[发明专利]一种无卤阻燃树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无卤阻燃高分子领域，尤其涉及一种无卤阻燃树脂及其制备方法。

背景技术

塑料和塑料制品在近百年的发展过程中，为人类的生产和生活带来巨大的贡献和无限的方便，但由于塑料大多属于易燃产品,对有阻燃使用要求的塑料制件的生产受到了限制。为了适应阻燃要求,目前国内市场主要是采用含卤素有机物和三氧化二锑复配的阻燃剂生产阻燃塑料制备。近年来溴系阻燃剂受到二恶英问题的困扰,同时用其(溴—锑系统)阻燃的高分子材料在热裂解及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体,目前国外已大量以无卤阻燃剂进行替代，其中以磷系阻燃剂为主。

氮磷膨胀型阻燃剂填充的高聚物受强热或燃烧时表面形成一层均匀的多孔碳质泡沫层，能起到隔热、隔氧、抑烟、防融滴的作用，且无卤、低烟、无腐蚀性气体产生，且有良好的阻燃和抑烟功能。膨胀型阻燃剂有三个基本要素。即酸源、炭源和气源。阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭层。李旭等制了一种新型三嗪类成炭剂(CA)。将其与APP、(三聚氰胺)MA复配成IFR，并用其对PP进行阻燃。研究了IFR对阻燃PP体系的阻燃性能的影响。结果表明，当IFR加入量仅为25％时，阻燃PP体系的阻燃性能也能通过UL94V-0级。然而，普通膨胀型阻燃剂不具备增强作用，而且要使聚合物达到阻燃V-0级时，膨胀阻燃剂用量过大而严重恶化阻燃聚合物的力学性能和表观性能。磷系阻燃剂大多容易吸水。

对于阻燃聚丙烯，现有的膨胀阻燃剂阻燃聚丙烯时，用量较多，导致力学性能下降。采用聚磷酸铵类膨胀阻燃剂直接阻燃聚丙烯时，阻燃剂用量约需30％才能完全达到UL94 V-0级。由于阻燃剂用量大，塑料复配较困难，所得产品力学性能较差。由于阻燃剂用量大，所得塑料产品稳定性差，阻燃剂有析出，表面容易吸水。常规卤系阻燃剂和磷系阻燃剂发生阻燃作用时，容易产生较多烟雾和其他有毒气体。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种无卤阻燃树脂及其制备方法，该无卤阻燃塑料具有阻燃性好，力学性能优良，稳定性高的优点，完全无卤化。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种无卤阻燃树脂，其包含的组分及其重量百分比为：热塑性基体树脂50～80％，玻璃鳞片15～35％，增韧剂5～10％，相容剂5～10％，环氧树脂0～5％，偶联剂0.2～1％，抗氧剂0.2～1％，润滑剂0.2～1％。

玻璃鳞片是由1200℃以上的熔融中碱玻璃，经吹泡、冷却、粉碎、筛选及碾磨等工艺步骤所制得。玻璃鳞片的厚度约1-5微米，横纵比高达30-120的扁平型结构。以玻璃鳞片作为填料的防腐涂层，具有很极高阻隔性。用玻璃鳞片作为填料的塑料中，玻璃鳞片会以一种层状结构排列，在1mm厚的塑料中有20-30层玻璃鳞片，呈平行重叠排列成迷宫式结构，因此内部介质不能直接渗透到塑料表面。外部的介质也不能直接进入塑料内部，必需走曲折而又较长的路线才能渗透到塑料内部。因此玻璃鳞片填充塑料具有极其优良的阻隔性。而且，由于玻璃鳞片本身不燃烧，属于片状结构，厚度很小，表观密度小，因此具有较好的阻隔性。采用本技术方案的阻燃塑料，玻璃鳞片直接残留在燃烧残余物中，能够阻隔可燃性气体外溢，也能够阻隔氧气进入，有利于阻燃性泡沫体的形成，因此添加玻璃鳞片能够减少阻燃剂用量，甚至不用阻燃剂就可以达到阻燃目的。由于玻璃鳞片属于片状结构，长径比大，具有较好的增强效果，所得阻燃材料的力学性能更好，稳定性高等优点。

环氧树脂具有粘结力强的特点，能够在玻璃鳞片与其他树脂之间形成桥梁作用。环氧树脂还能与尼龙、PET和PC等热塑性树脂发生反应，使线型的热塑性树脂形成网状结构，从而提高共混物的综合性能。

采用此技术方案，通过各个组分按照此配方进行搭配，得到的阻燃树脂不含卤，而且具有很好的阻燃性能，满足UL94 V0级的阻燃要求，而且，在满足高阻燃性能的同时，还具有很好的阻隔性能，还不影响力学性能，能满足需要具有很好的力学结构又要求阻燃、阻隔性能的要求，如汽车油箱。另外，添加玻璃鳞片后，制品的表面具有珠光效应，表面光泽闪闪。而且还能反射日光，具有一定的抗紫外线能力，防老化性能好。

作为本发明的进一步改进，其包含的组分及其重量百分比为：热塑性基体树脂60～70％，玻璃鳞片20～30％，增韧剂6～8％，相容剂6～8％，环氧树脂1～3％，偶联剂0.5～0.8％，抗氧剂0.5～0.8％，润滑剂0.5～0.8％。