[发明专利]一种可过UL94-5VA高阻燃耐光热老化无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可过UL94‑5VA高阻燃耐光热老化无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法。这种聚丙烯材料是由以下的原料组成：聚丙烯树脂、阻燃剂、磷酸锆、隔热填料、相容剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、抗紫外线吸收剂、光稳定剂、抗滴落剂和润滑剂。同时也公开了这种聚丙烯材料的制备方法。本发明不使用玻璃纤维作为支撑联结材料，使用聚磷酸铵类膨胀体系作为阻燃剂复配磷酸锆作为阻燃协效剂，制备的聚丙烯材料可通过UL941.8mm 5VA阻燃测试。本发明采用苯并三唑类抗紫外吸收剂复配受阻胺类光稳定剂，受阻酚类主抗氧剂复配磷系辅助抗氧剂用于聚丙烯制品，所得材料具有优良的耐光热老化性能，可在户外长期使用而性能不丧失。

技术领域

本发明涉及一种可过UL94-5VA高阻燃耐光热老化无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(Polypropylene，简称PP)，作为五大通用树脂中的一种，拥有非常良好的力学性能和可加工性以及比较高的性价比，在很多领域如注塑、薄膜及纤维生产中有较为广泛的应用。但PP本身作为一种塑料拥有易燃的缺陷，需要进行阻燃改性才可获得阻燃PP产品。但对于像新能源汽车、暖风机外壳、微波炉外壳等要求阻燃性能比较高的应用领域，一般的阻燃改性手段是无法达到的，需要多组分的阻燃协同方可满足要求。同时像上述应用领域多数处于户外，因此对于PP制品的耐光热老化的性能也有比较高的要求。

UL94阻燃测试标准是应用最广泛的塑料可燃性能测试标准，而其中的5VA测试标准是其中最为严格的，包括样板和样条的测试。UL94-5VA要求在满足其规定火焰强度的情况下，施焰五秒五次后样板不能烧穿，样条不能滴落燃棉且延燃时间不超过60秒。现如今，对于PP制品最高的阻燃要求便是可以通过UL94-5VA的测试。一般对于PP的阻燃改性是通过添加阻燃剂进行的，其中较为成熟的是添加卤系阻燃剂。卤系阻燃剂具有添加量少，阻燃效率高的特点，但是添加卤系阻燃剂的PP制品燃烧时会产生有毒气体，不能满足人们对于材料日益严格的环保要求。而一般的无卤阻燃剂虽能满足人们对于材料低烟、无毒的要求，但是其阻燃效率远不如依靠通过自由基机理阻燃的卤系阻燃剂，需要添加大量的份数才可通过UL94-5VA的测试，但这势必会严重降低材料的力学性能。因此需要在使用无卤阻燃剂的同时复配一些具有协同作用的组分，以期在较少添加量的情况下是材料满足UL94-5VA的标准要求。CN106995559A中介绍了一种通过添加成份为焦磷酸哌嗪的无卤阻燃母粒进行阻燃，依靠玻璃纤维进行联结支撑的可通过UL94-5VA的测试的聚丙烯材料。其不足之处在于玻纤的灯芯作用以及对膨胀阻燃剂碳层的破坏，会使得阻燃性能下降。而且玻纤的加入会严重降低PP的流动性使得成型困难，并有时引起浮纤，影响制品的外观。不仅如此，为了保证玻璃纤维的有效长度，加纤往往要通过侧喂料进行，因此对设备有特殊的要求，并且繁杂了生产工艺，也不适用于要求不加纤的PP制品。

此外，因为聚丙烯中含有活泼的叔碳原子，在造粒、加工、储存和使用过程中，受到热、氧、光的作用易老化降解，影响材料的性能和使用寿命。尤其对于户外使用的阻燃PP制品，其对于材料的耐光热老化性能也有较为严格的要求。一般通过添加一些光稳定剂(紫外线吸收剂、猝灭剂、受阻胺等)和抗氧剂来提高PP制品的耐光热老化性能，其中需注意的关键点是光稳定剂的组合和配合量以及光稳定剂和抗氧剂的配合问题。CN101190989A通过添加三种抗氧剂和一种受阻胺光稳定剂，采用聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸盐复配阻燃剂制备了一种抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料。所制备的材料阻燃性能仅能达到UL941.6mm V-0，添加季戊四醇作为成炭剂，材料过水会发生析出现象，影响阻燃效果。而且仅使用一种光稳定剂难以抵抗长期户外使用时光照引起的降解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可过UL94-5VA高阻燃耐光热老化无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种可过UL94-5VA高阻燃耐光热老化无卤环保阻燃聚丙烯材料，是由以下质量份的原料组成：