[发明专利]一种耐候无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种耐候无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用，由以下质量份的原料组成：55～75份聚丙烯树脂、20～38份无卤阻燃剂、1～3份阻燃协效剂、0.5～0.8份润滑剂、0.5～1.2份抗氧剂、0.3～1份光稳定剂；所述无卤阻燃剂包括微胶囊聚磷酸铵和成炭剂。该耐候无卤助燃聚丙烯材料兼具高阻燃(0.75mm厚度UL94 V‑0和UL1694 SC‑0)、70℃浸水7天后阻燃不失效和力学性能保持90％以上、氙灯1000h后阻燃性能保持，力学性能保持90％以上的效果，且该制备方法简单，易于控制，可用于灯饰软头软芯中。

技术领域

本发明属于高分子改性材料领域，尤其涉及一种耐候无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯是五大通用树脂之一，具有质量轻、易加工、耐化学药品等优良特性，在化工、电器、包装等工业领域得到广泛的应用。然而，随着聚丙烯在建筑、汽车、船舶和电子电器绝缘材料等行业的需求日益增大，人们对其阻燃性能的要求也越来越高。聚丙烯本身属于易燃材料，其氧指数仅为17％～18％，且其成炭率低，燃烧时容易产生熔滴，会使周围的可燃物也起燃，所以在很多应用场合都要求对其进行改性。

目前，常见的阻燃聚丙烯材料通常为卤-锑阻燃体系，兼具有气相阻燃和固相阻燃机理。将溴系阻燃剂和锑系阻燃剂加入到聚丙烯树脂中，当聚丙烯受热裂解时，首先是溴系阻燃剂自身受热分解，释放出自由基抑制剂HBr，从而使燃烧中断或延缓链式燃烧反应，HBr与Sb₂O₃反应生成细微粒子的SbOBr，它能促进自由基相互结合以终止链式反应，同时还产生大量惰性气体或高密度蒸汽，惰性气体可稀释氧和气态可燃产物，并降低此可燃气的温度，致使燃烧终止。常规的阻燃聚丙烯并不高效，部分阻燃剂容易析出，而且很多阻燃剂会影响聚丙烯材料的耐候性，而且由于其含有卤素，在燃烧时释放出有毒气体，严重威胁人体健康以及对周围环境的破坏，在许多领域已被禁止使用。无机阻燃剂虽然满足环保要求，但阻燃效率不高添加量较大，严重劣化聚丙烯的机械性能，得不偿失。

无卤膨胀型阻燃剂绿色环保，且燃烧时无溶滴，无毒，少烟，是阻燃聚丙烯的理想阻燃剂。而且在耐候性方面，无卤膨胀型阻燃剂优于十溴二苯乙烷和八溴醚，但是无卤膨胀阻燃剂的添加量较多，如果优化阻燃效率是一个急需解决的问题，还有无卤膨胀阻燃剂的吸湿性大，耐光照性还是限制产品的应用，需要通过改性加强。

目前涉及耐候阻燃聚丙烯材料的有：CN101735515A公开了高光泽耐候阻燃V0级聚丙烯材料，通过添加溴系阻燃剂和三氧化二锑达到阻燃效果，通过加入紫外吸收剂、光稳定剂和抗氧剂达到耐候效果，阻燃等级为0.8mm厚度为UL94 V-2，2.0mm厚度为UL94 V-0，碳弧灯光照200小时的耐候性＜5.0，总体来看，阻燃性能一般，耐候性还需要加强。因此，如何对聚丙烯阻燃材料进行改性，使其兼具高阻燃、耐水性好、耐候性好的无卤阻燃材料以满足市场需求具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐候无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用。该耐候无卤助燃聚丙烯材料兼具高阻燃(0.75mm厚度UL94 V-0和UL1694 SC-0)、70℃浸水7天后阻燃不失效和力学性能保持90％以上、氙灯1000h后阻燃性能保持，力学性能保持90％以上的效果，且该制备方法简单，易于控制，可用于灯饰软头软芯中。

本发明采取的技术方案是：

本发明的第一个方面提供一种耐候无卤阻燃聚丙烯材料，由以下质量份的原料组成：55～75份聚丙烯树脂、20～38份无卤阻燃剂、1～3份阻燃协效剂、0.5～0.8份润滑剂、0.5～1.2份抗氧剂、0.3～1份光稳定剂；所述无卤阻燃剂包括微胶囊聚磷酸铵和成炭剂。

优选的，上述聚丙烯树脂为均聚丙烯：共聚聚丙烯按照质量份比为(2～5):1的比例混合复配而成，上述聚丙烯树脂在测试条件为230℃，2.16kg下的熔融指数为5～15g/10min；优选为上述聚丙烯树脂为均聚丙烯和共聚聚丙烯按照质量份比为3:1的比例混合配方而成。