专利权)人：北京航天凯恩化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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