專利名稱：一種阻燃聚丙烯材料及其制備方法
一種阻燃聚丙烯材料及其制備方法本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃聚丙烯材料及其制備方法。 [背景技術(shù)]聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，密度0. 90g/cm3，是現(xiàn)有樹脂第二輕的高分子材料(僅大于聚甲基戊烯，密度0.85g/cm3)。因其具有性能好、比重小、易于成型加工等特點， 而廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、家用電器、電子儀表工業(yè)、紡織工業(yè)中。然而，由于PP樹脂的極限氧指數(shù)很低，只有18，屬于易燃材料，無法滿足特定材料防火領(lǐng)域的使用要求，使其在應(yīng)用于家用電器、電子儀表等領(lǐng)域時受到一定程度的限制。隨著人們環(huán)保意識的不斷增加，還要求PP材料能達到環(huán)保阻燃。而各種家用電器和電子儀表用阻燃聚丙烯的耐刮擦性能較差，解決PP材料的阻燃及耐刮擦性能是PP改性的主要發(fā)展
方向之一。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐刮擦性能優(yōu)良的阻燃聚丙烯材料和制備方法，以滿足家用電器和電子儀表零件對阻燃聚丙烯材料耐刮擦性能的要求。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種阻燃聚丙烯材料，按重量百分比由以下組分組成PP 樹脂50-60%;阻燃劑20-30% ；填料10-30% ；耐刮擦劑0.2-5%;抗氧劑0.1-0.5%;潤滑劑0.5-1.0%;其中，所述的PP樹脂為共聚PP ；所述的阻燃劑為十溴二苯乙烷和三氧化二銻復(fù)配；所述的耐刮擦劑為硅酮和硅氧烷復(fù)配；潤滑劑是硬脂酸鹽類潤滑劑。所述的阻燃劑為十溴二苯乙烷和三氧化二銻按重量比3 1至4 1復(fù)配而成。所述的耐刮擦劑為硅酮和硅氧烷按重量比1 1至2 1復(fù)配而成。所述的硅氧烷為雙官能團的梳型結(jié)構(gòu)的反應(yīng)型高聚硅氧烷。所述的填料為滑石粉、碳酸鈣、玻璃纖維中的一種或多種。所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑按重量比2 1復(fù)配而成。所述的硬脂酸鹽類潤滑劑為硬脂酸鋅和/或硬脂酸鈣。以上所述阻燃聚丙烯材料，按重量百分比最好由以下組分組成PP 樹脂53-54%;十溴二苯乙烷16-18% ；三氧化二銻4.5-5.5%;
填料硅酮硅氧烷抗氧劑潤滑劑
15-25% ； 1. 5-2% ； 0. 8-1. 2% ； 0. 1-0. 5% ；
0. 5-1. 0%o以上所述阻燃聚丙烯材料制備方法的技術(shù)方案，包括以下步驟(1)按上述的重量百分比稱取原料；(2)按重量百分比稱取原料，將PP樹脂、阻燃劑、耐刮擦劑、填料、抗氧劑、潤滑劑在高速混合機中混合3-5分鐘；(3)將混好的物料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒。以上所述的制備方法，平行雙螺桿擠出機的擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū) 180-190°C、三區(qū) 180-190°C、四區(qū) 175-185°C，螺桿轉(zhuǎn)速 350-400r/min,喂料頻率 20_25Hz， 熔體壓力 3. 0-4. OMPa，真空度-0. 03 -0. 06MPa。本發(fā)明阻燃聚丙烯材料表面耐刮擦性能好，機械性能優(yōu)良且環(huán)保阻燃，能夠滿足家用電器和電子儀表對阻燃和耐刮擦性能的要求。下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明在以下實施例中，PP樹脂為中石化K9928，屬于高抗沖的共聚樹脂；阻燃劑選用山東海王的十溴二苯乙烷和辰州的三氧化二銻；抗氧劑優(yōu)選為受阻酚與亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配，在一定的濕度和氧的條件下輻照，酚類抗氧劑會發(fā)生偶合反應(yīng)產(chǎn)生具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的醌類物質(zhì)，這類物質(zhì)受光照后的分解的產(chǎn)物可吸收可見光中的長波部分而顯黃色，因此往往選用一些具有空間阻礙的酚類化合物，受阻酚類氧化劑可以為四[甲基-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)，亞磷酸酯類氧化劑可以為亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(抗氧劑168)，受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑按重量比 1 2復(fù)配。