本發明涉及高分子材料，特別是涉及一種阻燃聚丙烯組合物及其制備方法和應用。

背景技術：

1、聚丙烯材料是目前應用最多、最廣泛的通用塑料，近年來隨著國內改性聚丙烯材料的普及率越來越高，聚丙烯材料工程化比例越來越高。目前改性聚丙烯材料在汽車、家電、電動工具、電子電氣等領域應用特別廣泛，給整個行業帶來巨大的成本優勢。

2、但是聚丙烯在一些性能方面有明顯的劣勢，比如收縮率大、尺寸不穩定、易燃等，行業內為了降低聚丙烯的收縮率改善尺寸穩定性和提高強度，通常會加入礦粉、纖維等填充物，填充物的加入會大大的改善聚丙烯的尺寸穩定性，但是隨著礦粉、纖維的加入聚丙烯一些阻燃性能缺大大的衰減，特別是目前比較市場上用量最大的阻燃聚丙烯v-2體系，該阻燃體系主要依靠滴落帶走熱量，從而達到阻燃效果，玻纖或者礦粉的加入會使聚丙烯滴落難度變大，使得滴落時的液滴過大，這種帶來的后果就是一些成品的安規測試如：灼熱絲、針焰等測試無法通過，電子電器產品都是有電流通過的，電流通過必然發熱，因此為了降低火災發生的概率，目前幾乎所有的3c電器都需要滿足gb/t?5169.5電工電子產品著火危險試驗，針焰測試；gb/t5169.13電工電子產品著火危險試驗，灼熱絲測試。如果無法通過針焰、灼熱絲測試產品無法上市銷售。因此，同時滿足針焰灼熱絲測試也可以大大保證3c產品的使用安全性。因此針焰和灼熱絲無法通過會大大限制了該聚丙烯阻燃體系在電子電器產品中的應用。

3、專利“cn?103980617?a”公開了一種家電產品用玻纖增強阻燃聚丙烯材料及其制備方法，通過高抗沖共聚聚丙烯樹脂、溴系阻燃劑、三氧化二銻、阻燃協效劑、無堿連續長玻璃纖維、相容劑、增韌劑、潤滑劑、紫外線吸收劑和抗氧劑。該玻纖增強阻燃聚丙烯材料具有較高的拉伸強度、彎曲模量、硬度、成型收縮率小、不易老化等特點，但是，該玻纖增強阻燃聚丙烯材料僅滿足ul94?v-2阻燃，無法通過過灼熱絲gwfi：960℃，限制了其在電工行業的應用。

技術實現思路

1、本發明的目的在于，克服上述技術缺陷，提供一種v-2阻燃、通過gwfi?960℃、針焰測試，同時具有高強度、低收縮率的阻燃聚丙烯組合物。

2、本發明是通過以下技術方案實現的：

3、一種阻燃聚丙烯組合物，按重量份計，包括以下組分：

4、聚丙烯樹脂????????????40-70份；

5、玻璃微珠與玻璃纖維????10-40份；

6、阻燃劑????????????????2-5份；

7、其中，玻璃微珠與玻璃纖維的重量比范圍是（4-6）：（6-4）；

8、所述的玻璃微珠d50粒徑范圍是8微米-20微米，d90粒徑范圍是15微米-40微米，成圓率＞80%；玻璃微珠粒徑范圍使用激光粒度儀測試，產品中玻璃微珠粒徑具體方法：將樣品在650℃溫度下灼燒得到灰分，灰分溶于去離子水中洗滌，然后剩下灰分放入離心設備中離心分離，得到玻璃微珠灰分，然后用激光粒度儀測試粒徑。

9、所述的玻璃纖維的平均直徑范圍是9.5-13.5微米。

10、優選的，玻璃微珠與玻璃纖維的重量比范圍是（4.5-5.5）：（5.5-4.5）。

11、優選的，所述的玻璃微珠d50粒徑范圍是11微米-17微米，d90粒徑范圍是20微米-35微米，成圓率＞85%。

12、優選的，所述的玻璃纖維的平均直徑為12.5-13.5微米。能夠實現本發明方案的玻璃纖維可以是長玻纖、也可以是短切玻纖。

13、所述的阻燃劑選自次磷酸鹽阻燃劑、溴系阻燃劑、聯枯、聚聯枯、銻白、2,5-雙(叔丁基)-2,5-二甲基己烷中的至少一種。所述的次磷酸鹽阻燃劑選自無機次磷酸鹽阻燃劑、有機次磷酸鹽阻燃劑中的至少一種；所述的無機次磷酸鹽阻燃劑選自次磷酸鋁、次磷酸鈣、次磷酸鎂中的至少一種；所述的有機次磷酸鹽阻燃劑選自二乙基次磷酸鋁、二乙基次磷酸鎂中的至少一種等，所述的溴系阻燃劑選自十溴二苯乙烷、八溴醚、八溴s醚、溴化環氧等。

