[发明专利]改性聚丙烯复合阻燃材料及其制备方法

说明书

本发明提供了改性聚丙烯复合阻燃材料及其制备方法，该改性聚丙烯复合阻燃材料包括：聚丙烯70‑100份、含硅聚羰基脲3‑15份和聚磷酸10‑40份。其制备方法包括，先将聚丙烯熔融混炼5‑8分钟，并将聚磷酸胺和含硅聚羰基脲预混，得到预混料，再将预混料加入聚丙烯中继续混炼8‑10分钟，最后将混炼后的混合料放入模具，预热后于10MPa的压力下冷却压制成型即可。本发明制备得到的一种分子链上同时含有高密度酰胺键和硅元素的阻燃材料，该阻燃材料在燃烧过程中抵挡产生的各种气体的冲击，形成致密、连续的炭层覆盖在基材表面，可很好的隔热隔氧，具有优异的阻燃效果。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种改性聚丙烯复合阻燃材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是五大通用塑料之一，具有良好的耐冲击性、韧性、密度小、质量轻和化学稳定性等优点，被广泛应用于建筑材料、医疗、家电和汽车等行业。聚丙烯的基本组成元素是碳和氢，极易燃烧，极限氧指数值在17左右，并且在燃烧过程中容易传播火焰以及产生大量的熔滴。

聚丙烯分子主链中基本没有活性基团，所以并不适合使用反应型的阻燃剂，因此聚丙烯主要使用的是添加型阻燃剂。由于单一的阻燃剂的阻燃效果有限，所以多种阻燃剂复配协效阻燃的效果会更好。对于聚丙烯，常用的添加型阻燃剂有卤系/三氧化二锑阻燃剂、金属氢氧化物复合阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂以及膨胀型阻燃剂。

卤系阻燃剂在燃烧过程中会有大量的烟，并且会产生有毒的腐蚀物和气体，所以卤系/三氧化二锑阻燃剂无法达到如今环保的要求，应用得到了限制。磷系阻燃剂的毒性较低，产生的烟量也比较少，但阻燃效果有限。金属氢氧化物复合阻燃剂的热稳定性较好，成本较低，但是要达到良好的阻燃效果，阻燃剂的添加量非常大，降低了聚丙烯的加工性能和机械性能。硅系阻燃剂包括有机硅阻燃剂和无机硅阻燃剂，由于有机硅阻燃剂与聚丙烯的相容性更好，所以相应地有机硅阻燃剂的阻燃效果也会更好。此外，有机硅阻燃剂和其他阻燃剂一起使用，可以达到更好的协同阻燃效果。膨胀型阻燃剂对聚烯烃类聚合物有良好的阻燃效果，在燃烧的过程中具有低烟、低毒和熔滴少等优点，所以目前各种膨胀型阻燃剂被广泛应用于聚丙烯中。

因此，基于各类型阻燃剂的优缺点，需要提出一种阻燃性能更优、同时对环境友好的聚丙烯复合阻燃材料。

发明内容

本发明充分结合硅系阻燃剂和膨胀型阻燃剂的优点，提供了一种改性聚丙烯复合阻燃材料及其制备方法，该复合阻燃材料是在聚丙烯基材中添加含硅聚羰基脲，得到一种分子链上同时含有高密度酰胺键和硅元素的阻燃剂，并将其与聚磷酸铵复配均匀分散于聚丙烯中，使共混体系的阻燃性能显著提高。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

改性聚丙烯复合阻燃材料，按重量份计包括：

聚丙烯 70-100份；

含硅聚羰基脲 3-15份；

聚磷酸铵 10-40份。

优选的，改性聚丙烯复合阻燃材料，按重量份计包括：

聚丙烯 85份；

含硅聚羰基脲 10份；

聚磷酸铵 20份。

进一步地，所述聚丙烯的分子量为10,000-100,000,000。

进一步地，所述含硅聚羰基脲的聚合度为100-100,000。

所述聚磷酸铵为正磷酸铵和多种聚磷酸铵的混合物，含有的聚磷酸铵主要是焦磷酸铵和三聚、四聚磷酸铵。