一種新型無鹵阻燃復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型無鹵阻燃復(fù)合材料及其制備方法，尤其涉及一種聚丙烯/熱 塑性聚氨酯彈性體無鹵阻燃復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為五大通用塑料之一，聚丙烯（PP)的綜合力學(xué)性能優(yōu)異，具有良好的介電性能 和高頻絕緣性且不受濕度影響，除此之外，PP還具有較高的耐熱性，化學(xué)性能好，幾乎不吸 水，與絕大多數(shù)化學(xué)藥品不反應(yīng)。因?yàn)槠鋬?yōu)良的綜合性能，PP已經(jīng)成為了我們?nèi)粘Ｉ钪?不可缺少的基礎(chǔ)材料，特別是在家用電器、塑料管材、高透材料和電線電纜材料領(lǐng)域。然而， PP也有缺點(diǎn)，其低沖擊韌性和易燃性顯得尤為致命。所以，PP增韌和PP阻燃一直都是學(xué)術(shù) 和工業(yè)材料研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003] 為改善PP的韌性，已研究開發(fā)了乙烯-辛烯共聚物（POE)、苯乙烯-丁二烯-苯 乙烯嵌段共聚物（SBS)、三元乙丙橡膠（EPDM)、天然橡膠（NR)和丁基橡膠（IIR)等多種彈 性體與PP的共混材料與制品。這些彈性體能有效地改善PP的韌性，但是，這些組分材料均 體現(xiàn)非極性特點(diǎn)，限制了PP及這些PP復(fù)合材料在某些場(chǎng)合的應(yīng)用，尤其是要求具有一定極 性和親水性的場(chǎng)合，如印刷涂裝。
[0004] 因此，開發(fā)出阻燃效果良好，機(jī)械性能優(yōu)異，適用范圍廣泛的新型聚丙烯材料具有 重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種力學(xué)性能良好，阻燃性 能高效、潔凈環(huán)保的新型無鹵阻燃復(fù)合材料。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單的新型無鹵阻燃復(fù)合材料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的第一目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
[0008] -種新型無鹵阻燃復(fù)合材料，其特征在于：所述復(fù)合材料包括以重量百分比計(jì)如 下成分：聚丙烯（PP) :28-64. 5% ;熱塑性聚氨酯彈性體（TPU) :10-20% ;增容劑：5-10% ; 無鹵阻燃劑：15-25% ;阻燃協(xié)效劑：5-15% ;偶聯(lián)劑：0. 5-2% ;上述成分的重量百分比之和 為 100%〇
[0009] 優(yōu)選地，所述聚丙烯為共聚型聚丙烯。
[0010] 優(yōu)選地，所述共聚型聚丙烯選用臺(tái)灣永嘉化學(xué)工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的3015型 號(hào)共聚型聚丙烯。
[0011] 優(yōu)選地，所述熱塑性聚氨酯彈性體為聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體。
[0012] 優(yōu)選地，所述聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體選用美國路博潤公司生產(chǎn)的BF85型號(hào) 聚酯型TPU，它的極限氧指數(shù)為26-28。
[0013] 優(yōu)選地，所述增容劑為EDPM-g-MAH或POE-g-MAH。
[0014] 其中，EDPM-g-MAH為三元乙丙橡膠（EDPM)與馬來酸酐（MAH)的接枝物； POE-g-MAH為聚烯烴彈性體（POE)和馬來酸酐（MAH)的接枝物。
[0015] 優(yōu)選地，所述增容劑為POE-g-MAH。
[0016] 優(yōu)選地，所述無鹵阻燃劑為次磷酸鋁或二乙基次膦酸鋁。
[0017] 優(yōu)選地，所述無鹵阻燃劑為次磷酸鋁。
[0018] 優(yōu)選地，所述阻燃協(xié)效劑為三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA)和硼酸鋅的復(fù)配阻燃劑。
