專利名稱：一種環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)是一種熱塑性塑料，其比重輕，成品表面硬度大，彈性高，耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、絕緣性良好，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活等諸多領(lǐng)域，是最有希望實現(xiàn)通用塑料工程化的塑料品種之一。但是聚丙烯極易燃燒，極限氧指數(shù)(LOI)僅為17.4-18. 5，且燃燒時熔滴嚴(yán)重，容易傳播火焰引起火災(zāi)，這些缺陷使其在應(yīng)用過程中存在不安全因素，也直接導(dǎo)致PP在電子電器、通訊器材、汽車、電器、建筑材料等行業(yè)的應(yīng)用受到限制。為了符合阻燃特性要求，必須對PP進(jìn)行改性，通過添加阻燃劑提高PP的阻燃性能以擴大其應(yīng)用范圍。另外，聚丙烯電阻率在1016-102° 的范圍，在使用過程中容易產(chǎn)生靜電危害，從而限制了其在電子、石油化工、煤礦、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著人們環(huán)保意識的加強，開發(fā)一種既環(huán)保阻燃又具有優(yōu)異的抗靜電性能的PP材料就顯得格外重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種既有優(yōu)良的阻燃性能，又有永久抗靜電性能的符合環(huán)保要求的聚丙烯材料及其制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，由包括以下重量份數(shù)的組分制成
聚丙烯45-65份，
碳纖維8-15份，
阻燃劑18-26份，
阻燃協(xié)效劑 6-10份，
相容劑1-10份，
復(fù)配抗氧劑 0. 2-0. 4份，
其它加工助劑 0-0. 5份。所述聚丙烯選自熔體流動速率為1-100 g/10min的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的一種或兩種的混合物。所述碳纖維為連續(xù)性碳纖維或短纖維。所述阻燃劑為環(huán)保阻燃劑，優(yōu)選十溴二苯乙烷。

所述阻燃協(xié)效劑選自三氧化二銻、多聚磷酸銨、硼酸鋅、水滑石、氫氧化鎂、氫氧化鋁、蒙脫土中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選三氧化二銻。所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，密度為0. 89-0. 91g/cm3，接枝率為0. 5_3%。所述復(fù)配抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，所述主抗氧劑選自受阻酚類抗氧劑、硫酯類抗氧劑中的一種或幾種，所述輔抗氧劑選自亞磷酸鹽、酯類抗氧劑中的一種或幾種。所述主抗氧劑優(yōu)選抗氧劑1010即四[β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]
季戊四醇酯，以及抗氧劑1076即β_(4’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯，所述輔抗氧劑優(yōu)選抗氧劑168即β(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯。所述其它加工助劑為潤滑劑、分散劑中的一種或幾種，所述潤滑劑為有機硅系材料，所述分散劑為硬脂酸類分散劑。一種環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟
(1)將聚丙烯45-65重量份，阻燃劑18-26重量份，阻燃協(xié)效劑6_10重量份，相容劑1-10重量份，復(fù)配抗氧劑0. 2-0. 4重量份，其它加工助劑0-0. 5重量份，加入高速混合機中混合3-5分鐘；
(2)然后將上述混合物加入擠出機中，將碳纖維8-15重量份從入纖口加到雙螺桿擠出機中共同擠出，控制雙螺桿擠出機的料筒溫度在180-230°C范圍內(nèi)；
(3)擠出條通過循環(huán)水槽冷卻至室溫，經(jīng)過吹風(fēng)機干燥后進(jìn)入切粒機造粒得到上述環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明采用碳纖維，碳纖維添加量少，具有高效的永久抗靜電性能，材料的體積電阻率可以下降到106-1O8 Qtm ；
