本發(fā)明涉及環(huán)保性非鹵素阻燃聚丙烯樹脂組合物。

背景技術(shù)：

聚丙烯樹脂具有優(yōu)異的加工特性、耐化學藥品性、耐候性、高滑動性的特性，因此容易制造為注塑成型品、膜、吹塑成型品的形態(tài)，是廣泛用于汽車、建筑材料、電氣部件等領(lǐng)域的材料。但是，聚丙烯樹脂從化學結(jié)構(gòu)來看是易燃性物質(zhì)，因此為了賦予阻燃特性而并用添加各種有機系或無機系阻燃劑。特別是在使用鹵素系(溴系或氯系)阻燃劑的情況下，推薦必須添加氧化銻(更通常是三氧化銻)作為阻燃助劑使用，最近，根據(jù)ghs(全球化學品統(tǒng)一分類和標簽制度(globallyharmonizedsystemofclassificationandlabellingofchemicals))有害物質(zhì)管理基準，懷疑銻引起呼吸器官系統(tǒng)刺激，損傷胎兒或生殖能力，確認長期或反復暴露于銻會引起肝、腎等特定臟器損傷，因而將其分類為有害物質(zhì)；另外，根據(jù)eu出版的iec61219－1－29(綠色認證(greenlabel))標準，電氣用品素材的銻含量被控制在低于900ppm，業(yè)界表現(xiàn)出減少或避免使用氧化銻的動向。

作為以往的技術(shù)，韓國登記專利第662184號公報中公開了使用聚丙烯和羧基次膦酸作為非鹵素阻燃性熱塑性樹脂組合物，但與使用過度的阻燃劑相比，阻燃性不良，有缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

【技術(shù)問題】

用于解決前述問題的本發(fā)明目的在于，提供完全不添加鹵素和銻系化合物、環(huán)保性優(yōu)異、并且能夠?qū)崿F(xiàn)阻燃性的非鹵素阻燃聚丙烯樹脂組合物。

【解決問題的方案】

為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供一種非鹵素阻燃聚丙烯樹脂組合物，其特征在于，

以阻燃聚丙烯樹脂組合物為100重量份計，包含(a)高結(jié)晶性聚丙烯91～95重量份和(b)次膦酸鹽系無機阻燃劑5～9重量份，

所述(b)次膦酸鹽系無機阻燃劑包含下述的化學式1所表示的次膦酸鹽金屬鹽，

所述(b)次膦酸鹽系無機阻燃劑不包含鹵素和銻系化合物中的任一種。

【化學式1】

(上述化學式1中，r1和r2相同或彼此不同，是碳原子數(shù)1～6的烷基、芳基或苯基，n為1～3，m為鋁、鈉、鉀、鋅、鈣或錳。)

本發(fā)明的其他目的是提供由所述阻燃聚丙烯樹脂組合物制造的成型品。

【發(fā)明效果】

本發(fā)明可以提供環(huán)保性非鹵素阻燃聚丙烯樹脂組合物。

本發(fā)明的阻燃聚丙烯樹脂組合物由于不使用現(xiàn)存的鹵素和氧化銻系阻燃劑，因此可以解決因現(xiàn)存的阻燃劑而產(chǎn)生的問題，從而環(huán)保。

另外，本發(fā)明的非鹵素阻燃聚丙烯樹脂組合物的剛性和耐熱性優(yōu)異，能夠適用于電機電子部件、汽車、建筑材料等。

具體實施方式

以下，更具體地說明本發(fā)明。

本發(fā)明涉及非鹵素阻燃聚丙烯樹脂組合物，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述聚丙烯樹脂組合物可以包含(a)高結(jié)晶性聚丙烯和(b)次膦酸鹽系無機阻燃劑。

所述非鹵素阻燃聚丙烯樹脂組合物由于在聚丙烯樹脂中應(yīng)用了次膦酸鹽系無機阻燃劑，因此即使不使用鹵素或氧化銻系化合物，也顯示出優(yōu)異的阻燃性。

(a)高結(jié)晶性聚丙烯

本發(fā)明中，以聚丙烯樹脂組合物為100重量份計，包含所述高結(jié)晶性聚丙烯91～95重量份。

所述高結(jié)晶性聚丙烯少于91重量份時，由于過剩的阻燃劑等，因而外形變得不良，超過95重量份時，難以得到阻燃性。

所述高結(jié)晶性聚丙烯(highcrystallinitypolypropylene)可以是有關(guān)立構(gòu)規(guī)整性的全同立構(gòu)指數(shù)(isotacticindex)為95.0～99.0的hipp(高全同立構(gòu)指數(shù)聚丙烯(highisotacticitypolypropylene))的全同立構(gòu)聚丙烯均聚物。