[0019] 優(yōu)選地，所述復(fù)配阻燃劑中三聚氰胺氰尿酸鹽和硼酸鋅的質(zhì)量比為1 :1;所述次 磷酸鋁和所述復(fù)配阻燃劑的質(zhì)量比為2 :1。
[0020] 優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0021] 優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑KH560。
[0022] 本發(fā)明的第二目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
[0023] -種新型無鹵阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0024] 1)按照配方配比將所有原料混合，攪拌均勾，得到混合物；
[0025] 2)將攪拌均勻的混合物送進(jìn)擠出機(jī)，混合物在擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為 3-5min，反應(yīng)溫度180-190°C，得到處于熔融狀態(tài)的混合料；
[0026] 3)將處于熔融狀態(tài)的混合料擠壓成條狀流出后，首先進(jìn)入水下冷卻處理，然后進(jìn) 行切粒操作，獲得聚丙烯/熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料粒料。
[0027] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
[0028] (1)由于TPU既具有橡膠的高彈性，又具有熱塑性塑料的加工性，它具有優(yōu)良的彈 性、耐磨性、耐油性、耐老化和較強(qiáng)的極性等。本發(fā)明將TPU與PP混合制備出PP/TPU復(fù)合 材料，可以明顯改善PP沖擊韌性低的缺點(diǎn)，同時(shí)還可以增加PP的耐磨性和耐油性。
[0029] ⑵PP/TPU復(fù)合材料制備工藝簡(jiǎn)單，力學(xué)性能良好，耐高溫，阻燃性能高效，潔凈環(huán) 保。TPU極性的引進(jìn)擴(kuò)大了PP的應(yīng)用領(lǐng)域，可廣泛用于汽車和家電零配件、電線電纜等領(lǐng) 域。
[0030] (3)本發(fā)明選用共聚型PP，共聚型PP比均聚PP有著更好的沖擊強(qiáng)度和耐低溫性。
[0031] (4)本發(fā)明聚酯型TPU的極限氧指數(shù)（LOI)為26-28,故TPU和PP的復(fù)合對(duì)PP的 阻燃性有一定提高。加入高效的阻燃劑后，PP/TPU復(fù)合材料適用于高等級(jí)阻燃性領(lǐng)域，應(yīng) 用范圍廣泛。
[0032] (5)本發(fā)明的增容劑中的聚烯烴主鏈能夠與PP相結(jié)合，馬來酸酐（MH)可以和 THJ分子鏈中的酯鍵反應(yīng)相結(jié)合，因此本發(fā)明的增容劑能夠顯著的提高PP和TPU相容性， 從而提高PP/TPU的機(jī)械性強(qiáng)度。同時(shí)，MH的極性鍵和無鹵阻燃劑以及MCA極性鍵粘結(jié)力 好，從而促進(jìn)阻燃在合金中的分散以及提高阻燃劑和樹脂的粘結(jié)力。
[0033] (6)本發(fā)明選用次磷酸鋁或二乙基次膦酸鋁為無鹵阻燃劑，次磷酸鋁、二乙基次膦 酸鋁的分解溫度高于300°C，比常用的磷氮阻燃劑分解溫度高。故本發(fā)明制備的阻燃的PP/ THJ復(fù)合材料有著更好的表面和更高的耐溫性能。
[0034] (7)本發(fā)明選用MCA和硼酸鋅的復(fù)配阻燃劑為阻燃協(xié)效劑，MCA的加入可以作為氣 源，而硼酸鋅能夠改善碳層質(zhì)量，與磷酸鋁作為酸源和碳源起協(xié)同阻燃作用，同時(shí)降低整體 阻燃劑的成本。
[0035](8)本發(fā)明選用硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑可以提高樹脂與阻燃劑間的粘結(jié)力，改善 阻燃劑的分散，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面，結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
[0037] 實(shí)施例1
[0038] -種新型無鹵阻燃復(fù)合材料的制備方法，包括以下步