一种高抗冲阻燃的塑料管材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于塑料材料技术领域，具体涉及一种高抗冲阻燃的塑料管材。
【背景技术】
[0002] 早期，聚丙烯管材主要用作农用输水管，但是由于早期产品性能还存在一些问题 (抗冲击强度、耐老化性能较差)，市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技 术，采用进口PP-R料生产的输送冷、热水用的管材得到市场认可后，目前已有不少厂家建 设PP-R管材生产线，价格也由投产初期的2万~3万元/t不断回落，但PP-R管材在塑料管 材市场上的占有率仍然很低。据反映，目前国产PP-R料与进口料比较还有一定差距，质量 有待改进和提商。
[0003] 磷腈是一类以磷、氮元素交替排列而成，具有稳定的磷氮骨架结构的化合物。磷 腈独特的磷、氮杂化结构和高的磷、氮含量使之具有良好的热稳定性和阻燃性。磷腈具有 无卤、燃烧时发烟量少、阻燃效率高、不产生有毒和腐蚀性气体等优点而被认为是最有发展 前途的一类阻燃剂，具有广阔的应用前景，是今后阻燃剂的发展方向[宝冬梅，刘吉平.磷 腈类化合物在阻燃材料中的应用研究进展.中国阻燃，2011，（3) :15_19;钱立军.当 前磷系阻燃剂的研究与发展现状?中国阻燃，2011，（3) :2-4;Allen，C.W.Theuseof phosphazenesasfireresistantmaterials.J.FireSci. 1993，11，320-328;蔡哲，张宏， 贺红武.有机磷阻燃剂研究新进展[J].精细化工中间体，2010,40 (4):6-13.]。
[0004] 聚丙烯（PP)是五大工程塑料之一，其作为一种通用塑料，具有质量轻、易于加工 成型、耐热、耐腐蚀、机械性能好等优点，应用十分广泛，然而聚丙烯遇火极易燃烧，而且发 热量高、燃烧速度快，并有发烟等现象，因而应用领域到了限制。
[0005] 在家电行业中，对使用材料的阻燃性要求很高，因此对在家电中使用的聚丙烯材 料进行阻燃改性是十分必要的。目前，改性的阻燃聚丙烯材料在家电领域应用虽广泛，但现 有技术中的阻燃聚丙烯材料，阻燃剂添加量大，而且密度大，外观光泽度低。
[0006] N-六羟甲基氨基环三磷腈是为数不多的已商业化的磷腈阻燃剂之一。文献报道， 该阻燃剂不仅对纺织品具有良好的阻燃效果，而且耐洗[HebeshA.，WalyA.，Abou-Okeil A.M. .Flameretardantcotton[J].Fireandaterials, 1999, 23 (3) : 117-123；Kubota Shizuo,Fireproofingmethodoffibersbyaminophosphazenederivatives[P],JP0104074A 2, 1989-2-10 ；Allen,C.ff.Theuseofphosphazenesasfireresistantmaterials.J.Fire Sci. 1993, 11，320-328;高维全，唐淑娟，孙德等.羟基环三磷腈衍生物阻燃剂的合成和性 能研究[J].染整技术，2008,30(9) :11-14]。基于塑料产品与纺织品纤维具有相似的可燃 性，该阻燃剂对塑料也具有良好的阻燃效果，但目前还未见文献报道。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种高抗冲阻燃的塑料管材，具有遇火碳化面积小、无残 焰、不阴燃等优点，阻燃性能达V2级，成型材料具有高强度、高抗弯性的特点，弯曲强度可 达116MPa，冲击性能可达6. 5kJ/M2以上，拉伸性能可达42MPa以上，应用前景广阔。
[0008] 本发明采取的技术方案为： 一种高抗冲阻燃的塑料管材，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下： 聚丙烯40-50份、马来酸酐接枝聚丙烯12-15份、聚四氟乙烯4-6份、双酚A型环氧树 脂8-10份、氢氧化镁1-2份、硼酸锌1-2份、N-六羟甲基氨基环三磷腈阻燃剂3-5份、聚磷 酸铵2-4份、无机填料8-12份、白土纤维3-5份、氧化聚乙烯蜡2-4份、抗氧剂0. 4-0. 6份、 硅烷偶联剂0. 3-0. 5份。
[0009] 所述的无机填料为滑石粉和二氧化硅和二氧化钛按照重量比2 :1 :1组成的混合 物。
[0010] 所述的抗氧剂为亚磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯。
[0011] 所述的N-六羟甲基氨基环三磷腈阻燃剂的制备过程为：将六氨基环三磷腈(含副 产物氯化铵）与质量分数为33-35%的甲醛溶液按摩尔比为1 :6. 2-6. 4加入反应釜，用三乙 醇胺调节pH=9,在76-78°C条件下反应2. 5-3h。
[0012] 本发明的有益效果为： 本发明的阻燃剂采用N-六羟甲基氨基环三膦腈，其制作方法简单，用量少，得到的塑 料管材具有遇火碳化面积小、无残焰、不阴燃等优点，阻燃性能达V2级，无机填料使成型材 料具有高强度、高抗弯性的特点，弯曲强度可达116MPa，冲击性能可达6. 5kJ/M2以上，拉伸 性能可达42MPa以上，制得的塑料管材具有无毒无害、抗氧化的优点，可用于空调、风扇、洗 衣机、冰箱、电视机等家电的制造，应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0013] 实施例1 一种高抗冲阻燃的塑料管材，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下： 聚丙烯40份、马来酸酐接枝聚丙烯12份、聚四氟乙烯4份、双酚A型环氧树脂8份、氢 氧化镁1份、硼酸锌1份、N-六羟甲基氨基环三磷腈阻燃剂3份、聚磷酸铵2份、滑石粉和 二氧化硅和二氧化钛按照重量比2 :1 :1组成的无机填料8份、白土纤维3份、氧化聚乙烯蜡 2份、亚磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯0. 4份、硅烷偶联剂0. 3份。
[0014] 将50g六氨基环三磷腈与氯化铵的混合产品(其中含六氨基环三磷腈20g，）加入 带搅拌和冷凝器的250mL三口烧瓶中，加入70g水搅拌溶解，加入数滴三乙醇胺调节pH=9， 于室温下用滴液漏斗滴加质量分数为33%甲醛溶液50g，约45min滴完，之后升温至76°C反 应3h，得产品溶液180g，N-六羟甲基氨基环三磷腈的质量分数为16. 75%，游离甲醛含量为 0. 035%，甲醛转化率为99. 70%，反应很完全。
[0015] 实施例2 一种高抗冲阻燃的塑料管材，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下： 聚丙烯45份、马来酸酐接枝聚丙烯13份、聚四氟乙烯5份、双酚A型环氧树脂9份、氢 氧化镁1. 5份、硼酸锌1. 5份、N-六羟甲基氨基环三磷腈阻燃剂4份、聚磷酸铵3份、滑石 粉和二氧化硅和二氧化钛按照重量比2 :1 :1组成的无机填料10份、白土纤维4份、氧化聚 乙烯蜡3份、亚磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯0. 5份、硅烷偶联剂0. 4份。
[0016] 将50g六氨基环三磷腈与氯化铵的混合产品(其中含六氨基环三磷腈20g，）加入 带搅拌和冷凝器的250mL三口烧瓶中，加入70g水搅拌溶解，加入数滴三乙醇胺调节pH=9， 于室温下用滴