如果所述全同立構(gòu)指數(shù)高，則聚丙烯的結(jié)晶化度増加，與一般的聚丙烯相比，剛性等機械物性和耐熱性得以改善。

所述高結(jié)晶性聚丙烯的溶融指數(shù)(mi)為1～70g/10分鐘(在astmd1238的230℃、2.16kg條件下測定)，所述溶融指數(shù)小于1g/10分鐘時，部件的成形性不良，可以降低生產(chǎn)性，所述溶融指數(shù)超過70g/10分鐘時，沖擊強度急劇降低，從而不優(yōu)選。

(b)次膦酸鹽系無機阻燃劑

所述次膦酸鹽(phosphinate)系無機阻燃劑可以包含下述化學式1所表示的次膦酸鹽系金屬鹽。

【化學式1】

上述化學式1中，r1和r2彼此相同或不同，可以是碳原子數(shù)1～6的烷基、芳基或苯基。所述m可以是鋁、鈉、鉀、鋅、鈣或錳等，優(yōu)選是最外層電子為2個的鈣。所述n為1～3，表示金屬的最外層電子價數(shù)。

本發(fā)明中，以次膦酸鹽系無機阻燃劑為100重量份計，包含上述化學式1的次膦酸鹽系金屬鹽30～90重量份。

所述次膦酸鹽系金屬鹽的含量如果小于30重量份，則在聚丙烯樹脂內(nèi)不可能正常表現(xiàn)阻燃性，如果超過90重量份，則阻燃劑的分散性非常低，難以均勻表現(xiàn)阻燃性。

所述次膦酸鹽系無機阻燃劑可以包含磷，但不包含鹵素和銻系化合物。

本發(fā)明中，優(yōu)選的是以聚丙烯樹脂組合物為100重量份計，包含所述次膦酸鹽系無機阻燃劑5～9重量份。

所述次膦酸鹽系無機阻燃劑小于5重量份時，樹脂組合物的阻燃性表現(xiàn)效果不充分，超過9重量份時，因阻燃劑而導致成型品的外形狀態(tài)不良，或樹脂組合物的混煉性和物性的表現(xiàn)降低，從而不優(yōu)選。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，相對于次膦酸鹽系無機阻燃劑100重量份，包含所述磷20～40重量份，不在所述含量范圍時，有時難以正常表現(xiàn)阻燃性。

本發(fā)明的聚丙烯樹脂組合物可以利用本技術(shù)領(lǐng)域已知的樹脂組合物的制造方法和加工條件來制造，例如，可以在聚丙烯融點以上進行配合，混煉，進行顆?；?/p>

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，關(guān)于本發(fā)明的聚丙烯樹脂組合物，用亨舍爾混合機混合2～4小時，用雙螺桿擠出機在160～220℃溫度下進行溶融和混煉，可以制造樹脂組合物。

另外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述玻璃纖維，為了充分保持無機充填材的形狀，可以在用擠出機混煉時在擠出途中從側(cè)面投入。

本發(fā)明的聚丙烯樹脂組合物可以利用注塑成形、擠出成形等通常的成形法制造聚丙烯樹脂成型品，所述成型品的剛性和耐熱性等優(yōu)異，可以適用于電機電子部件、汽車、建筑材料等。

以下，通過實施例更具體地說明本發(fā)明，但下述實施例只是本發(fā)明的例示，不限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1～6

按照下述表1的成分和配合比例，將聚丙烯、阻燃劑和添加劑用亨舍爾混合機干式混合后，一次性全部投入smplatek公司制的tek30雙螺桿混煉擠出機的料斗中，在擠出機內(nèi)部一起進行溶融混煉(160～220℃溫度)，制造樹脂組合物。接著，對于所述樹脂組合物，用toyo公司制的toyo－180t(合模力180噸)，以注塑溫度在進料斗部沿噴嘴順序依次為0/160/220/220/200℃、模具溫度為60℃、注塑壓力為60～100bar的條件進行注塑成形，制作用于測定物性的適應(yīng)astm和ul標準的試驗片。測定所制造的試驗片的密度、抗拉強度、伸長率、彎曲彈性模量、沖擊強度、熱變形溫度、阻燃性以及鹵素和銻系化合物的含量。結(jié)果示于表2。

【表1】

【表2】

比較例1～8

按照下述表3的成分和配合比例構(gòu)成，除此以外，按照與實施例1相同的方法制造聚丙烯樹脂組合物。測定所制造的試驗片的密度、抗拉強度、伸長率、彎曲彈性模量、沖擊強度、熱變形溫度、阻燃性以及鹵素和銻系化合物的含量。將其結(jié)果示于表4。

【表3】

【表4】

**針對表1和表3中使用的各成分，說明如下。

(a)高結(jié)晶性聚丙烯

(a－1)聚丙烯－1：高結(jié)晶性聚丙烯、韓華道達爾公司、溶融指數(shù)(mi)：1～40g/10分鐘、全同立構(gòu)指數(shù)95.0～99.0％

(a－2)聚丙烯－2：高結(jié)晶性聚丙烯、韓華道達爾公司、溶融指數(shù)(mi)：30～70g/10分鐘、全同立構(gòu)指數(shù)95.0～99.0％

(a－3)聚丙烯－3：高結(jié)晶性聚丙烯、韓華道達爾公司、溶融指數(shù)(mi)：30～70g/10分鐘、全同立構(gòu)指數(shù)80.0～94.0％

(b)阻燃劑

(b－1)阻燃劑－1：次膦酸鹽系鈣金屬鹽30～90重量％、italmatch公司、磷20～40重量％(hypophosporousacidcalciumsalt、calciumhypophosphite、calciumphosphinate)

(b－2)阻燃劑－2：次膦酸鹽系鈣金屬鹽30～90重量％、italmatch公司、溴15～18重量％、磷11～13重量％(hypophosporousacidcalciumsalt、calciumhypophosphite、calciumphosphinate)

(b－3)阻燃劑－3：四溴-雙酚a-雙(2,3-二溴丙醚)、icl公司、溴65重量％

(b－4)阻燃劑－4：三氧化銻、日星銻株式會社

(c)其他

(c－1)滑石：板狀滑石、koch株式會社、粒徑11～13μm

**試驗片的物性測定方法如下。

1)密度：通過astmd1238的方法在常溫下測定。

2)抗拉強度和伸長率：通過astmd638的方法在常溫下測定。

3)彎曲彈性模量：通過astmd790的方法在常溫下測定。

4)沖擊強度：通過astmd256的方法在常溫下測定。

5)熱變形溫度：通過astmd648的方法在常溫下測定。

6)阻燃性：利用3.2、1.6和0.8mm的試驗片，通過ulsubject94(美國保險商實驗室)的“用于機械部件的塑料物質(zhì)的燃燒性試驗”方法在常溫下測定。

7)有害物質(zhì)：利用分析裝備edx和icp－oes在常溫下測定。

如上述表2所示，本發(fā)明的聚丙烯樹脂組合物添加了次膦酸鹽系無機阻燃劑而不使用鹵素和銻系化合物，顯示出優(yōu)異的阻燃性。

另外，即使使用相同的阻燃劑，以阻燃劑4重量％進行混煉的比較例1和以阻燃劑5重量％進行混煉的實施例1進行對比時，可以確認在所有試驗片厚度下的阻燃性都降低了；以阻燃劑4重量％進行混煉的比較例3和以阻燃劑5重量％進行混煉的實施例4進行對比時，可以確認在試驗片厚度為3.2mm時顯示出類似的阻燃性，但在試驗片厚度為1.6mm和0.8mm時阻燃性降低。

另外，包含過量的阻燃劑的比較例2和比較例4中，顯示出與實施例3和實施例6類似的阻燃性，但密度増加，沖擊強度急劇降低，由于昂貴的阻燃劑的含量増加因而產(chǎn)品的成本價負擔增大，比較例5中顯示出與實施例1類似的阻燃性，但沖擊強度差，含有作為有害物質(zhì)的鹵素物質(zhì)，并不環(huán)保。

另外，比較例6和比較例7給出了含現(xiàn)存的阻燃劑和三氧化銻以及滑石的樹脂組合物，與實施例4相比，可以確認物理特性低，且含有作為有害物質(zhì)的鹵素和銻物質(zhì)，可知比較例8的聚丙烯樹脂組合物的全同立構(gòu)指數(shù)低，且抗拉強度和彎曲彈性模量差。

因此，本發(fā)明的非鹵素阻燃聚丙烯樹脂組合物包含次膦酸鹽系無機阻燃劑，即使不添加鹵素和銻系化合物這樣的有害物質(zhì)，阻燃性和熱穩(wěn)定性也優(yōu)異。

另外，由于不使用有害物質(zhì)因而是環(huán)保的，適合作為重視環(huán)境的未來材料。