本发明涉及聚丙烯材料的领域,更具体地说,它涉及一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术:
1、聚丙烯材料是一种具有很高性价比的材料,具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度高、抗扰曲性以及电绝缘性好等优点。聚丙烯材料自问世以来不断在汽车塑料零部件上得到应用,目前已经被应用在保险杠、门板、行李箱、汽车仪表板、饰柱等汽车塑料零部件上。
2、然而,聚丙烯材料的阻燃性能较差,使其使用范围受到极大限制。为了提高聚丙烯材料的阻燃性,研究人员在其中加入了阻燃剂。卤系阻燃剂是最常见的阻燃剂,能使聚丙烯材料获得良好的阻燃性能。但是卤系阻燃剂在阻燃过程中会产生如co、hcn、卤化氢、二恶英等有毒气体,对环境产生污染、对人体造成伤害。
3、相关技术中,研究人员采用非卤系阻燃剂如氮系阻燃剂和磷系阻燃剂;这类阻燃剂虽然环境友好、能抑制烟气、成本低,但是与基体相容性差,且对材料的力学性能影响较大。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本发明提供一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
2、第一方面,提供了一种无卤阻燃聚丙烯复合材料,采用如下的技术方案:
3、一种无卤阻燃聚丙烯复合材料,包括:聚丙烯100质量份、无卤阻燃剂8-13质量份以及阻燃促进剂7-12质量份;所述阻燃促进剂为由高分子材料包裹的聚乙烯醇、乙酸钠以及枸橼酸的混合物。
4、通过采用上述技术方案,燃烧过程中无卤阻燃剂受热分解生成h2o和其他隔绝物,如n2、co2或金属氧化物等;不仅吸收了热量,而且隔绝物质可以起到隔绝氧气和热量的作用,从而起到阻燃的作用。阻燃促进剂在高温时,其成分聚乙烯醇会在酸性物质的催化下发生碳氢单元断链反应并引起链传递反应,从而能够在短时间产生大量co2,进而能进一步阻隔氧气、热量与聚丙烯基材的接触,提高了聚丙烯复合材料的阻燃性。同时阻燃促进剂与聚丙烯基材具有良好的相容性,从而在保证阻燃效果的同时减少了与聚丙烯基材相容性较差的无卤阻燃剂的用量,保证了聚丙烯复合材料的力学性能。
5、作为一种优选方案,所述聚乙烯醇、乙酸钠以及枸橼酸的质量配比为(4-8):1:(1-3)。
6、作为一种优选方案,还包括12-17质量份的高分子成炭剂。
7、通过采用上述技术方案,高分子成炭剂在燃烧后能形成炭层并包裹在聚丙烯材料表面,可以将氧气和可燃材料隔开,从而进一步提高了聚丙烯复合材料的阻燃性。同时高分子成炭剂与聚丙烯基材具有良好的相容性,从而不会对聚丙烯复合材料的力学性能产生不良的影响。
8、作为一种更优选方案,所述高分子成炭剂为ppo/酚醛树脂混合物。
9、作为一种更优选方案,所述ppo和酚醛树脂的质量配比为(1-4):1。
10、作为一种优选方案,还包括5-7质量份的相容剂。
11、通过采用上述技术方案,有利于提高各组分与聚丙烯基材的相容性,从而进一步提高聚丙烯复合材料的力学性能。
12、作为一种更优选方案,所述相容剂为马来酸酐接枝pp。
13、作为一种优选方案,还包括0.1-1质量份的热稳定剂dstp、0.1-1质量份的抗氧化剂1010以及0.1-0.5质量份的抗氧化剂168。
14、第二方面,提供了上述无卤阻燃聚丙烯复合材料的制备方法,采用如下的技术方案:
15、无卤阻燃聚丙烯复合材料的制备方法,包括以下步骤:
16、称取原料并混合;
17、将原料熔融、挤出、冷却得到坯料;
18、将所述坯料造粒,得到无卤阻燃聚丙烯复合材料。
19、通过采用上述技术方案,无卤阻燃剂、阻燃促进剂与聚丙烯基材良好的复合在一起,提高了聚丙烯复合材料的环保阻燃能力。
20、综上所述,本发明至少具有以下有益技术效果:
21、1、本发明通过无卤阻燃剂和阻燃促进剂的协同作用,不仅使聚丙烯复合材料具有良好的阻燃性,且燃烧产物不含磷、卤等有害物质,提高了聚丙烯复合材料的阻燃环保性,同时还使聚丙烯复合材料具有良好的力学性能。
22、2、本发明通过引入高分子成炭剂,使其与无卤阻燃剂、阻燃促进剂相互配合,进一步提高了聚丙烯复合材料的阻燃性。
23、3、本发明引入相容剂提高了聚丙烯复合材料的各项性能。
1.无卤阻燃聚丙烯复合材料,其特征在于:包括:聚丙烯100质量份、无卤阻燃剂8-13质量份以及阻燃促进剂7-12质量份;所述阻燃促进剂为由高分子材料包裹的聚乙烯醇、乙酸钠以及枸橼酸的混合物。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯复合材料,其特征在于:所述聚乙烯醇、乙酸钠以及枸橼酸的质量配比为(4-8):1:(1-3)。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯复合材料,其特征在于:还包括12-17质量份的高分子成炭剂。
4.根据权利要求3所述的无卤阻燃聚丙烯复合材料,其特征在于:所述高分子成炭剂为ppo/酚醛树脂混合物。
5.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚丙烯复合材料,其特征在于:所述ppo和酚醛树脂的质量配比为(1-4):1。
6.根据权利要求1-5任一所述的无卤阻燃聚丙烯复合材料,其特征在于:还包括5-7质量份的相容剂。
7.根据权利要求6所述的无卤阻燃聚丙烯复合材料,其特征在于:所述相容剂为马来酸酐接枝pp。
8.根据权利要求1-5任一所述的无卤阻燃聚丙烯复合材料,其特征在于:还包括0.1-1质量份的热稳定剂dstp、0.1-1质量份的抗氧化剂1010以及0.1-0.5质量份的抗氧化剂168。
9.权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: