Pp用复合环保阻燃剂及pp阻燃塑料
阅读说明：本技术 Pp用复合环保阻燃剂及pp阻燃塑料 (Composite environment-friendly flame retardant for PP and PP flame-retardant plastic ) 是由 张海侠 魏其军 于 2020-12-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了PP用复合环保阻燃剂及PP阻燃塑料,涉及塑料技术领域。本发明PP用复合环保阻燃剂包括由下述重量份的组分组成：三甲硅基甲基膦酸二甲酯15-25份、磷酸季戊四醇三聚氰胺40-50份、氢氧化镁15-35份、氢氧化铝35-55份、三氧化二锑9-11份、阻燃增效剂10-20份,一种PP阻燃塑料由下述组分按重量份组成：上述的PP用复合环保阻燃剂30-40份,PP树脂80-90份、丁腈橡胶10-14份、引发剂3-5份、偶联剂4-6份、复合抗老化剂0.7-1.2份、抗氧化剂2-5份、增韧剂3-6份、防霉抗菌剂2-5份。本发明制得的PP用复合环保阻燃剂具有良好的阻燃功能,高温熔融成型及热成型加工工程中,不发生分解,制得的PP阻燃塑料热变形温度、力学温度及电绝缘性能等性能并未受到影响,塑料具有长期阻燃性。(The invention discloses a composite environment-friendly flame retardant for PP and PP flame-retardant plastic, and relates to the technical field of plastic. The composite environment-friendly flame retardant for PP comprises the following components in parts by weight: 15-25 parts of trimethylsilyl dimethyl methylphosphonate, 40-50 parts of pentaerythritol phosphate melamine, 15-35 parts of magnesium hydroxide, 35-55 parts of aluminum hydroxide, 9-11 parts of antimony trioxide and 10-20 parts of flame retardant synergist, wherein the PP flame retardant plastic comprises the following components in parts by weight: 30-40 parts of the composite environment-friendly flame retardant for PP, 80-90 parts of PP resin, 10-14 parts of nitrile rubber, 3-5 parts of an initiator, 4-6 parts of a coupling agent, 0.7-1.2 parts of a composite anti-aging agent, 2-5 parts of an antioxidant, 3-6 parts of a toughening agent and 2-5 parts of a mildew-proof antibacterial agent. The composite environment-friendly flame retardant for PP prepared by the invention has good flame retardant function, and is not decomposed in high-temperature melt molding and thermoforming processing engineering, so that the properties of the prepared PP flame retardant plastic such as thermal deformation temperature, mechanical temperature, electrical insulation property and the like are not influenced, and the plastic has long-term flame retardancy.)
技术领域
本发明属于塑料技术领域，特别是涉及PP用复合环保阻燃剂及PP阻燃塑料。
背景技术
火是人类文明的象征，它在人类生活中的应用曾推动了历史的进步，但同时它又能在顷刻间吞噬大量社会财富，危害人们的生命安全。据统计，全世界每年发生火灾约为500余万起，近10万人丧生于火海之中，数以亿计的财产遭到破坏，无数人们失去了他们的亲人。