2、本發(fā)明具有良好的阻燃性能，環(huán)保，不危害環(huán)境和人體健康；
3、本發(fā)明提出的改善聚丙烯復(fù)合材料的抗靜電性能和阻燃性能的方法制備工藝簡單、生產(chǎn)連續(xù)、成本低。
具體實施例方式下面結(jié)合各實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。實施例1-3及對比例1-2中，聚丙烯為上海賽科石油化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的均聚聚丙烯，商品名為S1003，其熔融指數(shù)為1-3 g/10min (測試條件230°C X2. 16kg);碳纖維為長纖維；相容劑為合肥杰事杰新材料有限公司生產(chǎn)的PP-G-MAH，接枝率為0. 6%，熔融指數(shù)為120 g/10min (測試條件230°C X 2. 16kg)，密度為0. 9 g/cm3 ;主抗氧劑為Ciba公司生產(chǎn)的1010，輔抗氧劑為Ciba公司生產(chǎn)的168 ;阻燃劑為十溴二苯乙烷，阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻，加工助劑為硬脂酸鈣。實施例1
將52. 5份PP S1003, 26份十溴二苯乙烷，10份三氧化二銻，3份PP-G-MAH，0.1份抗氧劑1010，0.1份抗氧劑168，0. 3份硬脂酸鈣放入高速混合機中混5分鐘，然后將混合物加入雙螺桿擠出機，將8份長碳纖維從入纖口牽入，然后加到雙螺桿擠出機中共同擠出。雙螺桿擠出機的料筒各區(qū)段溫度分別設(shè)置為一區(qū)180°C、二區(qū)185°C、三區(qū)195°C、四區(qū)200°C、五區(qū)205°C、六區(qū)205°C、機頭200°C。擠出條通過循環(huán)水槽冷卻至室溫，經(jīng)過吹風(fēng)機干燥后進(jìn)入切粒機造粒。實施例2
將57. 5份PP S1003, 21份十溴二苯乙烷，7份三氧化二銻，4份PP-G-MAH，0.1份抗氧劑1010，0.1份抗氧劑168，0. 3份硬脂酸鈣放入高速混合機中混3分鐘，然后將混合物加入雙螺桿擠出機，將10份長碳纖維從入纖口牽入，然后加到雙螺桿擠出機中共同擠出。雙螺桿擠出機的料筒各區(qū)段溫度分別設(shè)置為一區(qū)200°C、二區(qū)205°C、三區(qū)205°C、四區(qū)215°C、五區(qū)215°C、六區(qū)220°C、機頭220°C。擠出條通過循環(huán)水槽冷卻至室溫，經(jīng)過吹風(fēng)機干燥后進(jìn)入切粒機造粒。實施例3
將50. 5份PP S1003,18份十溴二苯乙烷，6份三氧化二銻，10份PP-G-MAH，0.1份抗氧劑1010，0.1份抗氧劑168，0. 3份硬脂酸鈣放入高速混合機中混3分鐘，然后將混合物加入雙螺桿擠出機，將15份長碳纖維從入纖口牽入，然后加到雙螺桿擠出機中共同擠出。雙螺桿擠出機的料筒各區(qū)段溫度分別設(shè)置為一區(qū)200°C、二區(qū)205°C、三區(qū)210°C、四區(qū)215°C、五區(qū)215°C、六區(qū)220°C、機頭225°C。擠出條通過循環(huán)水槽冷卻至室溫，經(jīng)過吹風(fēng)機干燥后進(jìn)入切粒機造粒。對比例I
將63. 8份PP S1003，26份十溴二苯乙烷，10份三氧化二銻，0.1份抗氧劑1010，0.1份抗氧劑168放入高速混合機中混5分鐘，然后將混合物加入雙螺桿擠出機中擠出。雙螺桿擠出機的料筒各區(qū)段溫度分別設(shè)置為一區(qū)180°C、二區(qū)185°C、三區(qū)195°C、四區(qū)200°C、五區(qū)205°C、六區(qū)205°C、機頭200°C。擠出條通過循環(huán)水槽冷卻至室溫，經(jīng)過吹風(fēng)機干燥后進(jìn)入切粒機造粒。對比例2
將72. 5份PP S1003,12份十溴二苯乙烷，4份三氧化二銻，3份PP_G，0.1份抗氧劑1010,0.1份抗氧劑168，0. 3份硬脂酸鈣放入高速混合機中混5分鐘，然后將混合物加入雙螺桿擠出機，將8份長碳纖維從入纖口牽入，然后加到雙螺桿擠出機中共同擠出。雙螺桿擠出機的料筒各區(qū)段溫度分別設(shè)置為一區(qū)180°C、二區(qū)185°C、三區(qū)195°C、四區(qū)200°C、五區(qū)205°C、六區(qū)205°C、機頭200°C。擠出條通過循環(huán)水槽冷卻至室溫，經(jīng)過吹風(fēng)機干燥后進(jìn)入切粒機造粒。對實施例1-3及對比例1-2制備得到的材料進(jìn)行性能測試，通過體積電阻率和阻燃性能進(jìn)行評價，測試結(jié)果如表I所示。