聚丙乙烯阻燃树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于阻燃材料领域，具体涉及一种阻燃的有机高分子材料组合物及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙乙烯（PPE)是以乙烯、丙烯为基本单体的共聚橡胶，常用于家庭用品、药剂包 装、建材填充料或电气设备壳体的制造上。建筑材料的防火等级直接关系到居民的生命安 全，提供防火等级高的高分子材料是材料生产者必须关注的问题。
[0003] 聚丙乙烯工作温度通常在80°C以下，其耐高温性能、耐火性能限制了应用的范围。 [0004]实用新型专利CN2937735Y提出的阻燃保温板材，以聚丙乙烯为填充料，表面层为 氢氧化镁和玻璃纤维网布制成的阻燃层。这样的材料是依赖表面层实现阻燃性能，对聚丙 乙烯材料本身的阻燃防火性能并没有改进。专利CN00817915. 8提出了阻燃聚丙烯组合物。 从现有文献来看，阻燃的聚丙乙烯材料还没有被提出过。
【发明内容】
[0005] 为满足市场上需求，本发明提出一种聚丙乙烯阻燃树脂。
[0006] 本发明的另一目的是提出所述聚丙乙烯阻燃树脂的制备方法。
[0007] 为实现本发明的上述目的的技术方案为：
[0008] -种聚丙乙烯阻燃树脂，由如下质量份的成分制备而成：
[0009] 聚丙乙烯（PPE) 70-80,季戊四醇8-15,硼砂10-15,稳定剂0.01-0. 5,六溴环十二 烷20-30,滑石粉10. 6,硼酸锌18-25,助溶剂4-8,氢氧化物20-40,色母0. 6-1. 8,阻燃聚醚 10-20,三氧化二锑4-8,可膨胀石墨15-20,偶联剂0. 1-0. 5,木粉8-15,蔗糖8-12,金红石钛 白粉5-10。
[0010] 其中，所述助溶剂为邻苯二甲酸二（2-乙基已）酯或邻苯二甲酸二（2-丙基庚基） 酯，所述氢氧化物为氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁和氢氧化铝等量混合物中的一种；所述 稳定剂为硬酯酸钡或硬酯酸铅。所述滑石粉优选粒径为1250-2500目的滑石粉。
[0011] 其中，所述偶联剂为娃烧偶联剂，选自乙條基二乙氧基娃烧、乙條基二氣娃烧、乙 烯基三（0-甲氧乙氧基）硅烷、y-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷中的一种。
[0012] 优选地，所述木粉为经过硅酸钠处理的木粉，所述硅酸钠处理为：木粉经 260-300°C烘烤15-20分钟后，加入硅酸钠饱和溶液浸泡30-40小时，比例为木粉1-2份：硅 酸钠0.8-1. 5份，然后在氮气环境中烘干、粉碎为1250目-2500目的颗粒。
[0013] 其中，所述阻燃聚醚采用以下方法制备而得：质量份数分别为1_2、0. 5-0. 8、 1. 4-2. 3、1. 5-3的氟化物、环氧丁烷、催化剂、聚四氟乙烯、在温度为500-700、压力为50? 80MPa、电压1. 2-2. 0万伏反应条件下，经过2-4小时反应得到；
[0014] 其中所述氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化稀土、氟化镁中的一种或多种；所述催化 剂为甲醇〇. 6-0. 8质量份、硅油0. 4-0. 7质量份、硅酸钠0. 3-0. 5质量份、碳酸氢钠0. 1-0. 3 质量份的混合物。
[0015] 其中，制备阻燃聚醚的反应在密闭的反应容器中进行，所述反应容器充以非氧化 性气体，所述非氧化性气体为1〇〇份氮气或氩气和1-3份（体积份）二氧化碳的混合物；
[0016] 所述反应容器内设置有频率为80GHz-140GHz的微波发生器。
[0017] 阻燃聚醚的制备可以在密闭的反应容器中进行，在反应容器中设置电弧发生器， 微波发生器设置在反应器壁上。在反应开始之前，先抽真空、然后用非氧化性气体充满容 器，使容器内压力为50?80MPa。
[0018] 本发明提出的聚丙乙烯阻燃树脂，优选由如下质量份的成分制备而成：
[0019] 聚丙乙烯75,成炭剂季戊四醇10-12,硼砂10-12,稳定剂0.04-0. 08,六溴环十二 烷20-25,滑石粉10. 6,硼酸锌20-22,助溶剂5-6,氢氧化物30-35,色母0. 6-1. 8,阻燃聚醚 15-17,三氧化二锑4-6,可膨胀石墨15-20,偶联剂0. 1-0. 2,木粉10-12,蔗糖8-10,金红石 钛白粉6-8。
[0020] 所述聚丙乙烯阻燃树脂的制备方法，包括步骤：
[0021] 1)将六溴环十二烷、三氧化二锑、可膨胀石墨、硼酸锌、氢氧化物、偶联剂、稳定剂 一起放入高速混料机中混合搅拌；
[0022] 2)将阻燃聚醚与木粉在加温搅拌机中混拌，温度95-120度，时间8-15分钟；然后 用冷风降温至80度以下；
[0023] 3)将步骤1)和步骤2)所得混合物在混料机内混合，搅拌2-3分钟，然后依次加入 成炭剂、滑石粉、硼砂、色母、蔗糖、金红石钛白粉，搅拌3-10分钟；
[0024] 4)将步骤3)所得混合物与聚丙乙烯混匀，再加入助溶剂搅拌混匀。
[0025] 优选地，所述步骤1)中，物料在高速混料机中混合搅拌2-5分钟，混合搅拌的温度 控制在60- 80度。
[0026] 其中，所述步骤4)中，加入助溶剂后搅拌2-5分钟。
[0027] 本发明的有益效果为：
[0028] 本发明运用了可膨胀石墨在温度200°C以上时迅速膨胀100-200倍的特性，在聚 丙乙烯（此时表面体积膨胀3-5倍）表面形成不燃、隔热、阻氧的多孔保护层，经过特殊氧 化处理的木粉也迅速碳化形成阻燃、隔热、阻氧的碳化层。同时季戊四醇310°C分解碳化带 走大量的热能减缓PPE分解的速度，碳化物附着在石墨层、木炭层空洞周围加固了保护层 的密度。有效的阻隔了外部热量向聚合物内部的传导、对流和辐射。硼砂、蔗糖、氢氧化物 分解释放结晶水吸收大量的热能使得热分解不易进行。同时也起到了稀释可燃气体浓度的 作用。
[0029] 本发明提出的自制阻燃聚醚是由氟化物、聚醚、催化剂在微波的环境下经高温、高 气压、高电压下反应3小时制成的。此时F离子是半游离状态在遇到450°C -750°C高温时 释放出大量的F离子捕捉高温分解活性基H+、OIT生成稳定的ra，这种反应一直伴随PPE高 聚物分解完毕。非常有效的降低了可燃气体的浓度，从而达到抑制明火生成的目的。
【具体实施方式】
[0030] 以下实施例用于说明本发明，但不应用来限制本发明的范围。实施例中，如无特别 说明，所用手段均为本领域常规技术手段。
[0031] 实施例1:阻燃聚醚的制备
[0032] 2米高、圆柱形密闭的反应容器，在反应容器中设置电弧发生器，反应器壁1.5m高 度处设置微波发生器。在反应开始之前，抽真空后用氮气和二氧化碳（体积比100:1. 5)充 满容器，使容器内压力为75MPa。<