[发明专利]一种抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂阻燃改性领域，更详细的是无卤阻燃聚烯烃混合物，尤其是抗湿性磷氮膨胀型阻燃聚烯烃混合物。本发明还涉及所述阻燃聚烯烃混合物的制备方法。

背景技术

聚烯烃作为最重要的热塑性树脂之一，广泛应用于生产和生活的各个方面，但由于易燃烧，限制了其进一步应用。传统的含卤阻燃剂虽具有良好的阻燃性能，但在燃烧时会产生大量的烟雾和有毒气体，造成二次污染，因此研究无卤阻燃聚烯烃非常必要。其中，磷氮膨胀型阻燃体系因其阻燃效率较高、低烟、无毒、无腐蚀性气体释放等特点，最有希望取代含卤阻燃剂，被认为是当今无卤阻燃材料的发展方向之一。

虽然膨胀型阻燃体系克服了许多传统阻燃剂存在的缺点，但在实际应用中仍存在很多问题。如炭源羟基多元醇，由于其自身的结构特点，吸湿性很强，易团聚，与非极性聚烯烃基体相容性差，在高温高湿的情况下极易向材料表面迁移渗出，降低了材料的综合性能尤其是阻燃性能，进而限制了磷氮膨胀型阻燃材料在潮湿环境中的应用。

为了解决上述问题，国内外对磷氮膨胀型阻燃体系进行了大量的研究。其中，胶囊化(包覆)是改善阻燃剂的抗湿性和相容性最为有效的方法。中国发明专利申请200610026448.6公开了将磷氮膨胀型阻燃剂、有机硅和有机溶剂(苯、甲苯或二氧六环)等，通过加热搅拌反应和微胶囊处理，制备了抗湿性膨胀型阻燃剂，有效改善了阻燃剂及其阻燃聚丙烯混合物的抗湿性能；吴昆分别采用三聚氰胺-甲醛(MF)树脂(Microencapsulation of Ammonium Polyphosphate：Preparation，Characterization and its flameretardance in Polypropylene，Polymer Composites，2008，29(8)：854-860)和尿素-三聚氰胺-甲醛(UMF)树脂(Micro encapsulated ammonium polyphosphate withurea-melamine-formaldehyde shell：preparation，characterization，and its flame retardance inpolypropylene，Polymers forAdvancedTechnologies，2008，19(8)：1118-1125)为囊材，通过原位聚合微胶囊化技术，制备了具有核-壳结构的微胶囊聚磷酸铵(MFAPP)。所制得的MFAPP降低了APP的溶解度，改善了APP在聚丙烯(PP)中分散以及PP/APP体系的抗湿性能。然而，上述方法制备过程复杂、周期长，而且使用苯和甲醛等有机溶剂，不环保。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的磷氮膨胀型阻燃体系改性方法存在的缺点，提供一种力学性能和阻燃性能优良的抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物及其制备方法。

本发明使用载体树脂，通过熔融共混的方法，将羟基多元醇、磷氮膨胀型阻燃剂和粘土按一定的配比浓缩到载体树脂上，粉碎后制成包覆型抗湿性阻燃复合物，有效解决了磷氮膨胀型阻燃体系极性大、抗湿性差和分散不均匀等缺点。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)在双辊温度为140～190℃的开放式热炼机上加入载体树脂，待其熔融包辊后，先加入羟基多元醇，熔融混炼均匀后，再加入磷氮膨胀型阻燃剂和粘土，再混炼均匀后出片，粉碎后制得抗湿性阻燃复合物，各原料组分的质量份数如下：

a、载体树脂            5～15

b、羟基多元醇          10～20

c、磷氮膨胀型阻燃剂    15～30

d、粘土                1～3

所述载体树脂为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚丙烯(PP)、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)；

所述羟基多元醇为季戊四醇(PER)、双季戊四醇(DPER)或三季戊四醇(TPER)；

所述磷氮膨胀型阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐(MP)、三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)或三聚氰胺多磷酸盐(MPP1)。

所述组分d的粘土为有机蒙脱土或高岭土；

(2)在双辊温度为140～190℃的开放式热炼机上加入聚烯烃树脂，待其熔融包辊后，依次加入抗氧剂和所述抗湿性阻燃复合物，混炼均匀即可制得抗湿性膨胀型阻燃聚烯烃混合物；以质量份数计，聚烯烃树脂为100份，抗氧剂B215为0.1～0.2份，抗湿性阻燃复合物为20～50份；