日常生活中使用的大部分材料属于热塑性材料，常用的热塑塑料有聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯(PS)，聚酰胺(PA)，聚丙烯酸(PMA)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等，热塑性弹性体有苯乙烯类(SBS、SIS、SEBS、SEPS)、烯烃类(TPO)、双烯类(TPB、TPI)、氨酯类(TPU)、酯类(TPEE)、酰胺类(TPAE)、有机氟类(TPF)等。
PP的耐热性优良，PP属于非极性聚合物，具有良好的电绝缘性，且 PP吸水性极低，电绝缘性不会受到湿度的影响，被广泛应用于家电制品、化学建材、电子产品、医疗卫生、日用品、汽车行业、包装行业等。而使用PP塑料的家电制品、化学建材等都需要塑料制品不燃烧，有良好的阻燃性能，要求塑料在大火中的发烟度要小。为此，在塑料配方中，选择添加阻燃剂就变得非常重要了。
对阻燃剂的要求：
(1)要有良好的阻燃功能，用量很少就能明显起到阻燃作用；
(2)阻燃剂加入后不能影响塑料的机械强度，特别是不能降低塑料制品的热变形温度、力学温度及电绝缘性能；
(3)同树脂的相容性要好，在塑料制品中不迁移、不析出、不被萃取；
(4)在高温熔融成型及热成型加工工程中，不发生分解，也不与其他材料发生反应；
(5)在塑料中易于分散均匀，耐候性好，持久性好，使塑料具有长期阻燃性。
可见，塑料中阻燃剂的选择，是一个非常复杂的过程，必须综合考虑上述各项因素。在现有的教科书中给出了例如：保护膜机理、不然气体机理、冷却机理和终止链锁反应机理等机理，这些可以对阻燃剂进行选择提供一个模糊的方向，但是却无法提供真正有效的帮助。
发明内容
本发明的目的在于提供PP用复合环保阻燃剂及PP阻燃塑料，本发明制得的PP用复合环保阻燃剂具有良好的阻燃功能，高温熔融成型及热成型加工工程中，不发生分解，制得的PP阻燃塑料热变形温度、力学温度及电绝缘性能等性能并未受到影响，塑料具有长期阻燃性；另外，本发明添加环保无污染型的石墨烯作为阻燃剂，复配硫酸镁晶须作为阻燃增效，大大提升再生材料的阻燃性能。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种PP用复合环保阻燃剂，由下述重量份的组分组成：三甲硅基甲基膦酸二甲酯15-25份、磷酸季戊四醇三聚氰胺40-50份、氢氧化镁15-35份、氢氧化铝35-55份、三氧化二锑9-11份、阻燃增效剂10-20 份。
一种PP阻燃塑料，由下述组分按重量份组成：上述的PP用复合环保阻燃剂30-40份，PP树脂80-90份、丁腈橡胶10-14份、引发剂3-5份、偶联剂4-6份、复合抗老化剂0.7-1.2份、抗氧化剂2-5份、增韧剂3-6 份、防霉抗菌剂2-5份。
进一步地，引发剂为BPO、DCP、DTBP、二月桂酸二丁基锡中的一种。
进一步地，偶联剂为KH570、KH171、KH550、钛酸酯偶联剂中的一种。
进一步地，复合抗老化剂由二氧化钛和受阻胺光稳定剂复合而成。
进一步地，阻燃增效剂由硫酸镁晶须无卤阻燃剂和石墨烯复合而成。
进一步地，氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264中的一种。
进一步地，增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙丙橡胶中的一种。
进一步地，防霉抗菌剂为防霉抗菌剂AEM5700-B。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的PP用复合环保阻燃剂具有良好的阻燃功能，与PP的相容性好，在PP中不迁移、不析出、不被萃取，易于分散均匀，耐候性好，持久性好，高温熔融成型及热成型加工工程中，不发生分解，制得的PP阻燃塑料热变形温度、力学温度及电绝缘性能等性能并未受到影响，塑料具有长期阻燃性。
2、本发明PP阻燃塑料，添加环保无污染型的石墨烯作为阻燃剂，复配硫酸镁晶须作为阻燃增效，大大提升再生材料的阻燃性能，通过加入复合抗老化剂，抗老化性强，增韧剂的添加提高了拉伸强度和弯曲强度，且抗冲击强度高，加工流动性好，成品的光泽度高，热变形性能稳定。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例中一种PP用复合环保阻燃剂，由下述重量份的组分组成：三甲硅基甲基膦酸二甲酯15份、磷酸季戊四醇三聚氰胺40份、氢氧化镁15 份、氢氧化铝35份、三氧化二锑9-11份、阻燃增效剂10份。
一种PP阻燃塑料，由下述组分按重量份组成：上述的PP用复合环保阻燃剂30份，PP树脂80份、丁腈橡胶10份、引发剂3份、偶联剂4份、复合抗老化剂0.7份、抗氧化剂2份、增韧剂3份、防霉抗菌剂2份。
