一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料及其製備方法
2023-04-23 03:29:56
專利名稱：一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚丙烯複合材料，尤其涉及一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料及其製備方法。
背景技術：
聚丙烯(PP)作為三大合成高分子材料之一，具有質量輕、易於加工成型等優點， 並且耐熱性、耐化學腐蝕性、機械力學性能優良，因此被廣泛應用於汽車、建築、電子電器等行業，發展速度極快，產品品種繁多，部分改性產品已逐漸取代價格較高的工程塑料。但由於自身結構的原因(氧指數僅為17. 4左右)，聚丙烯遇火易燃燒，發熱量高、燃燒速度快，並伴有發煙、滴落等現象，容易發生火災，對人們的生命、財產安全造成極大的危害，導致其應用領域受到極大的限制。因此需要對聚丙烯進行阻燃改性，以進一步擴大其適用領域。目前對聚丙烯進行阻燃改性主要是通過加入添加型阻燃劑，通過材料在燃燒過程中發生的一系列物理化學反應達到阻燃目的。用於聚丙烯的阻燃劑主要有滷系(溴類)阻燃劑和無滷阻燃劑兩大類。滷系阻燃劑是傳統的PP阻燃體系，主要包括十溴二苯乙烷、十溴二苯醚(DBDPO)、 八溴醚(TBAB)等，通常在這個體系裡還會加入氧化銻(Sb2(X3)作為阻燃協效劑，在提高滷系阻燃劑的阻燃效率的同時降低其用量。燃燒時，阻燃材料首先釋放出滷化氫HX和SbOX， SbOX在吸收大量熱量之後分解生成的SbX3在火焰溫度下能夠中止PP燃燒時的自由基反應，同時SbOX、SbX3的蒸氣密度較大，能夠沉附在材料表面隔絕氧氣，減緩燃燒速度。但是滷系/氧化銻複合阻燃體系在燃燒的時候會產生大量有毒的煙霧，造成二次汙染。而無滷阻燃技術普遍存在阻燃效率低、添加量大、加工困難等問題。
發明內容
本發明就是為了解決上述現有技術存在的問題而提供一種既具有良好的阻燃性能，又同時具有高光澤度、低煙密度、無析出、高耐熱、高表面硬度的高光澤阻燃聚丙烯複合材料及其製備方法。本發明的目的通過以下技術方案來實現—種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，包括以下重量份數的組分聚丙烯45-95;
阻燃劑5-15;
協效阻燃劑0-40;
相容劑5-10;
成核劑0.5-3.0;
潤滑劑0.2-1.0;
偶聯劑0.2-0.4;
抗氧劑0.1-0.5。所述阻燃劑為三聚氰胺溴酸鹽。三聚氰胺溴酸鹽的分子結構中含有碳、氮原子，與 PP樹脂相容性好，不易析出，而且在燃燒過程中沒有黑煙，克服了傳統溴類阻燃劑的缺點， 通過產生熔滴帶走熱量，達到阻燃目的；在僅加入少量阻燃劑，無需加入協效阻燃劑的情況下，即能達到V2級阻燃標準。所述協效阻燃劑為氫氧化鎂。該氫氧化鎂通過化學合成法製備得到，粒徑在0.5-3 微米，純度高於98 %，具有消煙效果。所述聚丙烯為熔融指數在10-60g/10min的均聚聚丙烯或高結晶聚丙烯或其混合物。所述相容劑為接枝率在0. 5-6%的聚丙烯接枝馬來酸酐化合物。所述成核劑為專用於聚丙烯的有機類成核劑，選自有機羧酸和羧酸鹽類、山梨糖醇衍生物類、二芳基膦金屬鹽類、松香酸及其鹽類中的一種或幾種。加入成核劑能夠改變聚丙烯的結晶形態，得到更加細緻均勻的球晶，提高結晶度和結晶速率，從而有效提高材料的剛性、表面硬度和耐熱性，並且有利於提高冷卻速度，提高產品的尺寸穩定性，縮短成型周期。優選的，所述成核劑為二芳基膦金屬鹽類。所述潤滑劑為固體石蠟、液體石蠟、低分子聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、芥酸醯胺和N，N-乙撐雙硬脂酸醯胺(EBS)中的一種或幾種。所述偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種或幾種。優選的，所述偶聯劑為矽烷類偶聯劑乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)矽烷(Α172)。所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168或其混合物，由兩者按常規比例複合配製而成。一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟首先將聚丙烯、阻燃劑、協效阻燃劑、相容劑、成核劑、潤滑劑、偶聯劑及抗氧劑各組分按配比稱重後混合均勻；然後將上述混合物加入雙螺杆擠出機中進行熔融擠出、拉條、 冷卻、切粒、乾燥，即可得到高光澤阻燃聚丙烯複合材料；其中，雙螺杆擠出機的長徑比為 32-40 1，加工溫度為170-220°C，螺杆轉速為350-450轉/分鐘。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，採用氫氧化鎂和三聚氰胺溴酸鹽所組成阻燃體系與聚丙烯複合，賦予聚丙烯複合材料優異的阻燃性能；同時加入聚丙烯接枝化合物來提高阻燃劑與聚丙烯的相容性，而進一步提高阻燃性能。該材料屬於低滷阻燃聚丙烯，僅含有少量滷素阻燃成分，生煙量小，毒性小，通過控制阻燃劑在複合材料中的含量，阻燃可以達到V-2，灼熱絲高達960°C，並具有高光澤、無析出、煙密度低、力學性能良好等優點。適合廣泛應用於開關面板、衛生潔具、家用電器外殼等領域，對於擴展聚丙烯的應用範圍具有十分重要的意義。
