[发明专利]无表面析出阻燃聚丙烯复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无表面析出阻燃聚丙烯复合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)因其优异的综合性能和良好的性能价格比、宽泛的加工成型条件而成为广泛应用的通用塑料之一。但聚丙烯易燃烧，其极限氧指数为17.0-18.0％，在空气中着火后不能熄灭，因此对用于易产生火灾的设施和场所，聚丙烯必须进行阻燃改性。

聚丙烯的阻燃改性可通过加入具有延缓燃烧化学和物理反应过程的阻燃剂来实现。就现有技术而言，用于聚丙烯的阻燃剂有卤素阻燃剂和无卤素阻燃剂，也可以是卤素阻燃剂和无卤素阻燃剂的复配物。随着人们对提升材料安全性和减少其对环保影响要求的提高，阻燃材料的高效低卤素化，甚至无卤素化是今后发展的重点方向。聚丙烯用无卤素阻燃剂近年来取得了一定进展，但目前使用的磷-氮膨胀型、金属氢氧化物、红磷、膨胀石墨、有机硅-无机化合物等无卤素阻燃体系，都存在阻燃剂添加量大，对材料性能影响大等缺陷，因此广泛应用还存在很大的局限性，因此当前高效环保的阻燃聚丙烯仍然以卤素阻燃剂为主。

可用于聚丙烯的卤素阻燃剂有氯系阻燃剂和溴系阻燃剂，由于氯系阻燃剂的阻燃效率或者是耐热性不足(如氯化石蜡)因此在阻燃聚丙烯中极少使用。当前聚丙烯阻燃使用的溴系阻燃剂有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、三(2，3-二溴丙基)异氰尿酸酯(TBC)、1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷(BT93)、四溴双酚A二(2，3-二溴丙基)醚(OBE，在中国简称八溴醚)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚S二(2，3-二溴丙基)醚(在中国简称八溴S醚)等。采用上述阻燃剂与锑氧化物复配用于聚丙烯阻燃大多数为成熟的公知技术，以十溴二苯醚、十溴二苯乙烷等阻燃聚丙烯，因添加量大而影响材料力学性能，TBC和BT93阻燃效率一般且价格贵，OBE等阻燃效率高但易从阻燃聚丙烯表面析出。近年来，国内外高效的聚丙烯用阻燃剂为八溴S醚，如中国专利200610029852，美国专利6780914和7067576等报道了采用八溴S醚与三氧化二锑复配体系来阻燃聚丙烯，虽然其阻燃效率较高，耐析出性良好，但由于生产八溴S醚的双酚S原料来源有限(主要是生产过程污染严重)，因此价高，市场供应难以保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种无表面析出阻燃聚丙烯复合物及其制备方法，本发明的无表面析出阻燃聚丙烯复合物的组分和重量百分数包括：聚丙烯树脂70-98.5％、三聚氰胺氢溴酸盐1-15％、次膦酸盐0.3-7％、阻燃增效剂0.2-4％、阻燃协效剂0-2％、抗氧剂0-1％和加工助剂0-1％。本发明的阻燃聚丙烯复合物的制备方法，是将聚丙烯树脂、三聚氰胺氢溴酸盐、次膦酸盐、阻燃增效剂、阻燃协效剂、抗氧剂和加工助剂按比例称量后混合均匀，然后将上述混合物熔融混炼，造粒、干燥后即得到无表面析出阻燃聚丙烯复合物。本发明的阻燃聚丙烯复合物，阻燃等级可达到UL94 V-0，阻燃效率高，流动性好，不析出，可满足建材、电器外壳、插座、波纹管和灯饰灯具等用阻燃材料的使用要求。

本发明的无表面析出阻燃聚丙烯复合物，其组分及重量百分数包括：

聚丙烯树脂 70-98.5％，

三聚氰胺氢溴酸盐(MHB) 1-15％，

次膦酸盐 0.3-7％，

阻燃增效剂 0.2-4％，

阻燃协效剂 0-2％，

抗氧剂 0-1％，

加工助剂 0-1％；

所述的聚丙烯树脂是指均聚PP和共聚PP；

所述的次膦酸盐指具有如下结构(I)的化合物：

其中，R₁＝H、C1-12烷基或芳香基，R₂＝H、C1-12烷基、烷氧基、芳香基或芳氧基；M＝K、Na、Li、Mg、Zn、Al、Ca、Ba、Sn、Sb、Bi或者是氨基胍盐或胺离子；所述的次膦酸盐是上述结构中的一种或两种及以上的混合物；

所述的阻燃增效剂是指具有如下结构的化合物(III)、化合物(IV)或有机过氧化物中的一种或其混合物；

其中，R₃、R₄、R₅或R₆分别都是C1-12烷基、烷氧基、芳香基或芳香氧基中的一种；X或Y为H、C1-12烷基、烷氧基、芳香基、芳香氧基、卤素、硝基、磺酸基、巯基或多取代芳香基；