14、適用于本專利的阻燃劑的復配方式：

15、1.?阻燃劑選自次磷酸鹽阻燃劑/溴系阻燃劑/聯枯組合，次磷酸鹽：溴系阻燃劑：聯枯的重量比為(2.5-3.5):(3.5-4.5):(0.8-1.2)。

16、2.?溴系阻燃劑：銻白重量比（2.5-3.5）：1。

17、3.?次磷酸鹽：溴系阻燃劑：2,5-雙(叔丁基)-2,5-二甲基己烷重量比：(2.5-3.5):(3.5-4.5):(0.05-0.15)。

18、所述的聚丙烯選自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一種，所述聚丙烯的熔體質量流動速率選自2-300g/10min，測試條件為230℃，2.16kg。

19、按重量份計，還包括0-2份助劑，所述的助劑選自抗氧劑、潤滑劑中的至少一種。需要說明的是，本發明的聚丙烯組合物中聚丙烯樹脂的重量百分比含量不低于30wt%。

20、抗氧劑可以是：1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羥基芐基)苯；2,5-二-叔丁基-4-羥基芐基二甲胺；二乙基-3,5-二-叔丁基-4-羥基芐基磷酸酯；硬脂基-3,5-二-叔丁基-4-羥基芐基磷酸酯；3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基-3,5-二硬脂基-硫代三唑基胺；2,6-二-叔丁基-4-羥基甲基苯酚；2,4-二-(正辛硫基)-6-(4-羥基-3,5-二-叔丁基甘油烯丙基醚基)-1,3,5-三嗪；n,n’-六亞甲基二(3,5-二-叔丁基-4-羥基-氫化肉桂酰胺)；n,n’-雙-(3-(3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺；十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯；季戊四醇基-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]；三甘醇-二[3-(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]；二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]；2,2’-硫代二乙基-二[3-(3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯，等。

21、潤滑劑可以是：硬脂酸鹽類潤滑劑、脂肪酸類潤滑劑、硬脂酸酯類潤滑劑中的至少一種；所述的硬脂酸鹽類潤滑劑選自硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅中的至少一種；所述的脂肪酸類潤滑劑選自脂肪酸、脂肪酸衍生物、脂肪酸酯中的至少一種；所述的硬脂酸酯類潤滑劑選自季戊四醇硬脂酸酯中的至少一種。

22、本發明的阻燃聚丙烯組合物的制備方法，包括以下步驟：按照配比，將各組分混合均勻，通過雙螺桿擠出機擠出造粒，螺桿溫度范圍是190-220℃，得到阻燃聚丙烯組合物。

23、本發明的阻燃聚丙烯組合物的應用，用于制備電子電器如：墻壁開關、排插、電控盒、燈具等3c產品載流部件制件。

24、本發明具有如下有益效果：

25、本發明通過對玻璃纖維和玻璃微珠的復配比進行調整，以及玻璃纖維的直徑、玻璃微珠的粒徑、成圓率等參數進行選擇，改善了體系的滴落性能（玻璃微球作為玻纖與樹脂之間的橋梁起到滴落潤滑作用，從而提升滴落速率，減小滴落粒徑），使得本阻燃聚丙烯組合物滴落液滴更小，能夠保證v-2阻燃性、通過gwfi?960℃、針焰測試，并有效改善收縮率。

26、實施方式

27、下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

28、本發明所用原料來源如下：

29、均聚聚丙烯：牌號為pph-y26，鎮海煉化。

30、共聚聚丙烯：牌號為pp?ep548r，中海殼牌。

31、玻璃纖維a：平均直徑10微米，牌號t438hp，泰山玻纖；

32、玻璃纖維b：平均直徑13微米，牌號t438g，泰山玻纖；

33、玻璃纖維c：平均直徑14微米，牌號t635b（14um），泰山玻纖；

34、玻璃纖維d：平均直徑17微米，牌號t635b（17um），泰山玻纖；

35、玻璃微珠購自鄭州圣萊特空心微珠新材料有限公司，后通過篩選得到相應粒徑的原料。

36、玻璃微珠a：d50粒徑8.1um，d90粒徑15.5um，成圓率81%；

37、玻璃微珠b：d50粒徑19.6um，d90粒徑37.9um，成圓率81%；

38、玻璃微珠c：d50粒徑11.0um，d90粒徑23.4um，成圓率86%；

39、玻璃微珠d：d50粒徑17.0um，d90粒徑34.7um，成圓率86%；

40、玻璃微珠e：d50粒徑9.5um，d90粒徑26.3um，成圓率77%；

41、玻璃微珠f：d50粒徑6.3um，d90粒徑11.2um，成圓率81%；

42、玻璃微珠g：d50粒徑24.4um，d90粒徑47.3um，成圓率81%；

43、十溴二苯乙烷：saytex?8010，美國雅寶；

44、八溴醚xz-6800，山東兄弟；

45、次磷酸鋁：m-116，上海力道；

46、二乙基次磷酸鋁：hr-8866，威海海潤；

47、聯枯：dm-23，無錫市珠峰精細化工；

48、實施例和對比例阻燃聚丙烯組合物的制備方法：按照配比，聚丙烯、阻燃劑混合均勻，通過雙螺桿擠出機擠出造粒，玻璃微珠和玻璃纖維通過側喂加入，螺桿溫度范圍是190-220℃，得到阻燃聚丙烯組合物。

