专利名称：一种复合膨胀型阻燃剂阻燃通用聚丙烯及其制备方法
技术领域：
本发明涉及利用膨胀型阻燃剂协同其他化合物，制备成复合阻燃剂，然后应用在通用聚丙烯上，使其获得了较好的阻燃性能。
背景技术：
传统的通用聚丙烯阻燃剂主要分为无机氢氧化物和有机卤代烃两大类，然而无机氢氧化物阻燃剂用量大，损害聚丙烯材料的机械性能；有机卤代烃阻燃剂添加量少，但燃烧后生成有毒挥发气体，污染环境，因此在聚丙烯中使用绿色膨胀型阻燃剂是本发明的亮点
之一 。其次，膨胀型阻燃剂的添加量需要达到一定量才能发挥相应的阻燃作用，为了降低膨胀型阻燃剂用量，提高聚丙烯材料机械性能，并降低成本，提高利用率，将改性4A分子筛作为膨胀型阻燃剂的协效剂应用到聚丙烯基体中是本发明的亮点之二。
发明内容
本发明的目的在于将4A分子筛经过酸化处理后，协同膨胀型阻燃剂应用在聚丙烯中取得了较好的阻燃效果。本发明所提供的膨胀型阻燃通用聚丙烯所需要的特征物质组分及其质量份数如下:通用聚丙烯100份、聚磷酸铵20-30份、偶联剂1_3份、季戊四醇6_10份、三聚氰胺2-6份、抗氧剂1-2份、阻燃协效剂0-6份。本发明所提供的膨胀阻燃体系及协效剂特征物质组分及质量份数为:聚磷酸铵0-25份，季戊四醇5-10份，三聚氰胺1-5份，酸化4A分子筛1_6份。本发明所提供的偶联剂包括硅烷偶联剂(KH550)，丙烯马来酸酐共聚物(SMA)或以上两种混合物。本发明所提供的复合膨胀型阻燃通用聚丙烯制备方法如下:(I )4A分子筛经干燥,研磨细化至20-50 μ m后,将4A分子筛与质量分数为10_40%铵盐溶剂按质量比1:10混合，于20-70°C搅拌l_6h，然后干燥，并200-900°C高温煅烧l_5h以备应用；(2)将通用聚丙烯以及抗氧化剂，膨胀阻燃体系及协效剂，偶联剂于高速搅拌机中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，经烘干即得膨胀型阻燃通用聚丙烯粒料，其中挤出温度 170-200°C，螺杆转速 25-40r/min。本发明具有以下有益效果:本发明所提供的膨胀型阻燃通用聚丙烯，成本低廉，无毒环保，制备工艺简单，锥形量热测试热释放速率100kW/m2以内，有效降低燃烧生烟量。
具体实施方式
下述实施例中所指的份数均指质量份数。4A分子筛的酸化处理:先干燥的4A分子筛粉碎至20-50 μ m,再将氯化铵溶液(25%)与4A分子筛按质量比1:10混合后于70°C搅拌l_6h，然后干燥并于700°C煅烧4h，密封备用。范例1:将通用聚丙烯100份、聚磷酸铵20份、季戊四醇5份、酸化4A分子筛3份、SMAl份、抗氧化剂I份，于高速搅拌机中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经烘干即得膨胀型阻燃通用聚丙烯，其中挤出温度170-200°C，螺杆转速25-40r/min。范例2:将通用聚丙烯100份、聚磷酸铵15份、季戊四醇5份、三聚氰胺5份、酸化4A分子筛2份、SMAl份、抗氧化剂I份于高速搅拌机中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经烘干即得膨胀型阻燃通用聚丙烯，其中挤出温度170-200°C，螺杆转速25-40r/min。范例3:将通用聚丙烯100份、聚磷酸铵15份、季戊四醇5份、三聚氰胺5份、酸化4A分子筛2份、硅烷偶联剂KH5501份、抗氧化剂I份于高速搅拌机中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经烘干即得膨胀型阻燃通用聚丙烯，其中挤出温度170-200°C，螺杆转速25_40r/mino范例4:将通用聚丙烯100份 、聚磷酸铵20份、季戊四醇5份、三聚氰胺3份、酸化4A分子筛3份、硅烷偶联剂KH5501份、SMAl份、抗氧化剂I份于高速搅拌机中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经烘干即得膨胀型阻燃通用聚丙烯，其中挤出温度170-200°C，螺杆转速 25_40r/min。范例5:将通用聚丙烯100份、聚磷酸铵20份、季戊四醇5份、三聚氰胺2份、酸化4A分子筛4份、硅烷偶联剂KH5501份、SMAl份、抗氧化剂I份于高速搅拌机中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经烘干即得膨胀型阻燃通用聚丙烯，其中挤出温度170-200°C，螺杆转速 25_40r/min。
权利要求
1.一种膨胀型阻燃剂协同其他化合物复合阻燃通用聚丙烯，其特征在于包括以下化学物质及其质量份数为:通用聚丙烯100份、聚磷酸铵20-30份、偶联剂1-3份、季戊四醇6-10份、三聚氰胺2-6份、抗氧剂1-2份、阻燃协效剂0-6份。
2.根据权利要求1的复合膨胀型阻燃通用聚丙烯，其特征在于，还加入复合膨胀阻燃剂:聚磷酸铵0-25份，季戊四醇5-10份，三聚氰胺1-5份，酸化4A分子筛1_6份。
3.根据权利要求1的复合膨胀型阻燃通用聚丙烯，其特征在于，硅烷偶联剂(KH550)，丙烯马来酸酐共聚物(SMA)或以上两种混合物。
4.根据权利要求1所述复合膨胀型阻燃通用聚丙烯的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)4A分子筛经干燥，研磨细化至20-50 μ m后，将4Α分子筛与质量分数为10_40%铵盐溶剂按质量比1:10混合，于20-70°C搅拌l_6h，然后干燥，并200-900°C高温煅烧l_5h以备应用； (2)将通用聚丙烯以及抗氧化剂，膨胀阻燃体系及协效剂，偶联剂于高速搅拌机中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，经烘干即得膨胀型阻燃通用聚丙烯粒料，其中挤出温度170-200 0C，螺杆转速 25-40r/min。
5.根据权利要求4的加工条件为:挤出温度170-200°C，螺杆转速25-40r/min。
全文摘要
本发明涉及利用酸化4A分子筛协同膨胀型阻燃剂，经过复合阻燃通用聚丙烯的制备及应用。依据本发明所制备的复合膨胀型阻燃通用聚丙烯，其所需要的特征物质及其质量份数如下通用聚丙烯100份、复合膨胀阻燃剂(聚磷酸铵0-25份、季戊四醇5-10份、三聚氰胺1-5份、酸化4A分子筛1-6份)、抗氧剂1-2份、阻燃协效剂0-6份。本发明所提供的复合阻燃剂，成本低、环保无毒，应用在通用聚丙烯中具有良好的阻燃效果，锥形量热测试热释放速率100kW/m2以内，有效降低燃烧生烟量。
文档编号B29B9/06GK103087414SQ20131003718
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者张胜, 董明哲, 谷晓昱, 姜鹏, 扈中武 申请人:北京化工大学常州先进材料研究院