本發(fā)明涉及高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種紅磷阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯是全球產(chǎn)量最大的樹脂之一、也是發(fā)展和增長最快的塑料品種。聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。具有相對密度小，僅為0.89-0.91，是塑料中最輕的品種之一；良好的力學(xué)性能，成型加工性能好；具有較高的耐熱性，連續(xù)使用溫度可達(dá)110-120℃；化學(xué)性能好，幾乎不吸水，與絕大多數(shù)化學(xué)藥品不反應(yīng)；質(zhì)地純凈，無毒性；電絕緣性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。其工業(yè)應(yīng)用廣泛，大量用于汽車、電氣、機(jī)械、儀表、無線電、紡織、國防等工程配件，日用品，周轉(zhuǎn)箱，醫(yī)療衛(wèi)生器材，建筑材料等領(lǐng)域。但聚丙烯樹脂也存在一些缺點(diǎn)，限制了其使用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展。聚丙烯屬于易燃材料，氧指數(shù)只有18左右。隨著人們安全意識的提高，防火認(rèn)識的加深，在各種設(shè)備，儀器、建筑等部件上，均要求使用阻燃材料。另外聚丙烯的拉伸強(qiáng)度較低，僅可達(dá)到30MPa左右，很難達(dá)到工程塑料的應(yīng)用要求。因此，對聚丙烯進(jìn)行阻燃增強(qiáng)改性，提高聚丙烯的阻燃等級和力學(xué)性能，拓展其使用范圍顯得尤為重要。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種紅磷阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種紅磷阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料，包括如下按質(zhì)量百分比計的組分：優(yōu)選地，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，馬來酸酐接枝率為0.9～1.1MA％，通過熔融指數(shù)測定儀在190℃，2.16kg砝碼，測得其熔融指數(shù)在40g/10min以上。優(yōu)選地，所述均聚型聚丙烯為單一丙烯單體聚合物，其熔融指數(shù)在10-12g/10min，其數(shù)均分子量在8-15萬，并在90℃下烘2小時控制水分在0.1％以下。優(yōu)選地，所述共聚型聚丙烯為乙烯與丙烯的嵌段共聚物，其熔融指數(shù)在4-6g/10min，其數(shù)均分子量在3-10萬，并在90℃下烘2小時控制水分在0.1％以下。優(yōu)選地，所述紅磷阻燃母粒為一種采用微膠囊化、穩(wěn)定化和加強(qiáng)阻燃性的紅磷，經(jīng)過擠出機(jī)熔融、混合冷卻、切粒而成的阻燃母粒。優(yōu)選地，所述硼酸鋅為一種無規(guī)則(或菱形)白色或淡黃色粉末，其具有無毒、低水溶性、高熱穩(wěn)定性、粒度小、比重小、分散性好等特點(diǎn)。優(yōu)選地，所述灼熱絲協(xié)效劑的制備方法如下：按質(zhì)量百分比計，將蜜胺焦磷酸35-45％、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)35-45％、硼酸鋅8-12％、硅氧烷5-10％及鈦酸酯偶聯(lián)劑1-3％置于高速混合機(jī)中，在110-130℃下混合20-30分鐘，冷卻后打包即得灼熱絲協(xié)效劑。優(yōu)選地，所述抗氧劑為空間位阻酚類抗氧劑，包括抗氧劑1010和抗氧劑168中的一種或兩種。優(yōu)選地，所述其它助劑為潤滑劑和熱穩(wěn)定劑。進(jìn)一步優(yōu)選地，其特征在于所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、聚乙烯蠟中的一種或幾種；所述熱穩(wěn)定劑為雙氰胺或三聚氰胺。上述紅磷阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，包括如下步驟：(1)原材料的處理及混合將均聚型聚丙烯和共聚型聚丙烯分別在90℃下烘4小時控制水份在0.1％以下；按重量配比稱取各組分，將均聚型聚丙烯、共聚型聚丙烯和相容劑、玻璃纖維、紅磷阻燃母粒、硼酸鋅、灼熱絲協(xié)效劑、抗氧劑和其它助劑在混料機(jī)中混合2-5min，使各材料充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆?，得到混料?2)熔融擠出將混料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，熔融擠出溫度為180-220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分；(3)造粒及后處理對擠出的物料進(jìn)行冷卻、風(fēng)干、切粒、過強(qiáng)磁、包裝得到成品。一種灼熱絲協(xié)效劑，包括以下按質(zhì)量百分比計的原料，蜜胺焦磷酸35-45％間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)35-45％硼酸鋅8-12％硅氧烷5-10％鈦酸酯偶聯(lián)劑1-3％。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過一種微膠囊化的紅磷阻燃母粒提高了聚丙烯的阻燃等級，使其阻燃等級從HB提升到UL940.8mmV0等級，同時通過加入玻纖纖維提高聚丙烯的拉伸強(qiáng)度，從30MPa提高到80MPa，大大拓展了聚丙烯的使用領(lǐng)域。