一種低煙釋放速率的無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種低煙釋放速率的無鹵阻燃聚 丙烯材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙稀(Polypropylene，簡稱PP)是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料。具有較高的耐沖擊 性，機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌，抗多種有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕。在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、家用電 器、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等領(lǐng)域，是一種十分重要的工程材料。但聚丙烯，聚丙 烯的氧指數(shù)只有17.5%，較易燃燒，且燃燒過程有融滴滴落，這些問題在很大程度上制約了 聚丙烯的應(yīng)用。
[0003] 通常來說塑料燃燒時的危害一方面來源于火焰帶來的熱輻射，另一方面源于燃燒 時生成的有毒、有害產(chǎn)物煙氣，而一般在火災(zāi)中喪生的，大部分是由于火災(zāi)中的煙霧，特別 是有毒煙霧的存在，導(dǎo)致人們室息死亡。目前通常降低材料煙密度的方法是加入抑制煙劑， 如專利CN102532693中通過在長玻纖阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料中加入氫氧化鎂、硼酸鋅、氧化鉬 等抑煙劑來降低材料的煙密度;如專利CN103756135通過添加金屬氫氧化物作為消煙劑來 降低阻燃聚丙烯材料的煙密度，制備了阻燃低氣味改性聚丙烯材料;專利CN1465618公開了 一種氫氧化鎂無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其中使用氫氧化鎂作為阻燃劑。氫氧化物阻燃劑 氣味和煙密度較小，但其阻燃效率較低，需要大量添加，導(dǎo)阻燃聚丙烯材料力學(xué)性能很差。
[0004] 現(xiàn)有的發(fā)明技術(shù)中，只是單純關(guān)注塑料完全燃燒后所釋放的煙霧總量(煙密度）， 并不關(guān)注材料整個燃燒過程中煙霧的釋放情況。因此，如何降低煙霧的釋放速率，為人員逃 生贏得寶貴的時間，就成為最新的材料開發(fā)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種低煙釋放速率的無鹵阻燃 丙烯材料及其制備方法。本發(fā)明的低煙釋放速率的無鹵阻燃丙烯材料，具有較低的煙氣釋 放速率的、煙霧釋放量以及CO釋放比例，能夠廣泛應(yīng)用于公共設(shè)施、裝飾裝潢、電子電器部 件等對阻燃及煙霧釋放要求嚴(yán)格的各種領(lǐng)域，為人員逃生贏得寶貴的時間。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0007] 第一方面，本發(fā)明涉及一種低煙釋放速率的無鹵阻燃丙烯材料，所述的無鹵阻燃 丙稀材料由如下重量百分含量的各組分組成：
[0008] 聚丙烯(PP) :40-70%;
[0009] 阻燃劑：18-30 %;
[0010]玻璃纖維:0-30 %;
[0011] 聚酮樹脂(PK):3-15%;
[0012] 納米輕石：卜5 %;
[0013] 結(jié)晶水合物:3-10 %;
[0014] 潤滑劑:〇·2-0.6% ;
[0015] 抗氧劑:〇.2-0.6%。
[0016]優(yōu)選地，所述聚丙烯是均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，熔融指數(shù)2-45g/10min?？蛇x用 上海賽科生產(chǎn)的共聚PP K7926和均聚PP S2040。
