[发明专利]一种5VA级无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种5VA级无卤阻燃聚丙烯材料，具体涉及聚丙烯复合材料技术领域。所述5VA级无卤阻燃聚丙烯材料，包含以下重量份的组分：聚丙烯55‑70份、P‑N膨胀型阻燃剂20‑24份、玻璃粉3‑10份、片状填料1‑4份、针状填料1‑4份、相容剂2‑5份、抗滴落剂0.2‑0.5份、润滑剂0.2‑0.5份和抗氧剂0.2‑0.4份。本发明提供的5VA级无卤阻燃聚丙烯材料，具有厚度更薄1.5mm，更易加工的特点。

技术领域

本发明涉及聚丙烯复合材料技术领域，尤其是一种5VA级无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

随着阻燃要求的提高，越来越多的领域都要求材料的阻燃级别能达到5VA,对于阻燃聚丙烯而言，极易熔滴，厚度越薄，在5VA的测试过程中越容易被烧穿。通常无卤阻燃聚丙烯要通过2.0mm厚度5VA，P-N膨胀型阻燃剂及填料添加量要在38份以上，阻燃剂和填料的增加会导致材料成本的提高以及材料性能的降低，特别是注塑过程中，更容易发生粘膜析出的情况。但对于厚度更薄的5VA测试，增加阻燃剂含量也很难通过，通常需要添加玻璃纤维，但玻璃纤维会导致材料易翘曲，易脆，在很多领域无法使用。

目前常用的是溴系阻燃，产品的阻燃性能可以达到2.0mm 5VA，由于溴系阻燃剂价格昂贵，燃烧会产生有毒气体以及浓烟，在很多领域，不符合无卤要求，限制了其应用。

对于无卤阻燃聚丙烯材料，要想通过UL-94 5VA测试，通常的思路有三点：一是快速形成炭层隔绝热源，比如添加阻燃协效剂；二是添加高长径比填料，比如玻纤、晶须等；三是添加气源，比如三聚氰胺，在燃烧过程中快速带走热量，降低材料表面温度，从而使材料不容易穿孔(5VA方板测试)。以上思路，均可以使材料达到2.0mm 5VA，但通常阻燃剂及填料的比例需要达到38％以上，并且对厚度更薄的5VA，比如1.5mm，则无法通过。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种厚度更薄(1.5mm)，更易加工的5VA级无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种5VA级无卤阻燃聚丙烯材料，包含以下重量份的组分：聚丙烯55-70份、P-N膨胀型阻燃剂20-24份、玻璃粉3-10份、片状填料1-4份、针状填料1-4份、相容剂2-5份、抗滴落剂0.2-0.5份、润滑剂0.2-0.5份和抗氧剂0.2-0.4份。

本发明的5VA级无卤阻燃聚丙烯材料中添加有3-10份的低熔点玻璃粉，利用低熔点玻璃粉在低温条件下(350℃-500)能熔融并快速陶瓷化这一特点，进一步提高了体系炭层的厚度和密实度，从而大幅度提高材料的阻燃性能，特别是针对5VA方板测试，对穿孔有非常大的帮助。同时，低熔点玻璃的加入可以大幅度降低P-N膨胀型阻燃剂的添加量，能够降低材料成本和解决注塑粘膜的问题。

本发明的5VA级无卤阻燃聚丙烯材料中添加了片状填料和针状填料，利用片状填料和针状填料形成的骨架结构，能更好的托住熔融状态的玻璃粉，从而形成一种更加稳定的陶瓷化结构。能否让熔融状态的玻璃粉均匀粘附在体系当中，是控制重点。

优选地，所述的5VA级无卤阻燃聚丙烯材料，包含以下重量份的组分：聚丙烯57份、P-N膨胀型阻燃剂22份、玻璃粉4份、片状填料2份、针状填料2份、相容剂2份、抗滴落剂0.4份、润滑剂0.3份和抗氧剂0.3份。

优选地，所述的5VA级无卤阻燃聚丙烯材料，如下(a)-(g)中的至少一种：

(a)所述聚丙烯在230℃、2.16Kg测试条件下的熔融指数为10-30g/min，玻璃粉的熔点为350-500℃；

(b)所述P-N膨胀型阻燃剂为聚磷酸铵或焦磷酸哌嗪；

(c)所述片状填料为滑石粉、云母粉、蒙脱土中的至少一种，针状填料为硅灰石或凹凸棒土；