[发明专利]一种阻燃聚丙烯树脂共混物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃聚丙烯树脂共混物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯以其优异的机械性能、耐化学药品性及比重轻的优点而广泛应用于汽车、家电、建筑等行业。但是，聚丙烯氧指数低、容易燃烧且火焰极易扩散，限制了其更广泛的应用。近年来，随着人们安全意识的加强，电器、建筑等行业安全法规的不断完善，对于聚丙烯等塑料制品的阻燃性能提出了更高的要求。美国、加拿大、法国等国家对电器和建筑用阻燃材料已经明确规定，并颁布了有关的法律法规，要求电器产品必须有安全认证标准方可投入市场，并设立了专门的检测机构和检测方法。

目前，聚丙烯的阻燃改性多采用添加溴系高效阻燃剂。但是，由于碳-溴键分解温度低，容易在外界热氧和光老化的情况下产生活性自由基，从而加速了聚丙烯基体树脂的老化，缩短了材料的使用寿命。同时，非极性的聚丙烯分子链和极性的溴系阻燃剂存在相容性不好，阻燃剂易迁移的特点。因此，开发出一种保持聚丙烯物理机械性能，同时具有阻燃性、耐热氧老化和耐光老化性能的阻燃聚丙烯共混物显得尤为重要。

中国专利申请CN1420909A公开了一种阻燃聚丙烯树脂组合物，在聚丙烯树脂中添加十溴联苯醚、三氧化二锑和四氟乙烯，实现组合物的阻燃。但是其比重高于1.1g/cm³，同时组合物的耐热氧和耐光老化性能低，限制了这类材料的广泛应用。

中国专利申请CN1479803A公开了一种聚丙烯树脂组合物，该树脂通过添加低熔点的阻燃剂、氧化锑、防光老化剂来达到耐光老化的阻燃聚丙烯，该组合物的密度在1.0-1.1g/cm³内，但是阻燃剂的添加降低了组合物的耐热氧老化效果，同时熔融滴落较大及阻燃剂易迁移。

美国专利申请US7067576B2公开了一种聚丙烯树脂组合物，该树脂通过低熔点的阻燃剂、氧化锑、防光老化剂、二氧化钛和偶联剂而达到更好的耐光老化、雨淋的阻燃聚丙烯，但其不具备长久的耐热氧老化性能，熔融滴落不稳定。

现有技术中提出的阻燃聚丙烯树脂共混物，在实现其低比重、耐光老化性能的同时，尚需要稳定组合物的熔融滴落现象，同时提高其耐热性、改善耐热氧和光老化性能等方面进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种比重低、力学性能好、耐热氧老化和耐光老化的阻燃聚丙烯树脂共混物。

本发明的上述目的是通过以下技术方案解决的：

本发明的阻燃聚丙烯树脂共混物是按照重量百分比，由56～90％的聚丙烯树脂、3～18％的主阻燃剂、3～6％的辅阻燃剂、1～6％的阻燃增效剂、2～8％的相容剂、0.5～5％的熔体强度调节剂、0.1～0.5％的抗氧剂、0.1～0.5％的热稳定剂、0.3～0.5％的光稳定剂组成。

所述的聚丙烯树脂为均聚物或共聚物或两者的混合物，熔体流动速率为0.8～30g/10min。

所述的主阻燃剂为四溴双酚A类阻燃剂。四溴双酚A类阻燃剂可包括四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚(简称八溴醚)、四溴双酚S双(2，3-二溴丙基)醚和四溴双酚S双烯丙基醚，可以是其中的一种或几种的混合物。

所述的辅阻燃剂为四溴双酚A环氧低聚物，其相对分子质量在2000～5000之间，且分子链上带有环氧端基。利用上述四溴双酚A环氧低聚物具有不迁移不喷霜的特点，可以在共混物中改善聚丙烯树脂与主阻燃剂的相容性，从而使共混物获得更好的耐久性。

所述的阻燃增效剂为三氧化二锑、五氧化二锑或两者的混合物，其中位粒径在0.3～2.5μm之间。

所述的相容剂为聚丙烯与不饱和酸的接枝物或聚丙烯与酸酐的接枝物，如聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚丙烯接枝丙烯酸，其接枝率0.5～3.0％，熔体流动速率5～30g/10min。将上述接枝物加入共混物中，可以改善聚丙烯树脂的弱极性，从而改善基体树脂与阻燃剂的相容性。

所述的熔体强度调节剂为三聚氰胺类有机化合物，如三聚氰胺尿氰酸盐、季戊四醇双磷酸二氢酯三聚氰胺盐、三聚氰胺多聚磷酸盐，其中位粒径在3～5μm。将上述三聚氰胺类有机化合物加入阻燃聚丙烯树脂中，可以降低树脂的熔体强度，起到润滑效果及稳定共混物燃烧时的熔融滴落情况，同时其分解的气体能稀释氧气浓度，从而产生阻燃协效作用。