[发明专利]一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用，涉及改性塑料领域。本发明提供了一种聚丙烯复合材料，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂20‑50份、阻燃剂30‑50份、低散发剂10‑20份；所述阻燃剂包括以下组分：磷酸二氢钾、季戊四醇类成炭剂和碳酸氢盐；所述阻燃剂中磷酸二氢钾、季戊四醇类成炭剂和碳酸氢盐的重量比为：磷酸二氢钾：季戊四醇类成炭剂：碳酸氢盐＝11‑32:3‑9:9‑20；所述低散发剂包括以下组分：活性炭、自制水母粒和钼酸盐类阻燃抑烟剂；所述活性炭的粒径D50为1‑200μm；所述自制水母粒包括以下重量份的组分：聚丙烯70‑85份、发泡剂6‑10份和水‑乙醇溶液10‑20份。本发明提供了一种高氧指数、低烟气毒性的阻燃聚丙烯复合材料。

技术领域

本发明涉及改性塑料领域，尤其是一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

近年来全国高铁、地铁发展迅速，高铁干线几乎遍布全国，一、二线城市市内地铁规划加速，铁路交通成为现今社会较为普遍的交通方式。然而地铁、高铁箱体较为封闭，一旦着火较难疏散，若有有毒烟气释放，更为安全撤离造成困难，所以防火安全成为铁路交通的重中之重。依据铁路安全防火标准EN45545要求，与电源接触的电子电器类产品需满足R23要求，防火等级达到HL3以上。铁路交通中与电源接触的电子电器所用材料需要有较高的氧指数，材料氧指数越高，越难以燃烧；与电源接触的电子电器产品需要有较低的烟密度，当与火焰接触时会有更少的烟尘产生，方便救援；与电源接触的电子电器产品需要有较低的烟气毒性，当接触火焰时，释放的烟气毒性越低，在封闭的车厢内就越安全，火灾时造成的伤亡就越低。

目前用于铁路交通电子元器件的材料通常为阻燃尼龙、阻燃PC等材料，但是成本过高、密度过重、气味较大。阻燃PP材料虽然造价便宜，密度轻，但是市面上的阻燃PP普遍存在着氧指数低，氧指数低于32，燃烧时烟密度高，烟气中氮氧化物、溴化物等有毒气体过高等问题。此外，阻燃PP的气味较高，长期使用不可避免存在气味逸散。目前市面上暂时不存在同时兼顾高氧指数、低烟气毒性的阻燃PP材料。

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聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。本发明通过在聚丙烯复合材料中添加特定的阻燃剂及低散发剂，制备得到了一种高氧指数、低烟气毒性、低气味、阻燃聚丙烯复合材料。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种聚丙烯复合材料，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂20-50份、阻燃剂30-50份、低散发剂10-20份；所述阻燃剂包括以下组分：磷酸二氢钾、季戊四醇类成炭剂和碳酸氢盐；所述阻燃剂中磷酸二氢钾、季戊四醇类成炭剂和碳酸氢盐的重量比为：磷酸二氢钾：季戊四醇类成炭剂：碳酸氢盐＝(11-32):(3-9):(9-20)；所述低散发剂包括以下组分：活性炭、自制水母粒和钼酸盐类阻燃抑烟剂；所述活性炭的粒径为1-200μm；所述自制水母粒包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂70-85份、发泡剂6-10份和水-乙醇溶液10-20份。

本发明通过加磷酸二氢钾、季戊四醇类成炭剂和碳酸氢盐，三种协同作用，使材料具有优良的阻燃性能。磷酸二氢钾在接触火焰时会迅速反应生成聚磷酸钾，会迅速脱去聚丙烯中的-H，终止燃烧反应；季戊四醇成炭剂接触火焰后会迅速形成碳层，阻隔氧气，阻止燃烧进一步扩大。碳酸氢盐使材料在遇到火焰时，迅速产生大量二氧化碳，二氧化碳密度比空气重沉积在下方，材料继续燃烧需要更多的氧气，从而使材料具有较高的氧指数。