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，由包括以下重量份數(shù)的組分制成 聚丙烯45-65份， 碳纖維8-15份， 阻燃劑18-26份， 阻燃協(xié)效劑 6-10份， 相容劑1-10份， 復(fù)配抗氧劑 0. 2-0. 4份， 其它加工助劑 0-0. 5份。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯選自熔體流動速率為1-100 g/10min的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的一種或兩種的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，所述碳纖維為連續(xù)性碳纖維或短纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，所述阻燃劑為環(huán)保阻燃劑，優(yōu)選十溴二苯乙烷。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，所述阻燃協(xié)效劑選自三氧化二銻、多聚磷酸銨、硼酸鋅、水滑石、氫氧化鎂、氫氧化鋁、蒙脫土中的一種或幾種的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，密度為0. 89-0. 91g/cm3，接枝率為0. 5_3%。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，所述復(fù)配抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，所述主抗氧劑選自受阻酚類抗氧劑、硫酯類抗氧劑中的一種或幾種，所述輔抗氧劑選自亞磷酸鹽、酯類抗氧劑中的一種或幾種。
8.如權(quán)利要求7所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，所述主抗氧劑優(yōu)選抗氧劑1010即四[_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，以及抗氧劑1076即卩_(4’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯，所述輔抗氧劑優(yōu)選抗氧劑168即三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯。
9.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料，其特征在于，所述其它加工助劑為潤滑劑、分散劑中的一種或幾種，所述潤滑劑為有機硅系材料，所述分散劑為硬脂酸類分散劑。
10.一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將聚丙烯45-65重量份，阻燃劑18-26重量份，阻燃協(xié)效劑6_10重量份，相容劑1-10重量份，復(fù)配抗氧劑0. 2-0. 4重量份，其它加工助劑0-0. 5重量份，加入高速混合機中混合3-5分鐘； (2)然后將上述混合物加入擠出機中，將碳纖維8-15重量份從入纖口加到雙螺桿擠出機中共同擠出，控制雙螺桿擠出機的料筒溫度在180-230°C范圍內(nèi)；(3)擠出條通過循環(huán)水槽冷卻至室溫，經(jīng)過吹風(fēng)機干燥后進(jìn)入切粒機造粒得到上述環(huán)保 阻燃永久抗靜電聚丙烯材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保阻燃永久抗靜電聚丙烯材料及其制備方法，由包括以下重量份數(shù)的組分制成聚丙烯45-65重量份，碳纖維8-15份，阻燃劑18-26重量份，阻燃協(xié)效劑6-10重量份，相容劑1-10重量份，復(fù)配抗氧劑0.2-0.4重量份，其它加工助劑0-0.5重量份。本發(fā)明添加少量碳纖維，具有高效的永久抗靜電性能，材料的體積電阻率可以下降到106-108Ω·cm；具有良好的阻燃性能，環(huán)保，不危害環(huán)境和人體健康；本發(fā)明提出的改善聚丙烯復(fù)合材料的抗靜電性能和阻燃性能的方法制備工藝簡單、生產(chǎn)連續(xù)、成本低。
文檔編號C08L51/06GK103030879SQ201110299198
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者宋偉華 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司