[0001]
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃高韧改性聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
[0002]
聚丙烯是世界上增长最快的通用型热塑性树脂，总量仅仅次于聚乙烯和聚氟乙烯，是第三大通用树脂。自1957年聚丙烯实现工业化以来，已成为通用热塑性树脂中历史最短、发展和增长最快的品种。聚丙烯生产工艺简单、原料来源丰富、产品透明度高、无度、密度小易加工、具有韧性、挠曲性、耐化学品性、电绝缘性好，而且易于进行共聚、共混、填充、增强改性以及合金化等，已经在化工、化纤、建筑、轻工、家电、汽车、包装等工业和医疗领域得到广泛应用，与我们的生产和日常生活密切相关。但是聚丙烯最大的缺点之一就是易燃。其氧指数（loi）只有17.4-18.5，燃烧速度快，发热量大，而且伴有熔滴现象，很容易引起火灾，若想要更广泛的应用聚丙烯，对其阻燃性能的研究是很重要的。
[0003]
聚丙烯在空气中高温受热时，会发生随机断链反应，导致一些列的热氧降解及热降解，分解成挥发性的可燃性小分子，可燃物浓度足够高时，即可发生燃烧。阻燃机理：聚合物材料的燃烧是由热源、空气、可燃物及自由基反应四个要素组成。所以从本质上讲，阻燃作用是通过减缓或阻止其中一个或者几个要素来实现的，其中包括六个方面：提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜。吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。
技术实现要素：
[0004]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种阻燃高韧改性聚丙烯材料及其制备方法，有效提高了聚丙烯的阻燃性。
[0005]
为了实现上述目的，本发明提供的阻燃性较好且高韧的改性聚丙烯材料组合物，其原料按重量份数配比如下：聚丙烯材料 8303 77-88份、增容剂2-7份、抗氧剂0.1-0.3份、润滑剂0.2-0.5份，聚丙烯材料专用阻燃剂5-8份、聚丙烯材料灼热丝阻燃剂5-8份，防滴落剂0.1-0.3份优选原料组成按重量份数配比如下：聚丙烯材料粒 79-85份、增容剂3-5份、抗氧剂0.2-0.3份、润滑剂0.3-0.5份，聚丙烯材料专用阻燃剂6-8份、聚丙烯材料灼热丝阻燃剂6-8份，防滴落剂0.2-0.3份优选地，聚丙烯材料粒为共聚聚丙烯材料:韩国sk r370y、沙伯基础 513mk46以及巴塞尔 ef540v中的一种或多种。
[0006]
优选地，所述抗氧剂为质量比为1:2的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168的混合物。
[0007]
优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
[0008]
优选地，所述聚丙烯材料专用阻燃剂为东莞市华顺阻燃材料公司共聚聚丙烯材料专用阻燃剂。
[0009]
优选地，所述聚丙烯材料灼热丝阻燃剂为瑞鸿化工材料公司聚丙烯聚丙烯材料灼热丝阻燃剂。
[0010]
优选地，所述聚丙烯材料防滴落剂为日本大金防滴落剂。
[0011]
优选地，所述增容剂由以下重量份的原料组成：聚乙烯类弹性体75-80份、茂金属聚乙烯-20-25份、马来酸酐0.7-0.9份、过氧化二异丙苯0.1-0.3份、硬脂酸锌0.3-0.5份、受阻酚类抗氧剂1010 0.2-0.3份，。
[0012]
所述阻燃性较好的高韧改性聚丙烯材料的制备方法如下：（1）将增容剂原料聚乙烯类弹性体、茂金属聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、硬脂酸锌和受阻酚类抗氧剂置于高速混合机内，搅拌5min至充分混匀；（2） 步骤（1）的混合物料经双螺杆挤出机挤出，挤出稳定设置为一区165-175℃，二区170-180℃，三区175-185℃，四区180-190℃，五区185-195℃，六区185-195℃，七区180-190℃，八区175-185℃，九区170-180℃，机头185-195℃；每区停留时间6-8秒；主机转数为：450-550r/min；（3）步骤（2）挤出的物料用切粒机切粒、振动筛筛分，得到颗粒；50-60℃干燥处理0.5h，得到聚丙烯材料增容剂；其中：切粒的粒径控制在3-4mm；颗粒含水量控制在0.3%以下；（4）将聚丙烯材料粒、增容剂、混合抗氧剂、润滑剂、聚丙烯材料专用阻燃剂、聚丙烯材料灼热丝阻燃剂，防滴落剂置于高速混合机内，搅拌5min至充分混匀；（5）将步骤（4）的混合物料投入双螺杆挤出机内，挤出温度设置为：一区180-190℃，二区 185-195℃，三区 190-200℃，四区 195-205℃，五区195-205℃，六区195-205℃，七区 190-200℃，八区185-195℃，机头180-190℃；每区停留时间6-8秒；主机转数为：250-350r/min。