同時本發(fā)明通過灼熱絲協(xié)效劑的使用，使本發(fā)明的聚丙烯材料達(dá)到歐盟IEC60695標(biāo)準(zhǔn)，即灼熱絲試驗750℃2秒內(nèi)熄滅的要求，可使用在無人看管的電子電氣產(chǎn)品中。本發(fā)明的紅磷阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料能滿足原有聚丙烯樹脂不能應(yīng)用的一些阻燃、高強(qiáng)度要求的情況，極大地增加了聚丙烯樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域。具體實施方式實施例1本發(fā)明灼熱絲協(xié)效劑由以下方法制備得到：將40％重量的蜜胺焦磷酸、40％重量的間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、10％重量的硼酸鋅、8％重量的硅氧烷及2％重量的的鈦酸酯偶聯(lián)劑投入高速混合機(jī)中，在120℃下混合30分鐘，冷卻后打包即得灼熱絲協(xié)效劑。實施例2先將50％重量的均聚型聚丙烯樹脂和10％重量的共聚型聚丙烯在90℃下烘4小時控制水分在0.1％以下；隨后與3％重量的相容劑、10％重量的玻璃纖維、20％重量的紅磷阻燃母粒、4.3％重量的硼酸鋅、2％重量的實施例1的灼熱絲協(xié)效劑、0.1％重量的主抗氧劑四(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)和0.1％輔助抗氧劑三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(168)、0.5％重量的其他助劑通過高速混料機(jī)混合2分鐘后從計量喂料器進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)塑化、熔融，再經(jīng)擠出，熔融擠出溫度為180～220℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分，對擠出的物料進(jìn)行冷卻、風(fēng)干、切粒、過磁、包裝得到產(chǎn)品。實施例3先將38％重量的均聚型聚丙烯樹脂和15％重量的共聚型聚丙烯在90℃下烘4小時控制水分在0.1％以下；隨后與4.5％重量的相容劑、20％重量的玻璃纖維、15％重量的紅磷阻燃母粒、5％重量的硼酸鋅、1.5％重量的實施例1的灼熱絲協(xié)效劑、0.2％重量的主抗氧劑四(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)和0.2％輔助抗氧劑三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(168)、0.6％重量的其他助劑通過高速混料機(jī)混合2分鐘后從計量喂料器進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)塑化、熔融，再經(jīng)擠出，熔融擠出溫度為180～220℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分，對擠出的物料進(jìn)行冷卻、風(fēng)干、切粒、過磁、包裝得到產(chǎn)品。實施例4先將30％重量的均聚型聚丙烯樹脂和20％重量的共聚型聚丙烯在90℃下烘4小時控制水分在0.1％以下；隨后與6％重量的相容劑、30％重量的玻璃纖維、10％重量的紅磷阻燃母粒、2％重量的硼酸鋅、0.5％重量的實施例1的灼熱絲協(xié)效劑、0.2％重量的主抗氧劑四(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)和0.3％輔助抗氧劑三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(168)、1.0％重量的其他助劑通過高速混料機(jī)混合2分鐘后從計量喂料器進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)塑化、熔融，再經(jīng)擠出，熔融擠出溫度為180～220℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分，對擠出的物料進(jìn)行冷卻、風(fēng)干、切粒、過磁、包裝得到產(chǎn)品。實施例5將上述實施例2～4中完成造粒的粒子在80～95℃的鼓風(fēng)烘箱中干燥4～6小時，再將干燥的粒子在100T注塑機(jī)上注塑制樣，制樣過程中保持模溫在30～80℃之間。測試實施例2、實施例3和實施例4所得的紅磷阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料的性能如下表1所示。表1實施例2、實施例3和實施例4所得的紅磷阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料的性能：測試項目測試標(biāo)準(zhǔn)測試條件實施例2實施例3實施例4比重(g/cm3)D79223℃1.301.341.40拉伸強(qiáng)度(Mpa)D63810mm/min486080斷裂伸長率(％)D63810mm/min566彎曲強(qiáng)度(Mpa)D7902mm/min85100120彎曲模量(Mpa)D7902mm/min500060007000缺口沖擊強(qiáng)度(J/m)D2563.2mm,23℃80100120熱變形溫度(℃)D6481.8Mpa,6.4mm110120125灰分(％)GB9345800℃灼燒102030灼熱絲溫度IEC60695℃750750750阻燃性(Class)UL940.8mmV0V0V0綜上所述，是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作出的改變，所產(chǎn)生的功能作用未能超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3