專利名稱：一種復合膨脹型阻燃劑阻燃通用聚丙烯及其制備方法
技術領域：
本發明涉及利用膨脹型阻燃劑協同其他化合物，制備成復合阻燃劑，然后應用在通用聚丙烯上，使其獲得了較好的阻燃性能。
背景技術：
傳統的通用聚丙烯阻燃劑主要分為無機氫氧化物和有機鹵代烴兩大類，然而無機氫氧化物阻燃劑用量大，損害聚丙烯材料的機械性能；有機鹵代烴阻燃劑添加量少，但燃燒后生成有毒揮發氣體，污染環境，因此在聚丙烯中使用綠色膨脹型阻燃劑是本發明的亮點
之一 。其次，膨脹型阻燃劑的添加量需要達到一定量才能發揮相應的阻燃作用，為了降低膨脹型阻燃劑用量，提高聚丙烯材料機械性能，并降低成本，提高利用率，將改性4A分子篩作為膨脹型阻燃劑的協效劑應用到聚丙烯基體中是本發明的亮點之二。
發明內容
本發明的目的在于將4A分子篩經過酸化處理后，協同膨脹型阻燃劑應用在聚丙烯中取得了較好的阻燃效果。本發明所提供的膨脹型阻燃通用聚丙烯所需要的特征物質組分及其質量份數如下:通用聚丙烯100份、聚磷酸銨20-30份、偶聯劑1_3份、季戊四醇6_10份、三聚氰胺2-6份、抗氧劑1-2份、阻燃協效劑0-6份。本發明所提供的膨脹阻燃體系及協效劑特征物質組分及質量份數為:聚磷酸銨0-25份，季戊四醇5-10份，三聚氰胺1-5份，酸化4A分子篩1_6份。本發明所提供的偶聯劑包括硅烷偶聯劑(KH550)，丙烯馬來酸酐共聚物(SMA)或以上兩種混合物。本發明所提供的復合膨脹型阻燃通用聚丙烯制備方法如下:(I )4A分子篩經干燥,研磨細化至20-50 μ m后,將4A分子篩與質量分數為10_40%銨鹽溶劑按質量比1:10混合，于20-70°C攪拌l_6h，然后干燥，并200-900°C高溫煅燒l_5h以備應用；(2)將通用聚丙烯以及抗氧化劑，膨脹阻燃體系及協效劑，偶聯劑于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，經烘干即得膨脹型阻燃通用聚丙烯粒料，其中擠出溫度 170-200°C，螺桿轉速 25-40r/min。本發明具有以下有益效果:本發明所提供的膨脹型阻燃通用聚丙烯，成本低廉，無毒環保，制備工藝簡單，錐形量熱測試熱釋放速率100kW/m2以內，有效降低燃燒生煙量。
具體實施方式
下述實施例中所指的份數均指質量份數。4A分子篩的酸化處理:先干燥的4A分子篩粉碎至20-50 μ m,再將氯化銨溶液(25%)與4A分子篩按質量比1:10混合后于70°C攪拌l_6h，然后干燥并于700°C煅燒4h，密封備用。范例1:將通用聚丙烯100份、聚磷酸銨20份、季戊四醇5份、酸化4A分子篩3份、SMAl份、抗氧化劑I份，于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料經烘干即得膨脹型阻燃通用聚丙烯，其中擠出溫度170-200°C，螺桿轉速25-40r/min。范例2:將通用聚丙烯100份、聚磷酸銨15份、季戊四醇5份、三聚氰胺5份、酸化4A分子篩2份、SMAl份、抗氧化劑I份于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料經烘干即得膨脹型阻燃通用聚丙烯，其中擠出溫度170-200°C，螺桿轉速25-40r/min。范例3:將通用聚丙烯100份、聚磷酸銨15份、季戊四醇5份、三聚氰胺5份、酸化4A分子篩2份、硅烷偶聯劑KH5501份、抗氧化劑I份于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料經烘干即得膨脹型阻燃通用聚丙烯，其中擠出溫度170-200°C，螺桿轉速25_40r/mino范例4:將通用聚丙烯100份 、聚磷酸銨20份、季戊四醇5份、三聚氰胺3份、酸化4A分子篩3份、硅烷偶聯劑KH5501份、SMAl份、抗氧化劑I份于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料經烘干即得膨脹型阻燃通用聚丙烯，其中擠出溫度170-200°C，螺桿轉速 25_40r/min。范例5:將通用聚丙烯100份、聚磷酸銨20份、季戊四醇5份、三聚氰胺2份、酸化4A分子篩4份、硅烷偶聯劑KH5501份、SMAl份、抗氧化劑I份于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料經烘干即得膨脹型阻燃通用聚丙烯，其中擠出溫度170-200°C，螺桿轉速 25_40r/min。
權利要求
1.一種膨脹型阻燃劑協同其他化合物復合阻燃通用聚丙烯，其特征在于包括以下化學物質及其質量份數為:通用聚丙烯100份、聚磷酸銨20-30份、偶聯劑1-3份、季戊四醇6-10份、三聚氰胺2-6份、抗氧劑1-2份、阻燃協效劑0-6份。
2.根據權利要求1的復合膨脹型阻燃通用聚丙烯，其特征在于，還加入復合膨脹阻燃劑:聚磷酸銨0-25份，季戊四醇5-10份，三聚氰胺1-5份，酸化4A分子篩1_6份。
3.根據權利要求1的復合膨脹型阻燃通用聚丙烯，其特征在于，硅烷偶聯劑(KH550)，丙烯馬來酸酐共聚物(SMA)或以上兩種混合物。
4.根據權利要求1所述復合膨脹型阻燃通用聚丙烯的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)4A分子篩經干燥，研磨細化至20-50 μ m后，將4Α分子篩與質量分數為10_40%銨鹽溶劑按質量比1:10混合，于20-70°C攪拌l_6h，然后干燥，并200-900°C高溫煅燒l_5h以備應用； (2)將通用聚丙烯以及抗氧化劑，膨脹阻燃體系及協效劑，偶聯劑于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，經烘干即得膨脹型阻燃通用聚丙烯粒料，其中擠出溫度170-200 0C，螺桿轉速 25-40r/min。
5.根據權利要求4的加工條件為:擠出溫度170-200°C，螺桿轉速25-40r/min。
全文摘要
本發明涉及利用酸化4A分子篩協同膨脹型阻燃劑，經過復合阻燃通用聚丙烯的制備及應用。依據本發明所制備的復合膨脹型阻燃通用聚丙烯，其所需要的特征物質及其質量份數如下通用聚丙烯100份、復合膨脹阻燃劑(聚磷酸銨0-25份、季戊四醇5-10份、三聚氰胺1-5份、酸化4A分子篩1-6份)、抗氧劑1-2份、阻燃協效劑0-6份。本發明所提供的復合阻燃劑，成本低、環保無毒，應用在通用聚丙烯中具有良好的阻燃效果，錐形量熱測試熱釋放速率100kW/m2以內，有效降低燃燒生煙量。
文檔編號B29B9/06GK103087414SQ20131003718
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者張勝, 董明哲, 谷曉昱, 姜鵬, 扈中武 申請人:北京化工大學常州先進材料研究院