[发明专利]一种聚丙烯无卤阻燃抗静电材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及管道材料技术领域，尤其涉及一种聚丙烯无卤阻燃抗静电材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯是产量和用量最大的通用塑料之一，具有综合性能好、可加工性强等优点，被广泛应用于建筑、工业生产、生活用品和交通等诸多领域，其制品包括管材、板材、注射制品、纤维等。聚丙烯的极限氧指数只有18，属于易燃材料，具有较高的火灾危险性；同时聚丙烯是绝缘材料，由于表面电阻率高达106Ω，使其制品表面容易发生静电积累，从而造成吸尘、电击或火花放电等现象，可能引起静电事故。这些材料特性使其在使用过程中存在一定的危险性，并且极大的限制了聚丙烯在煤矿、化工、金属加工、电子电器、医疗等诸多领域的应用。

在阻燃方面，现有的聚丙烯阻燃抗静电管道材料主要采用卤系阻燃剂或无机阻燃剂。卤系阻燃剂存在产烟量大，烟气的毒性大、腐蚀性强，二噁英等诸多问题；无机阻燃剂的添加量大，会严重降低聚丙烯的力学性能和可加工性能。在抗静电方面，现有的聚丙烯阻燃抗静电管道材料主要采用添加表面活性剂、导电高分子填料和无机导电填料等方法，但是这些技术及产品都存在一些使用缺陷，如表面活性剂类抗静电剂存在耐久性差、对环境湿度依赖性大等问题，导电高分子填料存在添加量大、成本高的问题，无机导电填料存在添加量大、影响阻燃效果等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚丙烯无卤阻燃抗静电材料及其制备方法和应用。本发明提供的聚丙烯无卤阻燃抗静电材料安全、环保，阻燃性能和抗静电性能优异。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚丙烯无卤阻燃抗静电材料，由包含以下质量份数的原料制备得到：

优选的，所述导电炭黑的平均粒径为10～40nm，比表面积≥200m²/g。

优选的，所述碳纳米管的外径为5～40nm，长度为10～60μm。

优选的，所述无卤膨胀阻燃剂为季戊四醇和聚磷酸铵类物质的混合物；

所述季戊四醇为双季戊四醇和/或三季戊四醇；

所述聚磷酸铵类物质为纯聚磷酸铵、硅烷包覆聚磷酸铵、密胺包覆聚磷酸铵和环氧树脂包覆聚磷酸铵中的一种或几种。

优选的，所述季戊四醇和聚磷酸铵类物质的质量比为1:(2～9)。

优选的，所述阻燃协效剂为分子筛和/或有机蒙脱土。

优选的，所述原料还包含抗氧剂和紫外线吸收剂；

所述聚丙烯和抗氧剂、紫外线吸收剂的质量比为100:(0.1～1):(0.1～2)。

本发明还提供了一种上述技术方案任意一项所述聚丙烯无卤阻燃抗静电材料的制备方法，包含如下步骤:

将上述原料混合，得到原料混合物；

将所述原料混合物进行熔融挤出，得到聚丙烯无卤阻燃抗静电材料。

优选的，所述熔融挤出过程中螺杆转速为100～200rpm，进料段温度为155～165℃，压缩段温度为165～175℃，塑化段温度为175～185℃，均化段温度为185～195℃，模口温度为180～190℃。

本发明还提供了上述技术方案任意一项所述聚丙烯无卤阻燃抗静电材料或者上述技术方案任意一项所述制备方法得到的聚丙烯无卤阻燃抗静电材料作为管道材料的应用。

本发明提供了一种聚丙烯无卤阻燃抗静电材料及其制备方法和应用。本发明提供聚丙烯无卤阻燃抗静电材料采用无卤膨胀阻燃剂进行阻燃处理，阻燃剂中不含卤素，更加安全、环保；对无卤膨胀型阻燃剂的配方进行了合理调整，优化了阻燃效果，材料的氧指数能够达到32％、垂直燃烧达到V0级；导电炭黑和碳纳米管能够使材料具有永久抗静电性能，并且其抗静电性能优良、价格较低；碳纳米管的加入能够显著提高导电炭黑的导电效率，提高材料的抗静电性能，在很低的导电填料含量下材料的表面电阻率就能达到10⁶Ω；降低了导电填料对聚丙烯基体性能的影响，并且碳纳米管的加入对聚丙烯力学强度的提高具有积极作用，使得材料具有优良的力学性能和可加工性能，在加工过程无异味、无析出，材料表面光洁、平整。

具体实施方式

本发明提供了一种聚丙烯无卤阻燃抗静电材料，由包含以下质量份数的原料制备得到：

本发明制备聚丙烯无卤阻燃抗静电材料的原料包含100份聚丙烯。本发明对所述聚丙烯的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的聚丙烯即可。