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高性能阻燃聚丙烯材料关键技术开发

成果类型:: 发明专利,实用新型专利

发布时间: 2023-09-23 16:27:32

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”绿色化工产业科技服务团| 胡琴 | 2023-12-10 17:56:02

该成果-“高性能阻燃聚丙烯关键技术开发”由金发科技股份有限公司于2005年开始,经过10多年的技术攻关,成功开发了溴系阻燃聚丙烯耐热耐侯抗菌技术、聚丙烯低卤催化协效阻燃技术、聚丙烯高效低烟无卤阻燃技术,采用这些技术生产了系列高性能阻燃聚丙烯塑料产品,包括高性能溴系阻燃聚丙烯、低卤催化协效阻燃聚丙烯和基于铝硅复合偶联剂表面处理的哌嗪-焦磷酸-三聚氰胺盐无卤阻燃等三类聚丙烯材料。 其中第一类高性能溴系阻燃聚丙烯采用由非对称受阻酚、含硫代丙酸酯、含季戊四醇二磷酸酯组成的复合抗氧体系和由受阻胺、三嗪类紫外吸收剂和钛白粉组成耐侯体系,配以吸酸剂,大幅提升材料的耐热耐候性能,阻燃等级达到V-0级、耐候和抗菌性能优良、加工性能好。 第二类低卤催化协效阻燃聚丙烯不含锑元素、阻燃效率高、加工稳定性好、物理性能优良。第三类无卤阻燃聚丙烯材料的阻燃剂添加量低、耐热性高、耐水解性能优异、不析出、分散性能优良。

该项成果属于自主创新,在高性能阻燃聚丙烯材料关键技术开发上取得了突破,成果的技术亮点如下: 1、溴系阻燃聚丙烯耐热耐侯抗菌技术: 通过优选空间位阻低的非对称受阻酚、含硫代丙酸酯、含季戊四醇二磷酸酯组成复合抗氧体系,优选低碱性NOR结构受阻胺、三嗪类紫外吸收剂和特殊表面处理钛白粉组成耐侯体系,配合特殊层状结构吸酸剂,解决了酸性阻燃剂与抗氧耐侯体系的反应失效问题,大幅提升材料的耐热耐候性能。 2、聚丙烯低卤催化协效阻燃技术: 创新地开发出基于磷-氮-溴阻燃元素的催化协效阻燃机理,利用磷系阻燃剂的脱水降解凝聚相阻燃作用、氮系和溴系阻燃剂的气相阻燃作用以及高温自由基催化剂的催化协效作用,促进聚丙烯在燃烧过程的降解和熄灭速率,具有高效的阻燃效率。 3、聚丙烯高效低烟无卤阻燃技术: 根据聚丙烯分解温度峰区,设计了与其分解温度及速率相匹配的阻燃剂结构,采用简单易行的合成路线,合成出具有高阻燃效率的哌嗪-焦磷酸-三聚氰胺盐无卤阻燃剂,并通过铝硅复合偶联剂表面处理。 4、采用上述三项技术生产的高耐热耐侯抗菌阻燃聚丙烯材料产品在家电、汽车、电工、音响、卫浴、体育设施、新能源等行业得到推广,2014-2016年度该成果的产品三年累计实现销量10万吨,销售额20亿元,利税3亿元,取得了显著的经济和社会效益。

高耐热耐侯抗菌阻燃聚丙烯材料的推广应用,大幅提高了现有材料的耐侯性能、抗菌效率和耐长期热老化性能,拓宽了阻燃聚丙烯材料应用领域。现已应用于大型体育场馆的座椅、体育馆地板、室外装饰材料、室外家电(空调)、卫浴部件、汽车零部件、电器配件等领域。低卤催化协效阻燃聚丙烯材料的应用,极大的降低了阻燃剂的添加量,且使得材料的烟气产生量大幅下降,扩大了产品的应用领域,目前已在电工行业、家电行业、汽车行业等多个行业成功推广应用。高效低烟无卤阻燃聚丙烯材料的推广应用,提高了无卤阻燃材料的耐热、耐析出及分散性能,成功应用于电子电器领域,包括家用电器外壳、锂电池支架及外壳、家用电器电控盒、电动工具支架等各种用途,满足这些产品对材料的低烟密度、质轻、高灼热丝温度(GWIT=750-850℃)、阻燃V-0等技术要求,为早日实现真正的绿色制造过程迈出了坚实的步伐。 因此,该技术成果对于助推我国阻燃塑料产品的技术升级,进一步提升我国工业制造产品的竞争力具有重要意义。 

金发科技是国内知名创新型科技企业,拥有高分子材料资源高质化利用国家重点实验室国家工程实验室和国家级企业技术中心,金发科技技术创新体系的重要组成部分。

该成果开发的相关产品皆已实现规模化生产及应用,2014年、2015年及2016年实现销量分别达到2万吨、3万吨和5万吨,产能及产品质量可满足相关行业的需求。在科勒、公牛、施耐德、东芝、比亚迪、松下、美的、格力、格兰仕、BSH、TOTO、LG、伊莱克斯、海尔等客户处都获得良好的认可度,在家电、汽车、电工、音响、卫浴、体育设施、新能源等行业都有非常广泛的市场应用。2014-2016年度该成果的产品三年累计实现销量10万吨,销售额20亿元,利税3亿元,取得了显著的经济和社会效益。 

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