[0013]
本发明具有如下有益效果：1、加入了公司自制的聚丙烯材料增容剂,不仅可以提高聚丙烯材料的韧性，还可以增加聚丙烯材料原材料与阻燃剂之间的相容性，在保证改性聚丙烯材料高韧性的同时，还可以使其有较好的阻燃性。
[0014]
2、通过配方工艺的优化改进，使得聚丙烯材料、增容剂与阻燃剂可以充分的接触，使得各个原材料之间更好的反应，更好的满足聚丙烯材料的阻燃性。
[0015]
3、添加共聚聚丙烯材料专用阻燃剂、聚丙烯材料灼热丝阻燃剂以及防滴落剂三种阻燃剂之前的复配，其中聚丙烯材料专用阻燃剂可以提高材料的热稳定性，形成非可燃性保护膜；灼热丝阻燃剂的加入可以捕捉游离基，吸收热量；而防低落剂的加入可以形成重质气体隔离层。以上三种阻燃剂的复配，可以从至少4个方面起到阻燃的效果。可以有效的提高改性聚丙烯材料的阻燃效果。
具体实施方式
[0016]
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明；本发明通过更改增容剂、聚丙烯材料专用阻燃剂、聚丙烯材料灼热丝阻燃剂，防滴落剂的添加份数来进一步验证改性聚丙烯
材料的阻燃以及冲击性能。
[0017]
实施例1：增容剂的加入量对材料阻燃以及冲击性能的影响如表1所示，增容剂的制备:将77份聚乙烯类弹性体、23份茂金属聚乙烯、0.8份马来酸酐、0.2份过氧化二异丙苯、0.4份硬脂酸锌和0.3份受阻酚类抗氧剂置于高速混合机内，搅拌5min至充分混匀；经双螺杆挤出机挤出，挤出稳定设置为一区170℃，二区1750℃，三区180℃，四区185℃，五区190℃，六区190℃，七区185℃，八区180℃，九区175℃，机头190℃；每区停留时间7秒；主机转数为：500r/min；制备得到增容剂。
[0018]
取聚丙烯材料粒 82份、抗氧剂0.2份、润滑剂0.4份，聚丙烯材料专用阻燃剂7份、聚丙烯材料灼热丝阻燃剂7份，防滴落剂0.2份按照表1添加增容剂。置于高速混合机内，混合时间设定为5min，原料混合均匀。将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机内，挤出温度设置为：一区185℃，二区 190℃，三区 195℃，四区200℃，五区200℃，六区200℃，七区195℃，八区180℃，机头185℃；每区停留时间7秒；主机转数为：300r/min；将挤出机机头挤出的物料切粒机切粒、振动筛，得到颗粒；干燥处理后，得到高韧性且阻燃效果较佳的改性聚丙烯材料；表1 增容剂的加入量对材料韧性以及阻燃效果的影响
聚丙烯材料粒抗氧剂润滑剂聚丙烯材料专用阻燃剂聚丙烯材料灼热丝阻燃剂防滴落剂增容剂冲击韧性阻燃性能820.20.4770.225.5v-2820.20.4770.236.8v-1820.20.4770.247.7v-0820.20.4770.258.3v-0820.20.4770.267.5v-1820.20.4770.276.4v-1
实施例2：聚丙烯材料阻燃剂的加入量对材料阻燃以及冲击性能的影响如表2所示，增容剂的制备:将77份聚乙烯类弹性体、23份茂金属聚乙烯、0.8份马来酸酐、0.2份过氧化二异丙苯、0.4份硬脂酸锌和0.3份受阻酚类抗氧剂置于高速混合机内，搅拌5min至充分混匀；经双螺杆挤出机挤出，挤出稳定设置为一区170℃，二区1750℃，三区180℃，四区185℃，五区190℃，六区190℃，七区185℃，八区180℃，九区175℃，机头190℃；每区停留时间7秒；主机转数为：500r/min；制备得到增容剂。
[0019]
取聚丙烯材料粒 82份、增容剂5份。、抗氧剂0.2份、润滑剂0.4份，聚丙烯材料灼热丝阻燃剂7份，防滴落剂0.2份按照表2添加聚丙烯材料阻燃剂。置于高速混合机内，混合时间设定为5min，原料混合均匀。将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机内，挤出温度设置为：一区185℃，二区 190℃，三区 195℃，四区200℃，五区200℃，六区200℃，七区195℃，八区180℃，机头185℃；每区停留时间7秒；主机转数为：300r/min；将挤出机机头挤出的物料切粒机切粒、振动筛，得到颗粒；干燥处理后，得到高韧性且阻燃效果较佳的改性聚丙烯材料；表2 聚丙烯材料阻燃剂的加入量对材料韧性以及阻燃效果的影响