耐刮擦劑為硅酮和反應(yīng)型高聚硅氧烷復(fù)配而成。反應(yīng)型高聚硅氧烷為雙官能團的梳型結(jié)構(gòu)，在塑料擠出的過程中，由于高溫誘發(fā)其與塑料表面的活性集團交聯(lián)，不會遷移到制品表面，并且由于充分分散，其聚硅氧烷的耐刮擦性能也能達到充分發(fā)揮，反應(yīng)型高聚硅氧烷選用江西海多化工有限公司的DH-40。。雖然在以下實施例中的填料僅以滑石粉為例，但在實際應(yīng)用中，填料可以是滑石粉、碳酸鈣、玻璃纖維中的一種或多種。實施例1按重量百分比將PP樹脂57%，十溴二苯乙烷15<%，三氧化二銻5%，硅酮1(%， 反應(yīng)型高聚硅氧烷1%，滑石粉20%，抗氧劑0. 3%、潤滑劑0. 7%，在高速混合機中混合3-5分鐘，高速混合機轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C,螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。實施例2按重量百分比將PP樹脂56%，十溴二苯乙烷16%，三氧化二銻5%，硅酮1%，反應(yīng)型高聚硅氧烷1 %，滑石粉20 %，抗氧劑0. 3 %、潤滑劑0. 7 %，在高速混合機中混合3-5分鐘，高速混合機轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C,螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。實施例3按重量百分比將PP樹脂55%，十溴二苯乙烷17<%，三氧化二銻5%，硅酮1(%， 反應(yīng)型高聚硅氧烷1%，滑石粉20%，抗氧劑0.3%、潤滑劑0.7，在高速混合機中混合 3-5分鐘，高速混合機轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C,螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。實施例4按重量百分比將PP樹脂56 %，十溴二苯乙烷15 %，三氧化二銻5 %，硅酮物2 %， 反應(yīng)型高聚硅氧烷1 %，滑石粉20 %，抗氧劑0. 3 %、潤滑劑0. 7 %，在高速混合機中混合3-5分鐘，高速混合機轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C，螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。實施例5按重量百分比將PP樹脂55 %，十溴二苯乙烷16 %，三氧化二銻5 %，硅酮2 %， 反應(yīng)型高聚硅氧烷1 %，滑石粉20 %，抗氧劑0. 3 %、潤滑劑0. 7 %，在高速混合機中混合3-5分鐘，高速混合機轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C,螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。實施例6按重量百分比將PP樹脂M %，十溴二苯乙烷17 %，三氧化二銻5 %，硅酮2 %， 硅反應(yīng)型高聚硅氧烷1 %，滑石粉20 %，抗氧劑0. 3 %、潤滑劑0. 7 %，在高速混合機中混合3-5分鐘，高速混合機轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C,螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。對比例1按重量百分比將PP樹脂56 %，十溴二苯乙烷18 %，三氧化二銻5 %，滑石粉20 %， 抗氧劑0. 3%、潤滑劑0. 7%，在高速混合機中混合3-5分鐘，高速混合機轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn) /分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū) 170-180°C、二區(qū) 180-190°C、三區(qū) 180_190°C、四區(qū) 175_185°C，螺桿轉(zhuǎn)速:350-400r/min，喂料頻率20-25HZ，熔體壓力3. 0-4. OMPa，真空度-0. 03 -0. 06MPa。
