[发明专利]一种无卤阻燃复合助剂、其制备方法及聚丙烯复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃复合剂、其制备方法及无卤阻燃连续长纤维增强的聚丙烯复合材料。

背景技术

聚丙烯(Polypropylene，简称PP)是一种半结晶的热塑性塑料，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗酸碱腐蚀。但聚丙烯有成型收缩率大，对缺口十分敏感、冲击性能差等缺点，限制了其使用范围。

长玻璃纤维增强聚丙烯是以聚丙烯树脂为基材的不同玻璃纤维增强的热塑性复合材料。长玻璃纤维增强聚丙烯能弥补聚丙烯性能上的不足，具有高冲击强度、高刚性、低收缩率等优点，扩大了聚丙烯的应用范围，可在一定范围内代替钢、聚甲醛、尼龙等，现已经广泛应用于汽车、机械、电器等领域。虽然长玻璃纤维增强聚丙烯在很多方面得到了广泛的应用，但是经过长玻璃纤维增强的聚丙烯在一些阻燃要求比较高的场合下使用仍然受到限制。

现有技术中，为了提高长玻璃纤维增强的聚丙烯的阻燃性，向其中添加阻燃剂。目前使用的阻燃剂包括含卤阻燃剂和无卤阻燃剂，含卤阻燃剂燃烧过程中会产生大量的有毒有害气体，不能满足对环保的要求。无卤阻燃剂相对比较环保，但现有的任何一种无卤阻燃剂也无法兼顾长玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能和阻燃性能来满足使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃复合助剂、其制备方法及聚丙烯复合材料，本发明提供的聚丙烯复合材料具有较好的阻燃性和力学性能。

本发明提供了一种无卤阻燃复合助剂，包括以下组分：

10～40重量份的具有式I结构的苯膦酚酞环状齐聚物；

40～60重量份的无卤无机阻燃剂；

1～3重量份的无卤偶联剂；

式I中，n＝2～7。

优选地，所述无卤无机阻燃剂为牌号为TC-5J的无机阻燃剂。

优选地，所述无卤偶联剂为硅烷偶联剂。

优选地，还包括0.5～25重量份的无卤功能助剂；

所述无卤功能助剂包括增韧剂、活性剂、润滑剂、防老剂和抗氧剂。

优选地，所述润滑剂包括硬脂酸酰胺；

所述防老剂包括2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体；

所述抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。

优选地，所述增韧剂、活性剂、润滑剂、防老剂和抗氧剂的质量比为(3～10):(1～3):(0.5～2):(0.5～2):(0.5～5)。

本发明提供了一种无卤阻燃复合助剂的制备方法，包括以下步骤：

将具有式I结构的苯膦酚酞环状齐聚物、无卤无机阻燃剂和无卤偶联剂混合，得到无卤阻燃复合助剂；

式I中，n＝2～7。

优选地，所述混合的温度为50℃～80℃；所述混合的时间为0.5～3min。

本发明提供了一种聚丙烯复合材料，由包括聚丙烯树脂、纤维和无卤阻燃复合助剂的原料制得；

所述无卤阻燃复合助剂为上述技术方案所述无卤阻燃复合助剂或上述技术方案所述制备方法制备的无卤阻燃复合助剂。

优选地，所述聚丙烯树脂和纤维的质量比为0.9～1.1:1；

所述无卤阻燃复合助剂的质量占聚丙烯复合材料的10％～40％。

本发明提供了无卤阻燃复合助剂，包括以下组分：10～40重量份的具有式I结构的苯膦酚酞环状齐聚物；40～60重量份的无卤无机阻燃剂；1～3重量份的无卤偶联剂。本发明提供的无卤阻燃复合助剂包括苯膦酚酞环状齐聚物和无卤无机阻燃剂，使得阻燃复合助剂在聚丙烯复合材料的应用中，能够提高聚丙烯复合材料的阻燃性和力学性能。实验结果表明：本发明提供的聚丙烯复合材料的极限氧指数(LOI)大于22％，阻燃等级≥V-2；拉伸强度为5.3～6.7GPa；弯曲强度为7.2～8.5GPa；缺口冲击强度为9.1～14KJ/m²。

具体实施方式

本发明提供了一种无卤阻燃复合助剂，包括以下组分：

10～40重量份的具有式I结构的苯膦酚酞环状齐聚物；

40～60重量份的无卤无机阻燃剂；

1～3重量份的无卤偶联剂；

式I中，n＝2～7。

本发明提供的无卤阻燃复合助剂添加到聚丙烯基体中，使得到的聚丙烯复合材料具有较好的阻燃性和力学性能。