聚丙烯材料粒抗氧剂润滑剂聚丙烯材料专用阻燃剂聚丙烯材料灼热丝阻燃剂防滴落剂增容剂冲击韧性阻燃性能820.20.4570.258.5v-2820.20.4670.258.4v-1820.20.4770.258.3v-0820.20.4870.257.7v-0
实施例3：聚丙烯材料灼热丝阻燃剂的加入量对材料阻燃以及冲击性能的影响如表3所示，增容剂的制备:将77份聚乙烯类弹性体、23份茂金属聚乙烯、0.8份马来酸酐、0.2份过氧化二异丙苯、0.4份硬脂酸锌和0.3份受阻酚类抗氧剂置于高速混合机内，搅
拌5min至充分混匀；经双螺杆挤出机挤出，挤出稳定设置为一区170℃，二区1750℃，三区180℃，四区185℃，五区190℃，六区190℃，七区185℃，八区180℃，九区175℃，机头190℃；每区停留时间7秒；主机转数为：500r/min；制备得到增容剂。
[0020]
取聚丙烯材料粒 82份、增容剂5份。、抗氧剂0.2份、润滑剂0.4份，聚丙烯材料丝阻燃剂7份，防滴落剂0.2份按照表3添加聚丙烯材料灼热丝阻燃剂。置于高速混合机内，混合时间设定为5min，原料混合均匀。将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机内，挤出温度设置为：一区185℃，二区 190℃，三区 195℃，四区200℃，五区200℃，六区200℃，七区195℃，八区180℃，机头185℃；每区停留时间7秒；主机转数为：300r/min；将挤出机机头挤出的物料切粒机切粒、振动筛，得到颗粒；干燥处理后，得到高韧性且阻燃效果较佳的改性聚丙烯材料；表3 聚丙烯材料灼热丝阻燃剂的加入量对材料韧性以及阻燃效果的影响
聚丙烯材料粒抗氧剂润滑剂聚丙烯材料专用阻燃剂聚丙烯材料灼热丝阻燃剂防滴落剂增容剂冲击韧性阻燃性能820.20.4750.258.0v-2820.20.4760.258.1v-1820.20.4770.258.3v-0820.20.4780.257.3v-0
实施例4：防滴落剂的加入量对材料阻燃以及冲击性能的影响如表4所示，增容剂的制备:将77份聚乙烯类弹性体、23份茂金属聚乙烯、0.8份马来酸酐、0.2份过氧化二异丙苯、0.4份硬脂酸锌和0.3份受阻酚类抗氧剂置于高速混合机内，搅拌5min至充分混匀；经双螺杆挤出机挤出，挤出稳定设置为一区170℃，二区1750℃，三区180℃，四区185℃，五区190℃，六区190℃，七区185℃，八区180℃，九区175℃，机头190℃；每区停留时间7秒；主机转数为：500r/min；制备得到增容剂。
[0021]
取聚丙烯材料粒 82份、增容剂5份。、抗氧剂0.2份、润滑剂0.4份，聚丙烯材料丝阻燃剂7份，聚丙烯材料灼热丝阻燃剂7份，按照表4添加防滴落剂。置于高速混合机内，混合时间设定为5min，原料混合均匀。将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机内，挤出温度设置为：一区185℃，二区 190℃，三区 195℃，四区200℃，五区200℃，六区200℃，七区195℃，八区180℃，机头185℃；每区停留时间7秒；主机转数为：300r/min；将挤出机机头挤出的物料切粒机切粒、振动筛，得到颗粒；干燥处理后，得到高韧性且阻燃效果较佳的改性聚丙烯材料；表4 防滴落剂的加入量对材料韧性以及阻燃效果的影响
聚丙烯材料粒抗氧剂润滑剂聚丙烯材料专用阻燃剂聚丙烯材料灼热丝阻燃剂防滴落剂增容剂冲击韧性阻燃性能820.20.4770.158.5v-1820.20.4770.258.3v-0820.20.4770.358.3v-0
由实施例1的试验结果可知增容剂的加入对材料韧性的提高有很大的作用，由实施例2-4的试验结果可知，添加聚丙烯材料阻燃剂、聚丙烯材料灼热丝阻燃剂以及防滴落剂均可以有效的提高改性聚丙烯材料的阻燃性；由实施例1-4的试验结果可知，本发明提供的改性聚丙烯材料具有较好的韧性以及阻燃性，拥有良好的应用前景。
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以上通过具体实施例对本发明进行了进一步说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。