本发明涉及高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种红磷阻燃增强聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚丙烯是全球产量最大的树脂之一、也是发展和增长最快的塑料品种。聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。具有相对密度小，仅为0.89-0.91，是塑料中最轻的品种之一；良好的力学性能，成型加工性能好；具有较高的耐热性，连续使用温度可达110-120℃；化学性能好，几乎不吸水，与绝大多数化学药品不反应；质地纯净，无毒性；电绝缘性好等诸多优点。其工业应用广泛，大量用于汽车、电气、机械、仪表、无线电、纺织、国防等工程配件，日用品，周转箱，医疗卫生器材，建筑材料等领域。但聚丙烯树脂也存在一些缺点，限制了其使用领域的进一步拓展。聚丙烯属于易燃材料，氧指数只有18左右。随着人们安全意识的提高，防火认识的加深，在各种设备，仪器、建筑等部件上，均要求使用阻燃材料。另外聚丙烯的拉伸强度较低，仅可达到30MPa左右，很难达到工程塑料的应用要求。因此，对聚丙烯进行阻燃增强改性，提高聚丙烯的阻燃等级和力学性能，拓展其使用范围显得尤为重要。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种红磷阻燃增强聚丙烯材料及其制备方法。本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：一种红磷阻燃增强聚丙烯材料，包括如下按质量百分比计的组分：优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝率为0.9～1.1MA％，通过熔融指数测定仪在190℃，2.16kg砝码，测得其熔融指数在40g/10min以上。优选地，所述均聚型聚丙烯为单一丙烯单体聚合物，其熔融指数在10-12g/10min，其数均分子量在8-15万，并在90℃下烘2小时控制水分在0.1％以下。优选地，所述共聚型聚丙烯为乙烯与丙烯的嵌段共聚物，其熔融指数在4-6g/10min，其数均分子量在3-10万，并在90℃下烘2小时控制水分在0.1％以下。优选地，所述红磷阻燃母粒为一种采用微胶囊化、稳定化和加强阻燃性的红磷，经过挤出机熔融、混合冷却、切粒而成的阻燃母粒。优选地，所述硼酸锌为一种无规则(或菱形)白色或淡黄色粉末，其具有无毒、低水溶性、高热稳定性、粒度小、比重小、分散性好等特点。优选地，所述灼热丝协效剂的制备方法如下：按质量百分比计，将蜜胺焦磷酸35-45％、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)35-45％、硼酸锌8-12％、硅氧烷5-10％及钛酸酯偶联剂1-3％置于高速混合机中，在110-130℃下混合20-30分钟，冷却后打包即得灼热丝协效剂。优选地，所述抗氧剂为空间位阻酚类抗氧剂，包括抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或两种。优选地，所述其它助剂为润滑剂和热稳定剂。进一步优选地，其特征在于所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述热稳定剂为双氰胺或三聚氰胺。上述红磷阻燃增强聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：(1)原材料的处理及混合将均聚型聚丙烯和共聚型聚丙烯分别在90℃下烘4小时控制水份在0.1％以下；按重量配比称取各组分，将均聚型聚丙烯、共聚型聚丙烯和相容剂、玻璃纤维、红磷阻燃母粒、硼酸锌、灼热丝协效剂、抗氧剂和其它助剂在混料机中混合2-5min，使各材料充分搅拌分散均匀，得到混料；(2)熔融挤出将混料投入到双螺杆挤出机的加料斗，熔融挤出温度为180-220℃，螺杆转速为350转/分；(3)造粒及后处理对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。一种灼热丝协效剂，包括以下按质量百分比计的原料，蜜胺焦磷酸35-45％间苯二酚双(二苯基磷酸酯)35-45％硼酸锌8-12％硅氧烷5-10％钛酸酯偶联剂1-3％。本发明的有益效果：本发明通过一种微胶囊化的红磷阻燃母粒提高了聚丙烯的阻燃等级，使其阻燃等级从HB提升到UL940.8mmV0等级，同时通过加入玻纤纤维提高聚丙烯的拉伸强度，从30MPa提高到80MPa，大大拓展了聚丙烯的使用领域。同时本发明通过灼热丝协效剂的使用，使本发明的聚丙烯材料达到欧盟IEC60695标准，即灼热丝试验750℃2秒内熄灭的要求，可使用在无人看管的电子电气产品中。本发明的红磷阻燃增强聚丙烯材料能满足原有聚丙烯树脂不能应用的一些阻燃、高强度要求的情况，极大地增加了聚丙烯树脂的应用领域。具体实施方式实施例1本发明灼热丝协效剂由以下方法制备得到：将40％重量的蜜胺焦磷酸、40％重量的间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、10％重量的硼酸锌、8％重量的硅氧烷及2％重量的的钛酸酯偶联剂投入高速混合机中，在120℃下混合30分钟，冷却后打包即得灼热丝协效剂。实施例2先将50％重量的均聚型聚丙烯树脂和10％重量的共聚型聚丙烯在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下；随后与3％重量的相容剂、10％重量的玻璃纤维、20％重量的红磷阻燃母粒、4.3％重量的硼酸锌、2％重量的实施例1的灼热丝协效剂、0.1％重量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)和0.1％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、0.5％重量的其他助剂通过高速混料机混合2分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出，熔融挤出温度为180～220℃之间，螺杆转速为350转/分，对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过磁、包装得到产品。实施例3先将38％重量的均聚型聚丙烯树脂和15％重量的共聚型聚丙烯在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下；随后与4.5％重量的相容剂、20％重量的玻璃纤维、15％重量的红磷阻燃母粒、5％重量的硼酸锌、1.5％重量的实施例1的灼热丝协效剂、0.2％重量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)和0.2％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、0.6％重量的其他助剂通过高速混料机混合2分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出，熔融挤出温度为180～220℃之间，螺杆转速为350转/分，对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过磁、包装得到产品。实施例4先将30％重量的均聚型聚丙烯树脂和20％重量的共聚型聚丙烯在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下；随后与6％重量的相容剂、30％重量的玻璃纤维、10％重量的红磷阻燃母粒、2％重量的硼酸锌、0.5％重量的实施例1的灼热丝协效剂、0.2％重量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)和0.3％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、1.0％重量的其他助剂通过高速混料机混合2分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出，熔融挤出温度为180～220℃之间，螺杆转速为350转/分，对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过磁、包装得到产品。实施例5将上述实施例2～4中完成造粒的粒子在80～95℃的鼓风烘箱中干燥4～6小时，再将干燥的粒子在100T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在30～80℃之间。测试实施例2、实施例3和实施例4所得的红磷阻燃增强聚丙烯材料的性能如下表1所示。表1实施例2、实施例3和实施例4所得的红磷阻燃增强聚丙烯材料的性能：测试项目测试标准测试条件实施例2实施例3实施例4比重(g/cm3)D79223℃1.301.341.40拉伸强度(Mpa)D63810mm/min486080断裂伸长率(％)D63810mm/min566弯曲强度(Mpa)D7902mm/min85100120弯曲模量(Mpa)D7902mm/min500060007000缺口冲击强度(J/m)D2563.2mm,23℃80100120热变形温度(℃)D6481.8Mpa,6.4mm110120125灰分(％)GB9345800℃灼烧102030灼热丝温度IEC60695℃750750750阻燃性(Class)UL940.8mmV0V0V0综上所述，是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作出的改变，所产生的功能作用未能超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3