將按上述方法完成造粒的粒子材料事先在80-90°C的烘箱下干燥2小時，然后將干燥好的粒子材料在注塑成型機上注塑出標準測試樣條。拉伸強度按ASTM D-638標準進行檢驗。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm) (176士2) (長)X (12. 6 士0. 2)(端部寬度)X (3. 05 士0. 2)(厚度)，拉伸速度為 50mm/min ；彎曲強度和彎曲模量按ASTM D-790標準進行檢驗。試樣類型為試樣尺寸(mm) (128士2) X (12. 67士0. 2) X (3. 11 士0. 2)，彎曲速度為 20mm/min ；懸臂梁缺口沖擊強度按ASTM D-256標準進行檢驗。試樣類型為I型，試樣尺寸 (mm) (63士2) X (12. 45士0. 2) X (3. 1 士0. 2)；缺口類型為 A 類，缺口剩余厚度為 1. 9mm ；阻燃性測試按UL-94標準進行檢驗，試樣尺寸為(128 士 2)Χ(12·67 士 0·2)Χ(3·11 士 0.2)(l/8in)禾口 (128士2) X (12. 67士0. 2) X (1. 62士0. 2) (l/16in)；耐刮擦試驗按PV3952進行檢驗，負荷為10N，通過測定刮擦試樣表面的AL值(即黑白顏色的變化標志)來評判其耐刮擦性能，AL的數(shù)值越小，表示材料的耐刮擦性能越好。材料的綜合性能通過測試所得的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、彎曲模量、 IZOD缺口沖擊強度、阻燃性能和耐刮擦性能進行評判。表(一)對比例1和實施例1-6的配方及材料物性表
權(quán)利要求
1.一種阻燃聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成 PP樹月旨50-60%;阻燃劑20-30% ；填料10-30% ；耐刮擦劑0.2-5%;抗氧劑0.1-0.5%;潤滑劑0.5-1.0%;其中，所述的PP樹脂為共聚PP ；所述的阻燃劑為十溴ニ苯乙烷和三氧化ニ銻復(fù)配；所 述的耐刮擦劑為硅酮和硅氧烷復(fù)配；潤滑劑是硬脂酸鹽類潤滑剤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在干，所述的阻燃劑為十溴ニ苯乙 烷和三氧化ニ銻按重量比3 1至4 1復(fù)配而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在干，所述的耐刮擦劑為硅酮和硅 氧烷按重量比1 1至2 1復(fù)配而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在干，所述的硅氧烷為雙官能團的 梳型結(jié)構(gòu)的反應(yīng)型高聚硅氧烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在干，所述的填料為滑石粉、碳酸 鈣、玻璃纖維中的ー種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在干，所述的抗氧劑為亞磷酸酯類 抗氧劑和受阻酚類抗氧劑按重量比21復(fù)配而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在干，所述的硬脂酸鹽類潤滑劑為 硬脂酸鋅和/或硬脂酸鈣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成PP樹脂53づ4%;十溴ニ苯乙烷16-18% ；三氧化ニ銻4.5-5.5%;填料15-25% ；硅酮1.5-2%;硅氧烷0.8-1.2%;抗氧劑0.1-0.5%;潤滑劑0.5-1.0%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法，其特征在干，包括以下步驟(1)按權(quán)利要求1所述的重量百分比稱取原料；(2)按重量百分比稱取原料，將PP樹脂、阻燃劑、耐刮擦劑、填料、抗氧劑、潤滑劑在高 速混合機中混合3-5分鐘；(3)將混好的物料置于平行雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠、造粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法，其特征在干，平行雙螺桿擠出 機的擠出エ藝為一區(qū)170-180°C、ニ區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175_185°C，螺桿 轉(zhuǎn)速;350-400r/min，喂料頻率 20_25Hz，熔體壓力 3. 0-4. OMPa，真空度-0. 03 -0. 06MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃聚丙烯材料及其制備方法。阻燃聚丙烯材料按重量百分比由以下組分組成PP樹脂50-60％；阻燃劑20-30％；填料10-30％；耐刮擦劑0.2-5％；抗氧劑0.1-0.5％；潤滑劑0.5-1.0％；其中，所述的PP樹脂為均聚PP；所述的阻燃劑為十溴二苯乙烷和三氧化二銻復(fù)配；所述的耐刮擦劑為硅酮和硅氧烷復(fù)配；潤滑劑是硬脂酸鹽類潤滑劑。本發(fā)明阻燃聚丙烯材料表面耐刮擦性能好，機械性能優(yōu)良且環(huán)保阻燃，能夠滿足家用電器和電子儀表對阻燃和耐刮擦性能的要求。
文檔編號C08K13/02GK102367317SQ20111017467
公開日2012年3月7日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者安林林, 徐東, 徐永 申請人:深圳市科聚新材料有限公司