[发明专利]一种无卤阻燃长玻璃纤维增强回收聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料改性技术领域，特别设计一种膨胀型无卤阻燃长玻 璃纤维增强回收聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

长玻璃纤维增强热塑性塑料具有高强度、高刚性、高尺寸稳定性、低翘 曲度、使用寿命长、耐蠕变性能优良等显著特点，并具备良好的成型加工性 能，被广泛应用于包括汽车、通讯、电子电器、电动工具等在内的工业和民 用的多领域，特别是在汽车领域中的应用更为广泛。长玻璃纤维增强聚丙烯 是长玻璃纤维增强热塑性塑料中的一种，目前被人们大量用于制作轿车的发 动机罩、仪表板骨架、蓄电池托架、座椅骨架、轿车前端模块、保险杠、行 李架、备胎盘、挡泥板、风扇叶片、发动机底盘、车顶棚衬架等。但是，现 有的长玻璃纤维增强聚丙烯的氧指数(LOI)很低，非常容易燃烧且燃烧发热 量大，甚至在燃烧过程中会产生大量不饱和气体进一步促进燃烧。这就使得 长玻璃纤维增强聚丙烯不适合在对材料阻燃性能要求较高的场合上应用，也 就是说，人们需要对长玻璃纤维增强聚丙烯进行阻燃改性才能将其应用到对 材料阻燃性能要求较高的场合上。为了增强长玻璃纤维增强聚丙烯的阻燃性， 人们采用含卤素的阻燃剂对长玻璃纤维增强聚丙烯进行阻燃改性，但由于含 卤素的阻燃剂在燃烧过程中会产生大量有害物质，许多国家颁布法令控制长 玻璃纤维增强聚丙烯所用阻燃剂中卤素的含量。

中国专利CN 101418100A以长玻璃纤维增强聚丙烯母粒、无卤阻燃母粒、 功能助剂母粒、聚丙烯树脂为主要原料经过注塑成型制备无卤阻燃长玻璃纤 维增强聚丙烯材料，解决了含卤素的阻燃剂在燃烧过程中会产生大量有害物 质的问题。但该专利公开的技术方案工艺复杂、加工成本高，且该专利所公 开的无卤阻燃长玻璃纤维增强聚丙烯材料是几种原料混合经注塑成型的制 品，存在严重的应力集中现象，以致制品各部位性能不均匀并可能存在质量 缺陷和安全隐患。中国专利CN 1807497A公开了制备阻燃玻璃纤维增强聚丙 烯复合材料的又一方法，其采用聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇组成膨胀型 阻燃剂与聚丙烯复合制备阻燃聚丙烯材料，该阻燃聚丙烯材料再与长玻璃纤 维、玻璃纤维毡复合经挤出机挤出制备阻燃玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。 此方法需要两次加工工艺，同样存在加工成本高的问题，且聚磷酸铵耐温性 较差，经过两次加工时部分聚磷酸铵已经分解，这对阻燃效果影响很大。另 外，由于此方法中所采用的三种阻燃剂都属于与聚丙烯的相容性差的有机低 分子物质，容易向材料表面迁移产生“喷霜”现象。

实用新型内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、制作成本低、性能优 异的膨胀型无卤阻燃长玻璃纤维增强回收聚丙烯材料，并进一步公开该材料 的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明实现的技术方案是：一种膨胀型无卤阻燃长 玻璃纤维增强回收聚丙烯材料，其组分按质量百分比含量计算包括：回收聚丙 烯25～55％，长玻璃纤维15～40％，膨胀型无卤阻燃剂20～35％，抑烟剂0.5～ 3％，偶联剂0.4～0.8％，相容剂3～8％，熔指改性剂0.1～0.3％，抗氧剂 0.2～0.4％，润滑剂1～4％，功能助剂1～3％。

上述组分中所述回收聚丙烯包括粒状、粉状、块状的共聚或均聚聚丙烯， 所述长玻璃纤维采用无碱连续无捻粗纱，纤维直径为12～20um，号数为1200～ 2400号。

所述膨胀型无卤阻燃剂选择由磷酸酯、磷酸盐、淀粉、季戊四醇、三聚 氰胺、双氰胺、聚磷酸铵中任几种物质组合而成的磷氮系阻燃剂。优选是由 其中几种物质在反应釜内经化学反应复合而成的膨胀型阻燃剂。

所述抑烟剂包括氧化钼、八钼酸铵、氧化锌、硼酸锌中的一种或几种，所 述偶联剂为硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂中的一种或两种，所述相容剂为热塑性 弹性体接枝物，热塑性弹性体接枝物包括丙烯酸、马来酸酐或丙烯酸缩水甘油 酯接枝改性的三元乙丙橡胶EPDM或聚烯烃弹性体POE。

所述熔指改性剂为包括过氧化二异丙苯(DCP)和过氧化苯甲酰中的一种 或两种的有机过氧化物，抗氧剂是指抗氧剂1010和抗氧剂168，润滑剂包括 聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、亚乙基双硬脂酸胺(EBS)中的一种或几种的 混合物，所述功能助剂包括抗紫外线吸收剂、色粉或色母粒的一种或几种。

上述无卤阻燃长玻璃纤维增强回收聚丙烯材料的制备方法，包括以下步 骤：