49、各項測試方法：

50、（1）灼熱絲測試：按照gb/t?5169.10-2017進行灼熱絲測試，注塑100*100*2mm的方板，進行灼熱絲測試，分別進行850℃和960℃進行測試，按照標準要求進行判定。

51、（2）針焰測試：按照gb/t?5169.5-2020進行針焰測試，注塑100*100*2mm的方板，進行針焰測試，選擇施加火焰時間10秒，20秒，30秒三個時間，每組樣品測試3塊，嚴格按照標準要求判定是否通過。

52、（3）收縮率測試：按照gb-t?15585-1995熱塑性塑料注射成型收縮率的測定.

53、（4）垂直燃燒性：垂直燃燒性能按照astm?ul94測試

54、表1：實施例1-7阻燃聚丙烯組合物各組分含量（重量份）及測試結果

55、 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 均聚聚丙烯 66 66 66 66 66 66 共聚聚丙烯 66 玻璃微珠種類 a a a b c d b 玻璃微珠含量 15 15 15 15 15 15 12 玻璃纖維種類 a a b b b b b 玻璃纖維含量 15 15 15 15 15 15 18 次磷酸鋁 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 十溴二苯乙烷 2 2 2 2 2 2 2 聯枯 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 阻燃性2mm v2 v2 v2 v2 v2 v2 v2 gwfi,2mm 900 900 900 900 960 960 850 針焰測試,?30秒 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 收縮率，% 0.69% 0.68% 0.65% 0.64% 0.61% 0.60% 0.68%

56、由實施例1/3可知，優選玻璃纖維的平均直徑為12.5-13.5微米，收縮率更低。

57、由實施例3-6可知，優選的玻璃微珠參數時不僅收縮率更低，并且gwfi更高。

58、表2：實施例8-13阻燃聚丙烯組合物各組分含量（重量份）及測試結果

59、 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12 實施例13 均聚聚丙烯 66 66 66 40 70 66 玻璃微珠種類 b b b a a a 玻璃微珠含量 13.5 16.5 18 5 20 15 玻璃纖維種類 b b b a a a 玻璃纖維含量 16.5 13.5 12 5 20 15 次磷酸鋁 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 二乙基次磷酸鋁 1.5 十溴二苯乙烷 2 2 2 2 2 八溴醚 2 聯枯 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 阻燃性2mm v2 v2 v2 v2 v2 v2 gwfi，2mm 875 875 850 825 875 900 針焰測試，30秒 通過 通過 通過 通過 通過 通過 收縮率，% 0.65% 0.63% 0.63% 0.68% 0.58% 0.61%

60、由實施例4/7-10可知，當優選的玻璃微珠/玻璃纖維配比范圍時，gwfi更高、收縮率更低。

61、通過上述實施例可知，本技術的阻燃聚丙烯組合物具有v-2阻燃性、gwfi≥825℃、通過針焰測試，同時收縮率≤0.70%的優點。

62、表3：對比例阻燃聚丙烯組合物各組分含量（重量份）及測試結果

63、 對比例1 對比例2 對比例3 對比例4 對比例5 對比例6 對比例7 均聚聚丙烯 66 66 66 66 66 66 66 玻璃微珠種類 e f g a a b b 玻璃微珠含量 15 15 15 15 15 9 21 玻璃纖維種類 b b b c d b b 玻璃纖維含量 15 15 15 15 15 21 9 次磷酸鋁 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 十溴二苯乙烷 2 2 2 2 2 2 2 聯枯 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 阻燃性2mm v2達不到 v2達不到 v2達不到 v2 v2 v2 v2 gwfi,2mm 725 700 725 800 800 770 800 針焰測試,?30秒 不通過 不通過 不通過 不通過 不通過 不通過 不通過 收縮率，% 0.69% 0.65% 0.72% 0.68% 0.70% 0.71% 0.68%

64、由對比例1-5可知，如果玻璃微珠或玻璃纖維的參數不在本發明范圍內時，gwfi溫度較低，并且不通過針焰測試；尤其是玻璃微珠的參數不在本發明范圍內時，阻燃性差。

65、由實施例6/7可知，如果玻璃纖維與玻璃微珠的配比不在本發明的范圍內時，gwfi溫度低，不通過針焰測試。