一種新型阻燃聚丙烯發泡材料及其製備方法與流程
2023-10-19 08:53:47
本發明涉及一種新型阻燃聚丙烯發泡材料及其製備方法，屬於聚合物改性和加工技術領域。
背景技術：
聚丙烯發泡材料具有較高的耐熱性，低熱傳導性、低水蒸氣透過性、高能量吸收性及壓縮性，還具有環境友好，易於回收等特點，廣泛應用於汽車工業和食品包裝領域。但是由於氧指數很低，極易燃燒，特別是發泡成型製品比非發泡成型製品更易燃燒。近年來人們對於汽車零部件、建築材料和電氣零部件都要求具有阻燃性或自熄滅性，因此賦予聚丙烯發泡材料一定的阻燃性具有十分重要的意義。
木質素作為一種廣泛存在、可再生的重要資源，在製備可降解、可再生的高分子複合材料方面有重要發展前景。木質素填充的聚烯烴複合材料，木質素可作為一種較好的成炭劑起到阻燃作用。蒙脫土作為一種具有片層結構的矽酸鹽物質，不僅可以提高聚合物的強度、剛性和變形性,而且可以改善複合材料的熱穩定性和氣體阻隔性。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種成本較低、阻燃效果好，同時具備優異的衝擊性能的新型阻燃聚丙烯發泡材料及其製備方法。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。
一種新型阻燃聚丙烯發泡材料，由下列重量百分比的原料組成：
其中，
所述的聚丙烯為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯一種或兩種組合物，其熔體流動速率為5～30g/10min。
所述的阻燃劑是木質素或有機粘土中的一種或兩種組合物。其中木質素是木漿木質素，未經任何改性處理；有機粘土是經胺系有機化合物改性的蒙脫土。
所述的PP-g-MAH的接枝率為0.8～1.5％。
所述的增韌劑為一種乙烯-辛烯的共聚物，密度為0.86～0.90g/cm3，其熔體流動速率為0.5～10g/10min。
所述的發泡劑母粒由重量分數為30～60％的載體、5～30％發泡劑、0.5～2％發泡助劑組成。其中發泡劑載體優選聚乙烯，發泡劑優選碳酸氫鈉，發泡助劑優選檸檬酸。
所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，其中主抗氧劑為1010、3114和DSTP中的一種或幾種的組合物；輔抗氧劑為168和618中的一種或幾種的組合物。
所述的其它添加劑為各種光穩定劑、成核劑或色母粒。
上述所述的新型阻燃聚丙烯發泡材料的製備方法如下：
1)將除發泡劑以外的聚丙烯、阻燃劑、PP-g-MAH、增韌劑及抗氧劑，其他添加劑加入高速混合機中混合，然後加入到雙螺杆擠出機中擠出造粒，製成阻燃改性聚丙烯材料；
2)將30～60份載體、5～30份發泡劑、0.5～2份發泡助劑加入高速混合機中混合，然後加入到雙螺杆擠出機中擠出造粒，製成發泡劑母粒；
3)將阻燃改性聚丙烯與發泡劑母粒混合均勻，採用注塑成型方法，在二次開模條件下製備發泡聚丙烯材料。
本發明的優點是：
1、本發明中使用的木質素廣泛存在，容易獲得，生物可降解。製備的發泡材料生產工藝簡單，成本低，容易工業化。
2、本發明提出的聚丙烯發泡材料具備很好的衝擊性能和阻燃性能。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明作進一步詳細說明：
在實施例及對比例發泡材料配方中，PP樹脂為上海石化生產的共聚聚丙烯M2600R，其熔體流動速率為28g/10min。阻燃劑按照木質素：有機粘土＝1:1復配。所用的PP-g-MAH的接枝率為0.8～1.5％。發泡劑母粒自製。彈性體為杜邦公司生產的Engage 8180，密度為0.863g/cm3，其熔體流動速率為0.5g/10min。主抗氧劑為英國ICE公司產的DSTP，以及Ciba公司產的1010；輔抗氧劑為Ciba公司產的168。此外還包括黑色母。
性能評價方式及實行標準:
將製備好的阻燃改性聚丙烯與發泡劑母粒混勻，在注射成型機上進行注射成型制樣，發泡材料的性能按照如下標準進行測試:
密度測試：按照ISO 1183標準進行。
彎曲性能測試：按照ISO 178標準進行。
缺口衝擊強度測試：按照ISO 179標準進行。
阻燃性能測試：按照UL-94標準進行。
實施例1-4的製備方法如下：
1)製備阻燃改性聚丙烯材料：將除發泡劑以外的聚丙烯、阻燃劑、PP-g-MAH、增韌劑及抗氧劑，其他添加劑加入高速混合機中混合，然後加入到雙螺杆擠出機中擠出造粒，製成阻燃改性聚丙烯材料；
2)製備發泡劑母粒：將30～60份載體、5～30份發泡劑、0.5～2份發泡助劑加入高速混合機中混合，然後加入到雙螺杆擠出機中擠出造粒，製成發泡劑母粒；
3)製備發泡聚丙烯材料：將阻燃改性聚丙烯與發泡劑母粒混合均勻，採用注塑成型方法，在二次開模條件下製備發泡聚丙烯材料。
實施例及對比例的配方及各項性能測試結果見下各表：
表1實施例1～4和對比例1～2材料配方表(重量％)
表2實施例1～4和對比例1～2測試結果
從實施例1～3可以看出，隨著阻燃劑和POE含量的增加，使用少量比例的發泡劑母粒,發泡材料保持很好的衝擊強度，同時具有很好的阻燃性能。實施例2、4和對比例1～2可以看出，阻燃劑的加入，大大改善了發泡材料的阻燃性能。
以上所述僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明技術範圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。