本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種無(wú)鹵阻燃聚丙烯發(fā)泡材料及制備方法。所述發(fā)泡材料包括共混的以下組分：高熔體強(qiáng)度聚丙烯，100重量份；磷系水滑石，10～15重量份；發(fā)泡劑，3～15重量份，所述方法包括：將所述組分按所述用量熔融共混發(fā)泡后制得所述無(wú)鹵阻燃聚丙烯發(fā)泡材料。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)所述的發(fā)泡材料符合環(huán)保要求的可循環(huán)利用、非交聯(lián)、泡孔均勻、物理耐熱性高、生產(chǎn)成本低、表面光滑且適合連續(xù)化規(guī)模生產(chǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及高分子領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及。
技術(shù)介紹
發(fā)泡塑料是指以樹(shù)脂為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無(wú)數(shù)氣泡的微孔材料，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料。發(fā)泡塑料的品種很多，由于含有大量氣泡，因此具有質(zhì)輕、隔熱、隔音、緩沖、比強(qiáng)度高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在日用品、包裝、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、軍事工業(yè)、航天工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。從使用性能方面，與聚乙烯，聚苯乙烯，聚氨酯類(lèi)發(fā)泡材料制品相比，聚丙烯(PP)發(fā)泡材料是一種性能卓越的高結(jié)晶型聚合物/氣體復(fù)合材料，以其獨(dú)特而優(yōu)越的性能成為目前增長(zhǎng)最快的新型的環(huán)保、抗壓、緩沖、隔熱材料。聚丙烯發(fā) 泡制品具有良好的熱穩(wěn)定性，其熱變形溫度遠(yuǎn)高于聚乙烯發(fā)泡材料，其最高使用溫度可達(dá)130°C，并且高溫下制品的尺寸穩(wěn)定性好。同時(shí)由于聚丙烯的玻璃化溫度低于室溫，這使其具有比聚苯乙烯更高的抗沖擊性能，所以聚丙烯發(fā)泡材料具有十分優(yōu)異的抗震吸能性能以及高的形變后回復(fù)率。另外聚丙烯泡沫塑料還具有很好的耐熱性、耐化學(xué)品、耐油性和隔熱性，具有較高的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度以及較高的韌性、適宜和柔順的表面、優(yōu)異的微波適應(yīng)性、良好的環(huán)境效應(yīng)和易于回收等優(yōu)點(diǎn)。但聚丙烯屬易燃物質(zhì)，燃燒時(shí)發(fā)熱量大，并伴有熔滴，極易傳播火焰，在要求阻燃場(chǎng)合的應(yīng)用受到限制。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要采用含鹵素有機(jī)物和三氧化二銻復(fù)配的阻燃劑生產(chǎn)阻燃PP。含鹵素阻燃劑的塑料制品在燃燒時(shí)會(huì)生成大量的煙及有毒、有腐蝕性的氣體，對(duì)環(huán)境造成了極大的危害。近年來(lái)鹵素阻燃材料在很多環(huán)保評(píng)價(jià)報(bào)告中被指其加工、燃燒和回收過(guò)程會(huì)釋放苯呋喃和二噁英等高毒致癌物質(zhì)，嚴(yán)重危害環(huán)境和人體健康。2003年2月歐盟率先公布了限制鹵素的ROHS指令(電子電機(jī)產(chǎn)品危害物質(zhì)限用指令)，德國(guó)、美國(guó)、日本、中國(guó)等也先后出臺(tái)相關(guān)的環(huán)境法律法規(guī)，電子電氣設(shè)備的全球生產(chǎn)企業(yè)、供應(yīng)商和客戶為了讓自身產(chǎn)品和生產(chǎn)線能應(yīng)對(duì)現(xiàn)有和將來(lái)的環(huán)境法規(guī)，在供應(yīng)鏈內(nèi)部作出了最為保險(xiǎn)的規(guī)定一 “零鹵素”。