[发明专利]一种无卤阻燃聚丙烯复合绝缘片

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层复合塑料片材，更具体地说，本发明涉及一种具有抗折抗撕性、高阻燃性和低吸水性的聚丙烯三层复合片材，属于一种绝缘材料。

背景技术

将阻燃聚丙烯压延成0.125mm～0.75mm之间的片材具有阻燃、耐压、耐温、抗撕抗折等优点，已被广泛用作电子电气产品中带电部件的垫隔绝缘材料。现今在全世界市场上使用量最大的是阻燃的美国ITW公司的FORMEX^TM、FORMEX^TM GK和STATEX^TM系列阻燃聚丙烯绝缘垫片，ITW公司专利US5521003公开了用均聚聚丙烯、共聚聚丙烯和四溴双酚A双(2，3—二溴丙基)醚制备的阻燃聚丙烯片具有良好的阻燃性和抗折抗撕性。然而，近年来卤素阻燃材料在很多环保评价报告中被指其加工、燃烧和回收过程会释放二噁英和苯呋喃的高毒致癌物质，严重危害环境和人体健康。2003年2月欧盟首先公布了限制卤素的ROHS指令(电子电机产品危害物质限用指令)，日本、德国、美国、中国等也纷纷出台了相关的环境法律法规，电子电气设备的全球生产企业、供应商和客户为了让自身产品和生产线能应对现有和将来的环境法规，在供应链内部作出了最为保险的规定——“零卤素”。阻燃聚丙烯片材必须替换所使用的溴类，才能继续作为绝缘材料在电子电气产品中使用。目前使用较为成熟的聚丙烯无卤阻燃剂包括氢氧化物、磷系和氮系及其复配。氢氧化物阻燃剂以氢氧化镁、氢氧化铝为代表，往往添加量在60wt％以上才能使聚丙烯达到绝缘片所要求的UL94V0阻燃等级，却又导致阻燃聚丙烯加工困难、抗撕抗折性下降严重。磷系阻燃剂以红磷、有机磷酸酯为代表，添加量较氢氧化物低，但因制品吸水率大和渗出率高而降低聚丙烯片的绝缘等级。氮系阻燃剂以三聚氰胺类、三嗪类为代表，往往无论添加量多少也无法在聚丙烯绝缘片0.125mm～0.75mm的习惯使用厚度下达到高的阻燃等级。对氮磷复配阻燃，中国专利CN200410052598.5公开了用均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、磷酸酯、三聚氰胺和导热填料共混制备导热绝缘垫片，同样存在磷酸酯的加入使吸水率和阻燃剂渗出量增大、绝缘等级下降的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有抗折抗撕性、高阻燃性和低吸水性的聚丙烯三层复合绝缘片，以解决现有技术中存在的上述问题，并且满足现有的或未来的绿色阻燃环保标准。

本发明中的无卤阻燃聚丙烯复合绝缘片是厚度在0.125～0.750mm之间的三层复合结构，上、下表层是三嗪类阻燃剂阻燃聚丙烯，芯层是含磷阻燃剂阻燃聚丙烯。

上述复合绝缘片中上、下表层的聚丙烯优选共聚聚丙烯，可以赋予复合绝缘片抗撕抗折性。复合绝缘片上、下表层使用三嗪类阻燃剂阻燃聚丙烯可以使该层达到UL94V2以上的阻燃等级，主要为了在不过多影响阻燃等级的同时降低芯层的吸水率。上、下表层的单层厚度在0.01-0.05mm，因为当单层厚度小于0.01mm时阻燃聚丙烯经模头挤出困难，当单层厚度大于0.05mm时会因三嗪类阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃等级低而降低复合绝缘片的整体阻燃特性。上、下表层所使用的三嗪类阻燃剂选自N-取代烷氧基受阻胺、单羟甲基蜜胺、单羟乙基蜜胺、N，N-二羟乙基蜜胺、N，N’-胺基乙二胺、N，N’-二蜜胺基己二胺，优选N-取代烷氧基受阻胺。三嗪类阻燃剂含量相对于本层总重量为0.5wt％～5wt％，因为含量低于0.5wt％时对聚丙烯起不到阻燃效果，含量高于5wt％不但不会进一步提高阻燃效果，反而使聚丙烯的薄层挤出加工困难。上述复合绝缘片中芯层使用的含磷阻燃剂可以是无机磷阻燃剂、有机磷阻燃剂和氮磷复配阻燃剂，包括红磷、白磷、聚磷酸铵、1-氧代-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷、二、三(1-氧代-2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]亚甲基-4)磷酸酯、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺多聚磷酸盐等。芯层中使用的含磷阻燃剂含量相对于本层总重量为10wt％～50wt％，阻燃剂添加量尽量使该层达到UL94V0以上的阻燃等级，当含量低于10wt％时该层阻燃等级较低，当含量高于50wt％时该层的挤出加工困难。本发明中的无卤阻燃聚丙烯复合绝缘片的上、下表层还可以含有抗氧剂、润滑剂、偶联剂、填料和颜料等其他助剂。本发明中的无卤阻燃聚丙烯复合绝缘片的芯层中还可以含有季戊四醇、三聚氰胺、蒙脱土、硼酸锌、聚四氟乙烯等协效阻燃剂，以及抗氧剂、润滑剂、偶联剂、填料和颜料等其他助剂。