一种高性能阻燃聚丙烯改性材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料改性，具体涉及一种高性能阻燃聚丙烯改性材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚丙烯由于其质轻、刚韧平衡的机械性能、优良的耐候性能等优点，被广泛应用于工业、农业、汽车工业、家电、电子电器等领域。传统的无卤阻燃剂具有较好的阻燃效果以及安全性，但是由于无卤阻燃剂需添加的量较大(添加量20％以上)，对材料的机械性能影响较大。在面对性能要求较高的制件，很难开发出同时具有v0阻燃效果和良好机械性能的材料。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高性能阻燃聚丙烯改性材料及其方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其由以下组分按重量份制备而成：

4、聚丙烯75.2-87.2份

5、无卤阻燃剂10-18份

6、增韧剂2-5份

7、环状偶氮苯材料2-5份

8、偶联剂0.2-0.6份

9、热稳定剂0.2-0.6份

10、加工助剂0.4-0.6份。

11、进一步方案，所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。

12、进一步方案，所述无卤阻燃剂为磷氮类膨胀型阻燃剂；所述增韧剂为poe。

13、进一步方案，所述环状偶氮苯材料的制备过程如下：

14、s1.向烧杯中加入r-1,1’-联二萘酚、碘化钾、n,n-二甲基甲酰胺和溴代聚二乙醇，在室温下反应得到析出产物a；

15、s2.将上述析出产物a溶于二氯甲烷中，再逐步滴加三乙胺和对甲基苯磺酰氯，反应得到产物b；

16、s3.将产物b、2,2-二羟基偶氮苯、二苯并-18-冠醚-6和碳酸锶溶于n,n-二甲基甲酰胺中，室温下反应，得到环状偶氮苯材料。

17、进一步方案，步骤s1中r-1,1’-联二萘酚、碘化钾和溴代聚二乙醇的质量比为10：1-2：5-8。

18、进一步方案，步骤s2中析出产物a、三乙胺1-2ml和对甲基苯磺酰氯的质量体积比为：1g：1-2ml：1-4g。

19、进一步方案，步骤s3中产物b、2,2-二羟基偶氮苯、二苯并-18-冠醚-6，碳酸锶的质量比为2：0.5-1：0.2-0.6：2-4。

20、进一步方案，偶联剂为硅烷偶联剂；所述加工助剂为硅酮类分散剂。

21、进一步方案，所述热稳定剂为阻酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂、硫代酯类热稳定剂中的至少一种。

22、本发明的另一个发明目的是提供上述一种高性能阻燃聚丙烯改性材料的制备方法，其包括如下步骤：按配比将聚丙烯、无卤阻燃剂、增韧剂、环状偶氮苯材料、偶联剂、热稳定剂、加工助剂加入双螺杆挤出机中，经过熔融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。

23、本发明首次提出用环状偶氮苯材料的添加来提高聚丙烯材料的阻燃效果，同时提高材料的力学性能。

24、本发明的有益效果有：

25、1、本发明中加入环状偶氮苯材料，其在燃烧过程中会产生一氧化氮和二氧化氮这类气体，在材料燃烧时，可隔绝氧气，达到协效阻燃的效果；

26、2、环状偶氮苯材料具有独特的环状结构，在加工改性中，分布在材料基体中，与线型分子链结构的poe起到纠缠增韧、增强的作用，可提高改性阻燃聚丙烯改性材料的机械性能；

27、3、本发明制备的阻燃聚丙烯改性材料在具有v-0阻燃等级的同时，还具有良好的力学性能，满足汽车内饰、电子电器各领域制件的使用，大大扩展了阻燃聚丙烯改性材料的使用领域。

技术特征：

1.一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：其由以下组分按重量份制备而成：

2.根据权利要求1所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：所述无卤阻燃剂为磷氮类膨胀型阻燃剂；所述增韧剂为poe。

4.根据权利要求1所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：所述环状偶氮苯材料是采用以下方法制备的：

5.根据权利要求4所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：步骤s1中r-1,1’-联二萘酚、碘化钾和溴代聚二乙醇的质量比为10：1-2：5-8。

6.根据权利要求4所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：步骤s2中析出产物a、三乙胺1-2ml和对甲基苯磺酰氯的质量体积比为：1g：1-2ml：1-4g。

7.根据权利要求4所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：步骤s3中产物b、2,2-二羟基偶氮苯、二苯并-18-冠醚-6，碳酸锶的质量比为2：0.5-1：0.2-0.6：2-4。

8.根据权利要求1所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：偶联剂为硅烷偶联剂；所述加工助剂为硅酮类分散剂。

9.根据权利要求1所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料，其特征在于：所述热稳定剂为阻酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂、硫代酯类热稳定剂中的至少一种。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种高性能阻燃聚丙烯改性材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：按配比将聚丙烯、无卤阻燃剂、增韧剂、环状偶氮苯材料、偶联剂、热稳定剂、加工助剂加入双螺杆挤出机中，经过熔融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。

技术总结本发明公开了一种高性能阻燃聚丙烯改性材料及其制备方法，该改材料由以下组分按重量份制备而成：聚丙烯75.2‑87.2份，无卤阻燃剂10‑18份，增韧剂2‑5份，环状偶氮苯材料2‑5份，偶联剂0.2‑0.6份，热稳定剂0.2‑0.6份，加工助剂0.4‑0.6份。本发明中加入环状偶氮苯材料，其在燃烧过程中会产生一氧化氮和二氧化氮这类气体，在材料燃烧时，可隔绝氧气，达到协效阻燃的效果，还能减少阻燃剂的用量，同时其特殊结构可提高阻燃产品的机械性能。技术研发人员：计娉婷,朱敏,赵鑫,廖雄兵,杨桂生,姚晨光,邹冲受保护的技术使用者：合肥杰事杰新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1