[发明专利]一种超高流动性的无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高流动性的无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，该无卤阻燃聚丙烯复合材料由聚丙烯、P‑N膨胀型阻燃剂、相容剂、超分散剂、高长径比填料、纳米填料、润滑剂和抗氧剂组成，其制备方法十分简单，将各组分加入双螺杆挤出机中进行挤出、造粒即可。本发明的无卤阻燃聚丙烯复合材料具有超高的流动性、优异的阻燃性能，且制备工艺简单、成本低廉、无卤环保。

技术领域

本发明属于聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种超高流动性的无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

阻燃聚丙烯材料常用的阻燃剂为溴系阻燃剂和无卤膨胀阻燃剂，溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、八溴醚等。溴系阻燃体系只要提高阻燃剂的添加量便可以做到滴落不燃棉，由于滴落会带走部分热量，所以越容易滴落，阻燃等级便越容易达到UL94-V0级别。因此，只要选用高流动性的聚丙烯，再添加大量的溴系阻燃剂，便容易得到高流动性、高阻燃性(0.75mm样条达到UL94-V0级别)的聚丙烯材料。然而，由于溴系阻燃剂的价格较高，且添加量大，便导致了高流动性、高阻燃性的聚丙烯材料的价格较高，且燃烧时还会产生浓烟，散发出大量的有毒气体。

无卤膨胀阻燃体系是通过形成致密的炭层来隔绝空气和火源，从而发挥阻燃作用，一旦炭层遭到破坏，阻燃级别便会大幅下降，甚至无级别。对于无卤膨胀阻燃体系而言，滴落就意味着炭层遭到严重破坏，阻燃失效，样条越薄、熔融指数越高，燃烧时形成的碳层便越薄，同时更容易滴落。因此，制备高流动性、高阻燃性(0.75mm样条达到UL94-V0级别)的无卤阻燃聚丙烯材料的思路是：1)多添加阻燃剂形成致密炭层；2)多添加抗滴落剂阻止炭层在燃烧时滴落。然而，增加阻燃剂和抗滴落剂的添加量会导致聚丙烯材料的流动性急剧下降，特别是抗滴落剂(添加0.3wt％便可以使聚丙烯的熔融指数从100g/10min降至40g/min)。目前，阻燃性能达到0.75mm样条UL94-V0级别的无卤膨胀型阻燃聚丙烯材料，其熔融指数基本都小于20g/10min，而且，若使用更高流动性的聚丙烯(熔融指数≥200g/10min)，意味着要添加更多的抗滴落剂(添加量超过0.4wt％)才能保证0.75mm样条燃烧时不滴落，由此制备的聚丙烯材料在抽粒时容易发胀，不能顺利拉条，且材料很脆(PP基材的熔融指数越高，制备的材料就越脆)，根本没有使用价值。

对于启辉器外壳、电容器外壳、插头内架等产品，为了提高生产效率和降低生产成本，通常会将外壳厚度控制在0.75mm左右，模具设计通常是一模出80个以上，同时制件具有一定的深度，对于这类制件，通常熔融指数越高，产品越容易脱模，否则就需要提高注塑温度、注塑压力和注塑速度，这会导致阻燃剂部分分解，出现粘膜，同时生产成本增加。

CN 102702612A公开了一种高流动性无卤阻燃聚丙烯材料，虽然其熔融指数超过50g/10min，但是其阻燃性能只能达到1.5mm样条UL94-V0级别，因此并不适用于启辉器外壳、电容器外壳、插头内架等薄壁产品。

因此，有必要开发一种具有超高流动性(熔融指数大于100g/10min)和优异阻燃性能(0.75mm厚样条阻燃性能达到UL94-V0级别)的聚丙烯复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高流动性的无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种超高流动性的无卤阻燃聚丙烯复合材料，由以下质量百分比的组分组成：

聚丙烯：40％～66％；

P-N膨胀型阻燃剂：24％～35％；

相容剂：2％～10％；

超分散剂：0.5％～2％；

高长径比填料：5％～20％；

纳米填料：2％～10％；

润滑剂：0.2％～0.5％；