具體實施例方式下面結合各實施例詳細描述本發明。實施例1、2、3、4的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其組分及重量份數如表1所不。表 權利要求
1.一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，包括以下重量份數的組分 聚丙烯45-95 ；阻燃劑5-15 ；協效阻燃劑 0-40 ； 相容劑5-10 ；成核劑0. 5-3. 0 ；潤滑劑0. 2-1. 0 ；偶聯劑0. 2-0. 4 ；抗氧劑0.1-0.5。
2.如權利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述阻燃劑為三聚氰胺溴酸鹽。
3.如權利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述協效阻燃劑為粒徑在0. 5-3微米、純度高於98%、通過化學合成法製備得到的氫氧化鎂。
4.如權利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述聚丙烯為熔融指數在10-60g/10min的均聚聚丙烯或高結晶聚丙烯或其混合物。
5.如權利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述相容劑為接枝率在0. 5-6%的聚丙烯接枝馬來酸酐化合物。
6.如權利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述成核劑為專用於聚丙烯的有機類成核劑，選自有機羧酸和羧酸鹽類、山梨糖醇衍生物類、二芳基膦金屬鹽類、松香酸及其鹽類中的一種或幾種；優選的，所述成核劑為二芳基膦金屬鹽類。
7.如權利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述潤滑劑為固體石蠟、液體石蠟、低分子聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、芥酸醯胺和N，N-乙撐雙硬脂酸醯胺中的一種或幾種。
8.如權利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種或幾種；優選的，所述偶聯劑為矽烷類偶聯劑乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)矽烷。
9.如權利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168或其混合物。
10.一種如權利要求1所述的高光澤阻燃聚丙烯複合材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟首先將聚丙烯、阻燃劑、協效阻燃劑、相容劑、成核劑、潤滑劑、偶聯劑及抗氧劑各組分按配比稱重後混合均勻；然後將上述混合物加入雙螺杆擠出機中進行熔融擠出、拉條、 冷卻、切粒、乾燥，即可得到高光澤阻燃聚丙烯複合材料；其中，雙螺杆擠出機的長徑比為 32-40:1，加工溫度為170-220°C，螺杆轉速為350-450轉/分鐘。
全文摘要
一種高光澤阻燃聚丙烯複合材料，包括以下重量份數的組分聚丙烯45-95；阻燃劑5-15；協效阻燃劑0-40；相容劑5-10；成核劑0.5-3.0；潤滑劑0.2-1.0；偶聯劑0.2-0.4；抗氧劑0.1-0.5。本發明採用氫氧化鎂和三聚氰胺溴酸鹽所組成阻燃體系與聚丙烯複合，賦予聚丙烯複合材料優異的阻燃性能；同時加入聚丙烯接枝化合物來提高阻燃劑與聚丙烯的相容性，而進一步提高阻燃性能。該材料屬於低滷阻燃聚丙烯，僅含有少量滷素阻燃成分，生煙量小，毒性小，具有高光澤、無析出、灼熱絲高、煙密度低、高剛性、高表面硬度、高耐熱等特點，適合廣泛應用於開關面板、衛生潔具、家用電器外殼等領域。
文檔編號C08L23/12GK102477184SQ20101056359
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者張志勇 申請人:合肥傑事傑新材料股份有限公司