阻燃聚丙烯板材必須替換所使用的溴類(lèi)，才能繼續(xù)作為絕緣材料在電子電氣產(chǎn)品中使用。目前使用較為成熟的聚丙烯無(wú)鹵阻燃劑包括氫氧化物、磷系和氮系及其復(fù)配。氫氧化物阻燃劑以氫氧化鎂、氫氧化鋁為代表，往往添加量在60wt %以上才能使聚丙烯達(dá)到絕緣片所要求的UL94V0阻燃等級(jí)，卻又導(dǎo)致阻燃聚丙烯加工困難。磷系阻燃劑以紅磷、有機(jī)磷酸酯為代表，添加量較氫氧化物低，但因制品吸水率大和滲出率高而降低聚丙烯板材的絕緣等級(jí)。氮系阻燃劑以三聚氰胺類(lèi)、三嗪類(lèi)為代表，但在聚丙烯絕緣板材厚度為O. 125-0. 75mm范圍內(nèi)均無(wú)法達(dá)到高的阻燃等級(jí)。因此，研制低煙無(wú)鹵的環(huán)保型阻燃PP復(fù)合材料有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供了。以水滑石(LDHs)為主要阻燃改性材料、多步本體聚合法高熔體強(qiáng)度聚丙烯為基礎(chǔ)樹(shù)脂的組分共混捏合，并利用化學(xué)發(fā)泡法通過(guò)擠出機(jī)加工成型得到一種符合環(huán)保要求的可循環(huán)利用、非交聯(lián)、泡孔均勻、物理耐熱性高、生產(chǎn)成本低、表面光滑且適合連續(xù)化規(guī)模生產(chǎn)的無(wú)鹵阻燃聚丙烯發(fā)泡材料。本專(zhuān)利技術(shù)的目的之一是提供一種無(wú)鹵阻燃聚丙烯發(fā)泡材料。包括共混的以下組分 高熔體強(qiáng)度聚丙烯，100重量份；憐系水滑石，10 15重量份；優(yōu)選12 15重量份；發(fā)泡劑,3 15重量份,優(yōu)選3 10重量份,更優(yōu)選5 10重量份；高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)被認(rèn)為是制造聚丙烯發(fā)泡材料的最有利的基礎(chǔ)樹(shù)脂。與通用聚丙烯相比，高熔體強(qiáng)度聚丙烯在熔化狀態(tài)下具有較高延展和剪切粘度。當(dāng)制造發(fā)泡片材時(shí)，該特性尤為重要，由于減壓作用下的氣泡膨脹階段這種高熔體強(qiáng)度允許聚合物支撐泡沫的整個(gè)蜂窩狀結(jié)構(gòu)，減少氣泡合并等相關(guān)的問(wèn)題，特定流變能力允許在泡沫膨脹過(guò)程中的氣泡的穩(wěn)定增加。制備高熔體強(qiáng)度的聚丙烯方法通常是通過(guò)多個(gè)反應(yīng)器制備寬分子量分布聚丙烯或用茂金屬催化劑原位聚合得到長(zhǎng)支鏈聚丙烯，從而提高最終聚合物的熔體強(qiáng)度。其中，采用多個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器制備寬分子量分布聚丙烯是最為常用的，其通常是在選擇不同的氫氣量、不同的共聚單體，即有利于生產(chǎn)不同分子量聚合物的不同反應(yīng)器中通過(guò)串聯(lián)聚合得到寬分子量分布(MWD)的聚丙烯，例如其中一種反應(yīng)器有利于生產(chǎn)較高分子量的聚合物，而另一種反應(yīng)器則有利于生產(chǎn)較低分子量的聚合物。為了獲得最好的丙烯聚合物的性能，優(yōu)化的聚合物產(chǎn)物應(yīng)含有一定量的很高分子量聚合物和一定量的低分子量聚合物。本專(zhuān)利技術(shù)所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯，具有以下特征(I)熔融指數(shù)(190 °C /2. 16kg)為 I. O-lOg/min,優(yōu)選為 I. 6_6g/min,更優(yōu)選為2.5_6g/min ；(2)分子量分布 Mw/Mn = 6-20 ;優(yōu)選 9. 0-16. O ；(3)分子量大于500萬(wàn)級(jí)分的含量大于或等于O. Swt %，優(yōu)選大于或等于1.0Wt%，更優(yōu)選大于或等于I. 