[0017] 優(yōu)選地，所述的阻燃劑為無鹵阻燃劑?？蛇x用市售的所述的磷系阻燃劑為:磷酸三 苯脂、次磷酸鋁、APP、磷酸三乙脂MPP、間亞苯基四苯基雙磷酸酯、雙酚A雙（二苯基磷酸酯） 中的一種或幾種;所述的氮系阻燃劑為:MCA、三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、聚 磷酸三聚氰胺中的一種或幾種。
[0018] 優(yōu)選地，所述玻璃纖維為無堿長玻璃纖維或無堿短切纖維?？蛇x用巨石公司生產(chǎn) 的無堿長玻纖988A。
[0019] 優(yōu)選地，所述的聚酮樹脂(PK)的熔融指數(shù)為5-300g/10min。可選用韓國曉星公司 生產(chǎn)的M230A。
[0020] 優(yōu)選地，所述的納米蛭石的比表面積小于20m2/g?？蛇x用靈壽縣騰達(dá)礦產(chǎn)品加工 廠生產(chǎn)的納米蛭石。
[0021] 優(yōu)選地，所述的結(jié)晶水合物為六水三氯化鉻、十水碳酸鈉、五水硫酸銅、七水硫酸 亞鐵、七水硫酸鋅、十二水硫酸鋁鉀、十水硫酸鈉等。
[0022] 優(yōu)選地，所述的潤滑劑為多元醇酯、硬脂酸酰胺、石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟或硅氧 烷中的一種或幾種。
[0023] 優(yōu)選地，所述的抗氧劑為168和1010的復(fù)配物。
[0024] 第二方面，本發(fā)明還涉及前述的低煙釋放速率的無鹵阻燃丙烯材料及其制備方法 的制備方法，所述方法包括如下步驟：
[0025] (1)按重量配比秤取聚丙烯（PP):40-70% ;無鹵阻燃劑：18_30% ;玻璃纖維：0-30 % ;聚酮樹脂(PK): 3-15 % ;納米蛭石：1-5% ;結(jié)晶水合物:3-10 % ;潤滑劑:0.2-0.6 % ;抗 氧劑:0·2-0·6%。
[0026] (2)將上述混好的料由雙螺桿擠出機(jī)擠出并造粒，螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為180-600轉(zhuǎn)/分， 溫度為 160_180°C。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0028] (1)本發(fā)明在無鹵阻燃丙烯制備過程中添加了具有超高成碳性的聚酮(PK)樹脂， 使制備的無鹵阻燃聚丙烯材料受熱燃燒時，極易形成碳層，對可燃物進(jìn)行包裹有效的降低 煙氣的釋放速率的和釋放量；同時，所添加的納米蛭石，存在一定的納米效應(yīng)，能夠有效的 分散于樹脂基體中，所以作為一種極易受熱膨脹的硅酸鹽化合物，在無鹵阻燃丙烯燃燒過 程中，可以有效的擴(kuò)充碳層的面積，增加碳層的包裹性。
[0029] (2)本發(fā)明的無鹵阻燃丙烯制備過程中添加了結(jié)晶水合物，在無鹵阻燃聚丙烯受 熱燃燒時，可以釋放足夠的水，起到稀釋和吸附作用，降低煙氣的釋放速率的和釋放量;所 添加的納米蛭石在受熱過程中也會失去的水分起對起到與結(jié)晶水合物類似的作用。
[0030] (3)發(fā)明人通過多次實驗，創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)將聚酮(PK)、納米蛭石以及結(jié)晶水合物進(jìn) 行復(fù)配使用，利用聚酮樹脂(PK)高成碳性、納米蛭石膨脹性以及水合物的釋放性，可以有效 的降低材料的煙氣的釋放速率、釋放量以及CO的排除比例，在火災(zāi)情況下，能夠為人員贏得 更多的逃生時間。
[0031] (4)本發(fā)明的無鹵阻燃丙烯材料的煙氣釋放速率和釋放量較普通阻燃材料下降了 30%以上、CO的釋放比例降低20%以上，而且煙密度等級均小于75。
[0032]本發(fā)明的低煙釋放速率的無鹵阻燃丙烯材料，具有較低的煙氣釋放速率的、煙霧 釋放量以及CO釋放比例，能夠廣泛應(yīng)用于公共設(shè)施、裝飾裝潢、電子電器部件等對阻燃及煙 霧釋放要求嚴(yán)格的各種領(lǐng)域，為人員逃生贏得寶貴的時間。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的【具體實施方式】作詳細(xì)說明。
[0034] 實施例1-7
[0035] 實施例1-7及對比例1-2的組分及配比見表1。
[0036]實施例1-7及對