本發(fā)明涉及高分子阻燃材料領(lǐng)域，特別是一種低煙無鹵阻燃聚丙烯及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著塑料技術(shù)的發(fā)展以及社會(huì)需求的進(jìn)步，阻燃電纜正在生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，越來越多的場(chǎng)合要求使用阻燃電纜。然而由于聚丙烯的填充性差，無法使用氫氧化鋁或者氫氧化鎂進(jìn)行填充阻燃，所以很多場(chǎng)合只能使用含鹵阻燃劑改性的聚丙烯。然而由于這樣的材料在燃燒時(shí)會(huì)釋放出大量的有毒有害氣體，會(huì)對(duì)人員以及環(huán)境造成很大的危害。在這種情況下，市場(chǎng)需要一種改進(jìn)的電線、電纜材料，確保燃燒時(shí)釋放氣體量低，氣體酸性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，既能使聚丙烯具有阻燃功能，而且燃燒時(shí)不會(huì)釋放大量有毒有害氣體，本發(fā)明的另一目的是提供一種低煙無鹵阻燃聚丙烯的制備方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比的各組分：聚丙烯55～65％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10～15％，阻燃劑22～33％以及抗氧助劑1～3％，各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

優(yōu)選的，所述聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中所述均聚聚丙烯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40～60％。

優(yōu)選的，所述馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物熔融指數(shù)為0.5～1.5g/10min。

優(yōu)選的，所述阻燃劑為羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末，粉末的平均粒徑≤10μm。

優(yōu)選的，所述抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中所述四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25～50％。

為實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明還提供如下技術(shù)方案：

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、按組成原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比稱取各組分，先將阻燃劑投入高低速混料機(jī)中，設(shè)定溫度為85～95℃，預(yù)混3～5min，然后將其余組分投入高低速混料機(jī)中，混合3～5min，使各組分混合均勻。

步驟2、將混勻的原料放出后，加至雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，拉出料條后經(jīng)過水槽冷卻、切粒、干燥后包裝。

其中，步驟2中雙螺桿擠出機(jī)第一區(qū)的加熱溫度為170～175℃、第二區(qū)至第十區(qū)的加熱溫度為180～185℃、機(jī)頭的加熱溫度180～185℃。

其中，步驟2中制得的電纜料為粒型，形狀為圓柱體，長(zhǎng)度為0.5cm，橫截面直徑為0.2～0.3cm。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：第一，本發(fā)明中基材樹脂選擇了均聚聚丙烯與共聚聚丙烯按合適比例共混使用改善了材料的可塑性；第二，增韌劑的使用，改善了阻燃劑與基材樹脂的親和性，提高了材料的抗開裂性能；第三，優(yōu)質(zhì)的無鹵阻燃劑的添加可以提高材料的阻燃性能，同時(shí)不會(huì)釋放出鹵酸氣體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

實(shí)施例1

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比的各組分：聚丙烯55％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)15％，阻燃劑29％以及抗氧助劑1％，各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數(shù)為0.7g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50％。

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、按組成原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比稱取各組分，先將阻燃劑投入高低速混料機(jī)中預(yù)混3～5min，加熱溫度為85～95℃，然后將其余組分投入高低速混料機(jī)中混合3～5min，使各組分混合均勻。

步驟2、將混勻的原料放出后，加至雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，拉出料條后經(jīng)過水槽冷卻、切粒、干燥后包裝，雙螺桿擠出機(jī)第一區(qū)的加熱溫度為170～175℃、第二區(qū)至第十區(qū)的加熱溫度為180～185℃、機(jī)頭的加熱溫度180～185℃，制得的電纜料為粒型，形狀為圓柱體，長(zhǎng)度為0.5cm，橫截面直徑為0.2～0.3cm。

電纜的擠出制作：將所述電纜料的制備中最終得到的粒型電纜料，通過電線電纜擠塑機(jī)擠出，包覆在導(dǎo)體線芯上，第一區(qū)的加熱溫度為160～170℃、二區(qū)的加熱溫度為170～180℃、三區(qū)的加熱溫度為180～185℃、四區(qū)的加熱溫度為180～185℃、機(jī)頭的加熱溫度為180～190℃。