5wt% ；(4)MZ+1/Mn大于或等于70，優(yōu)選大于或等于80 ；優(yōu)選地，所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯的分子量小于5萬(wàn)級(jí)分的含量大于或等于15. 0wt%，小于或等于40%，更優(yōu)選大于或等于17. 5wt%，小于或等于30%。以上所述的高熔體強(qiáng)度聚丙烯，其熔體強(qiáng)度可以大于O. 8牛頓，甚至可超過(guò)2. 2牛頓，主要可用于制備發(fā)泡制品、雙向拉伸薄膜、熱成形制品及吹塑制品。所述的高熔體強(qiáng)度的聚丙烯是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的在串聯(lián)操作的不同丙烯聚合反應(yīng)階段中，根據(jù)不同分子量級(jí)分的要求，通過(guò)控制Ziegler-Natta催化劑體系中外給電子體組分在不同反應(yīng)階段的種類(lèi)和比例，優(yōu)選地結(jié)合分子量調(diào)節(jié)劑用量的控制，可制備具有寬分子量分布、并含有極高分子量級(jí)分的聚丙烯，具有很好的力學(xué)性能，特別是具有很高的熔體強(qiáng)度。包括在兩個(gè)或兩個(gè)以上的串聯(lián)操作的反應(yīng)器中，進(jìn)行兩階段或兩階段以上丙烯均聚合反應(yīng)第一階段=Ziegler-Natta催化劑存在下，聚合溫度下，較低的氫氣含量(小于等于300ppmV)或無(wú)氫氣，進(jìn)行丙烯的均聚合反應(yīng)，得到MFR為O. 01-0. 3g/10min,所述的Ziegler-Natta催化劑基本上是以下組分的反應(yīng)產(chǎn)物，(I) 一種以鎂、鈦、鹵素和內(nèi)給電子體為主要組分的固體催化劑組分、(2) —種有機(jī)鋁組分、(3)第一外給電子體組分；其中組分⑴與組分⑵之間的比例以鋁/鈦比計(jì)為10 500(重量比)；有機(jī)鋁⑵與第一外給電子體組分間的比例為10 150(重量比)。第二階段在第一階段反應(yīng)生成物的基礎(chǔ)上，氫氣存在下，加入第二外給電子體組分進(jìn)行丙烯的均聚合反應(yīng)，最終聚合物的MFR為O. l-10g/min ;補(bǔ)入第二外給電子體組分的量按第一階段加入的有機(jī)鋁組分的量確定，有機(jī)鋁組分與第二外給電子體組分間的比例為I 50 (重量比)。其中第一外給電子體組分如!^斤⑴妁“所示’式中尺相同或不同’為仏弋支化的或環(huán)狀的脂族基團(tuán)A2SC1-C3直鏈脂族基團(tuán)，例如甲基、乙基或丙基；11為I或2。 其中第二外給電子體組分如通式R3nSi (OR4)4^n所示，式中η為O或I或2，R3和R4為相同或不同的C1-C3直鏈脂族基團(tuán)；或如通式為R5R6Si (0R7) 2所示，通式中R7為C1-C3直鏈脂族基團(tuán)，R5為C1-C3直鏈脂族基團(tuán)，R6為C3-C6支化的或環(huán)狀的脂族基團(tuán)。第一階段與第二階段的氫氣加入量以最終熔融指數(shù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無(wú)鹵阻燃聚丙烯發(fā)泡材料，其特征在于包括共混的以下組分：高熔體強(qiáng)度聚丙烯，100重量份；磷系水滑石，10～15重量份；發(fā)泡劑，3～15重量份，所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯，具有以下特征：(1)熔融指數(shù)(190℃/2.16kg)為1.0？10g/min；(2)分子量分布Mw/Mn＝6？20；(3)分子量大于500萬(wàn)級(jí)分的含量大于或等于0.8wt％；(4)Mz+1/Mn大于或等于70；所述磷系水滑石為磷酸根插層水滑石；所述發(fā)泡劑為偶氮類(lèi)發(fā)泡劑，亞硝基類(lèi)發(fā)泡劑或酰肼類(lèi)發(fā)泡劑中的一種。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭鵬，呂明福，張師軍，高達(dá)利，呂蕓，楊慶泉，徐萌，徐凱，陳力，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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