本發明涉及高分子材料
技術領域：
，具體涉及一種紅磷阻燃增強聚丙烯材料及其制備方法。
背景技術：
：聚丙烯是全球產量最大的樹脂之一、也是發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；良好的力學性能，成型加工性能好；具有較高的耐熱性，連續使用溫度可達110-120℃；化學性能好，幾乎不吸水，與絕大多數化學藥品不反應；質地純凈，無毒性；電絕緣性好等諸多優點。其工業應用廣泛，大量用于汽車、電氣、機械、儀表、無線電、紡織、國防等工程配件，日用品，周轉箱，醫療衛生器材，建筑材料等領域。但聚丙烯樹脂也存在一些缺點，限制了其使用領域的進一步拓展。聚丙烯屬于易燃材料，氧指數只有18左右。隨著人們安全意識的提高，防火認識的加深，在各種設備，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度較低，僅可達到30MPa左右，很難達到工程塑料的應用要求。因此，對聚丙烯進行阻燃增強改性，提高聚丙烯的阻燃等級和力學性能，拓展其使用范圍顯得尤為重要。技術實現要素：針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種紅磷阻燃增強聚丙烯材料及其制備方法。本發明上述目的通過以下技術方案予以實現：一種紅磷阻燃增強聚丙烯材料，包括如下按質量百分比計的組分：優選地，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％，通過熔融指數測定儀在190℃，2.16kg砝碼，測得其熔融指數在40g/10min以上。優選地，所述均聚型聚丙烯為單一丙烯單體聚合物，其熔融指數在10-12g/10min，其數均分子量在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，其熔融指數在4-6g/10min，其數均分子量在3-10萬，并在90℃下烘2小時控制水分在0.1％以下。優選地，所述紅磷阻燃母粒為一種采用微膠囊化、穩定化和加強阻燃性的紅磷，經過擠出機熔融、混合冷卻、切粒而成的阻燃母粒。優選地，所述硼酸鋅為一種無規則(或菱形)白色或淡黃色粉末，其具有無毒、低水溶性、高熱穩定性、粒度小、比重小、分散性好等特點。優選地，所述灼熱絲協效劑的制備方法如下：按質量百分比計，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％及鈦酸酯偶聯劑1-3％置于高速混合機中，在110-130℃下混合20-30分鐘，冷卻后打包即得灼熱絲協效劑。優選地，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。優選地，所述其它助劑為潤滑劑和熱穩定劑。進一步優選地，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；所述熱穩定劑為雙氰胺或三聚氰胺。上述紅磷阻燃增強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、灼熱絲協效劑、抗氧劑和其它助劑在混料機中混合2-5min，使各材料充分攪拌分散均勻，得到混料；(2)熔融擠出將混料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，熔融擠出溫度為180-220℃，螺桿轉速為350轉/分；(3)造粒及后處理對擠出的物料進行冷卻、風干、切粒、過強磁、包裝得到成品。一種灼熱絲協效劑，包括以下按質量百分比計的原料，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％鈦酸酯偶聯劑1-3％。本發明的有益效果：本發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度，從30MPa提高到80MPa，大大拓展了聚丙烯的使用領域。同時本發明通過灼熱絲協效劑的使用，使本發明的聚丙烯材料達到歐盟IEC60695標準，即灼熱絲試驗750℃2秒內熄滅的要求，可使用在無人看管的電子電氣產品中。本發明的紅磷阻燃增強聚丙烯材料能滿足原有聚丙烯樹脂不能應用的一些阻燃、高強度要求的情況，極大地增加了聚丙烯樹脂的應用領域。具體實施方式實施例1本發明灼熱絲協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劑投入高速混合機中，在120℃下混合30分鐘，冷卻后打包即得灼熱絲協效劑。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混合2分鐘后從計量喂料器進入雙螺桿擠出機塑化、熔融，再經擠出，熔融擠出溫度為180～220℃之間，螺桿轉速為350轉/分，對擠出的物料進行冷卻、風干、切粒、過磁、包裝得到產品。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混合2分鐘后從計量喂料器進入雙螺桿擠出機塑化、熔融，再經擠出，熔融擠出溫度為180～220℃之間，螺桿轉速為350轉/分，對擠出的物料進行冷卻、風干、切粒、過磁、包裝得到產品。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混合2分鐘后從計量喂料器進入雙螺桿擠出機塑化、熔融，再經擠出，熔融擠出溫度為180～220℃之間，螺桿轉速為350轉/分，對擠出的物料進行冷卻、風干、切粒、過磁、包裝得到產品。實施例5將上述實施例2～4中完成造粒的粒子在80～95℃的鼓風烘箱中干燥4～6小時，再將干燥的粒子在100T注塑機上注塑制樣，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聚丙烯材料的性能：測試項目測試標準測試條件實施例2實施例3實施例4比重(g/cm3)D79223℃1.301.341.40拉伸強度(Mpa)D63810mm/min486080斷裂伸長率(％)D63810mm/min566彎曲強度(Mpa)D7902mm/min85100120彎曲模量(Mpa)D7902mm/min500060007000缺口沖擊強度(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，是本發明的較佳實施例，凡依本發明技術方案所作出的改變，所產生的功能作用未能超出本發明技術方案的范圍時，均屬于本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3