一种PP阻燃塑料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：按照设计配方称量适当重量的PP树脂、丁腈橡胶、三甲硅基甲基膦酸二甲酯、磷酸季戊四醇三聚氰胺、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、阻燃增效剂作为原料，加入高混机内，在中速条件下混合3-5min；
步骤二：向高混机中加入引发剂、偶联剂、复合抗老化剂、抗氧化剂、增韧剂、防霉抗菌剂，在中速条件下混合2min，即得预混料，在搅拌过程中，混合物料与高混机内壁摩擦生热，使得混合物料的温度升高，当混合物料的温度升高至130±10℃时，出料并冷却至环境温度；
步骤三：将预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出塑化，即得半成品，其中，螺杆转速可选40～60r/min，螺杆挤出机的料筒外面沿着物料挤出方向依次设有加热段加热器、压缩段加热器和均化段加热器，加热段加热器的加热温度为85℃～100℃，压缩段加热器的加热温度160℃～180℃，均化段加热器的加热温度为180℃～200℃；
步骤四：将半成品进行拉条、冷却、干燥、造粒、包装，即得一种PP 阻燃塑料。
优选地，引发剂为BPO、DCP、DTBP、二月桂酸二丁基锡中的一种。
优选地，偶联剂为KH570、KH171、KH550、钛酸酯偶联剂中的一种。
优选地，复合抗老化剂由二氧化钛和受阻胺光稳定剂复合而成。
优选地，阻燃增效剂由硫酸镁晶须无卤阻燃剂和石墨烯复合而成。
优选地，氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264中的一种。
优选地，增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙丙橡胶中的一种。
优选地，防霉抗菌剂为防霉抗菌剂AEM5700-B。
实施例二
与上述实施例不同之处在于，本实施例中一种PP用复合环保阻燃剂，由下述重量份的组分组成：三甲硅基甲基膦酸二甲酯25份、磷酸季戊四醇三聚氰胺50份、氢氧化镁35份、氢氧化铝55份、三氧化二锑11份、阻燃增效剂20份。
一种PP阻燃塑料，由下述组分按重量份组成：上述的PP用复合环保阻燃剂40份，PP树脂90份、丁腈橡胶14份、引发剂5份、偶联剂6份、复合抗老化剂1.2份、抗氧化剂5份、增韧剂6份、防霉抗菌剂5份。
实施例三
与上述实施例不同之处在于，本实施例中一种PP用复合环保阻燃剂由下述重量份的组分组成：三甲硅基甲基膦酸二甲酯20份、磷酸季戊四醇三聚氰胺45份、氢氧化镁20份、氢氧化铝40份、三氧化二锑10份、阻燃增效剂15份。
一种PP阻燃塑料，由下述组分按重量份组成：上述的PP用复合环保阻燃剂35份，PP树脂85份、丁腈橡胶12份、引发剂4份、偶联剂5份、复合抗老化剂1份、抗氧化剂3份、增韧剂4份、防霉抗菌剂4份。
实施例四
与上述实施例不同之处在于，本实施例中一种PP用复合环保阻燃剂由下述重量份的组分组成：三甲硅基甲基膦酸二甲酯20份、磷酸季戊四醇三聚氰胺45份、氢氧化镁20份、氢氧化铝40份、三氧化二锑10份。
一种PP阻燃塑料，由下述组分按重量份组成：上述的PP用复合环保阻燃剂35份，PP树脂85份、丁腈橡胶12份、引发剂4份、偶联剂5份、复合抗老化剂1份、抗氧化剂3份、增韧剂4份、防霉抗菌剂4份。
实施例五
与上述实施例不同之处在于，本实施例中一种PP阻燃塑料，由下述组分按重量份组成：PP树脂85份、丁腈橡胶12份、引发剂4份、偶联剂5 份、复合抗老化剂1份、抗氧化剂3份、增韧剂4份、防霉抗菌剂4份。
对以上实施例中的塑料制成标准样条按照国家同类塑料各项标准进行性能测试，具体数据见表1。其中，实施例五为空白例，未添加任何阻燃剂。
表1：PP阻燃塑料阻燃性能测试表
UL-94阻燃等级，(1.6mm)
LOI，％
实施例一
VO
35.7
实施例二
VO
36.1
实施例三
VO
38.2
实施例四
VO
29.8
实施例五
NR
18.6
本发明的PP阻燃塑料的耐热性及阻燃性较优异，且制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异。
本发明的PP用复合环保阻燃剂，不含卤素，具有良好的阻燃功能，与 PP的相容性好，在PP中不迁移、不析出、不被萃取，易于分散均匀，耐候性好，持久性好，高温熔融成型及热成型加工工程中，不发生分解，制得的PP阻燃塑料热变形温度、力学温度及电绝缘性能等性能并未受到影响，塑料具有长期阻燃性。
本发明PP阻燃塑料，添加环保无污染型的石墨烯作为阻燃剂，复配硫酸镁晶须作为阻燃增效，大大提升再生材料的阻燃性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。