將實(shí)施例1制備的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。

表1測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

由表1所示，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，實(shí)施例1產(chǎn)品的氧指數(shù)達(dá)到了33％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達(dá)到V0級(jí)，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗(yàn)。這幾個(gè)測(cè)試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測(cè)試項(xiàng)目中，有焰法和無焰法的測(cè)試結(jié)果都能滿足JB/T10707-2007標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測(cè)試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗(yàn)和表面硬度測(cè)試證明該材料在保持很高的硬度的同時(shí)具有較強(qiáng)的韌性。

實(shí)施例2

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比的各組分：聚丙烯60％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)13％，阻燃劑25％以及抗氧助劑2％，各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數(shù)為0.9g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50％。

利用實(shí)施例2中配方，根據(jù)實(shí)施例1中提供的制備方法制得產(chǎn)品，進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。

表2測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

由表2所示，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，實(shí)施例2產(chǎn)品的氧指數(shù)達(dá)到了30％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達(dá)到V0級(jí)，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗(yàn)。這幾個(gè)測(cè)試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測(cè)試項(xiàng)目中，有焰法和無焰法的測(cè)試結(jié)果都能滿足JB/T10707-2007標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測(cè)試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗(yàn)和表面硬度測(cè)試證明該材料在保持很高的硬度的同時(shí)具有較強(qiáng)的韌性。

實(shí)施例3

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比的各組分：聚丙烯65％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)10％，阻燃劑23％以及抗氧助劑2％，各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數(shù)為0.8g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50％。

利用實(shí)施例3中配方，根據(jù)實(shí)施例1中提供的制備方法制得產(chǎn)品，進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。

表3測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

由表3所示，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，實(shí)施例3產(chǎn)品的氧指數(shù)達(dá)到了29％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達(dá)到V0級(jí)，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗(yàn)。這幾個(gè)測(cè)試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測(cè)試項(xiàng)目中，有焰法和無焰法的測(cè)試結(jié)果都能滿足JB/T10707-2007標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測(cè)試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗(yàn)和表面硬度測(cè)試證明該材料在保持很高的硬度的同時(shí)具有較強(qiáng)的韌性。

實(shí)施例4

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比的各組分：聚丙烯55％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)10％，阻燃劑33％以及抗氧助劑2％，各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數(shù)為1.5g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25％。

利用實(shí)施例4中配方，根據(jù)實(shí)施例1中提供的制備方法制得產(chǎn)品，進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

表4測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

由表4所示，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，實(shí)施例4產(chǎn)品的氧指數(shù)達(dá)到了30％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達(dá)到V0級(jí)，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗(yàn)。這幾個(gè)測(cè)試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測(cè)試項(xiàng)目中，有焰法和無焰法的測(cè)試結(jié)果都能滿足JB/T10707-2007標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測(cè)試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗(yàn)和表面硬度測(cè)試證明該材料在保持很高的硬度的同時(shí)具有較強(qiáng)的韌性。

實(shí)施例5

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比的各組分：聚丙烯65％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)10％，阻燃劑22％以及抗氧助劑3％，各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數(shù)為0.5g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40％。

利用實(shí)施例5中配方，根據(jù)實(shí)施例1中提供的制備方法制得產(chǎn)品，進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

表5測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

由表5所示，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，實(shí)施例5產(chǎn)品的氧指數(shù)達(dá)到了28％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達(dá)到V0級(jí)，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗(yàn)。這幾個(gè)測(cè)試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測(cè)試項(xiàng)目中，有焰法和無焰法的測(cè)試結(jié)果都能滿足JB/T10707-2007標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測(cè)試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗(yàn)和表面硬度測(cè)試證明該材料在保持很高的硬度的同時(shí)具有較強(qiáng)的韌性。

以上實(shí)施例均表明本發(fā)明提供的低煙無鹵阻燃聚丙烯具有優(yōu)異的阻燃性能，不會(huì)釋放有毒的鹵酸氣體，是一種環(huán)境友好的阻燃材料。本發(fā)明具有良好的可塑性，阻燃劑與聚丙烯之間具有良好的親和性，抗開裂性能好，具有優(yōu)良阻燃性能的同時(shí)不會(huì)釋放有毒的鹵酸氣體，極大地減少了發(fā)生火災(zāi)時(shí)有害氣體對(duì)人員的危害。