一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，包括以下按重量份數(shù)計(jì)量的原料：聚丙烯樹脂80~95份、復(fù)合阻燃劑5~10份、β成核劑母粒1~5份及白礦油0.1~0.3份。該無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料還包括按重量份數(shù)計(jì)量的抗氧劑0.2~1份和潤滑劑0.2~0.5份。本發(fā)明采用的β成核劑無填充，使得復(fù)合材料具有很輕的密度，很大程度上降低了成本，同時(shí)還具有更穩(wěn)定更精密的尺寸，提高了熱變形溫度，更大程度上保證了線圈骨架在應(yīng)用過程中的安全系數(shù)。采用復(fù)配阻燃劑改性后，使得復(fù)合材料的阻燃性能更好，且更加環(huán)保，符合社會的發(fā)展，能夠更好的滿足客戶的安全健康需求。
【專利說明】一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，本發(fā)明還涉及該無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯作為通用塑料之一，是無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，密度只有0.9(T0.91g/cm3，具有良好的耐熱性能，在不受外力的作用下可經(jīng)受150°C的熱處理；化學(xué)性能穩(wěn)定，一般的酸堿或有機(jī)溶劑對其都不會造成影響，其優(yōu)異的性能已應(yīng)用于各行各業(yè)。聚丙烯具有較高的介電系數(shù)，可用來制作受熱的電器絕緣制品。此外，聚丙烯的擊穿電壓也很高，適合用作電器配件等。
[0003]線圈骨架用于纏繞線圈，起到支撐線圈的作用。在注塑線圈骨架時(shí)，容易出現(xiàn)線圈骨架表面不光滑甚至出現(xiàn)毛刺，導(dǎo)致繞線時(shí)掛住漆包線而斷線。線圈骨架纏繞銅線時(shí)基本采用自動(dòng)或半自動(dòng)方式，繞線中，若線圈的外漲力超出骨架的剛性，線圈骨架會出現(xiàn)變形或不宜察覺的微裂紋，用戶使用時(shí)易導(dǎo)致電擊穿而引發(fā)事故。圈骨架工作在大電流下時(shí)，會產(chǎn)生一定的熱量，若周邊散熱性差的話，易積蓄高溫，一些耐熱性能差的線圈骨架，會在高溫下變形，從而影響其電氣性能，甚而引發(fā)事故，同時(shí)積蓄的熱量，存在火災(zāi)的隱患。
[0004]因此，基于線圈骨架存在的以上問題，對其原料提出很多方面的要求。目前市場上主要應(yīng)用于線圈骨架的原材料有尼龍，但由于尼龍本身成本太高，密度大，且較大的吸濕性大導(dǎo)致其存在安全隱患。為了迎合家電廠商以及消費(fèi)者的需求，新產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，聚丙烯集眾優(yōu)點(diǎn)于一身，通過玻纖增強(qiáng)的阻燃聚丙烯得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。但是，線圈骨架其特殊的應(yīng)用環(huán)境，要求線圈的表面具有一定的光滑性，不能有毛刺，有一定的韌性，不能在繞線后撐裂，以及國家相關(guān)法律法規(guī)對阻燃材料提出環(huán)保的要求，另外出于密度和成本的考慮，研究新一代的線圈骨架材料很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足及存在的問題，提出一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，該無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料密度低、耐熱性能好、韌性好，且同時(shí)還兼具足夠的剛性。
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，包括以下按重量份數(shù)計(jì)量的原料:聚丙烯樹脂80-95份、復(fù)合阻燃劑5~10份、β成核劑母粒1-5份及白礦油0.1-0.3份。
[0007]所述無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料還包括按重量份數(shù)計(jì)量的抗氧劑0.2^1份和潤滑劑 0.2^0.5 份。
[0008]所述聚丙烯樹脂為熔融指數(shù)在f 10g/10min之間的均聚聚丙烯樹脂，其相對分子量分布寬度在10以內(nèi)。[0009]所述復(fù)配阻燃劑由含磷阻燃劑、含氮阻燃劑或含磷氮阻燃劑分別與協(xié)效阻燃劑復(fù)配得到，且含磷阻燃劑、含氮阻燃劑或磷氮阻燃劑與協(xié)效阻燃劑的質(zhì)量比為2:1。
[0010]所述β成核劑母粒為ΤΜΒ-5、ΝΑΒ-83或ΝΒ-328與聚丙烯樹脂混合抽粒而成。
[0011]所述抗氧劑為抗氧劑Β215、抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098和抗氧劑168中的任一種或幾種的組合。
[0012]所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和N，N’ -乙撐雙硬脂酰中的任一種或幾種的組合。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
O β成核劑母粒的制備:將100份的聚丙烯樹脂、10份的β成核劑、0.3份的EBS和
0.3份的Β215置于高速攪拌機(jī)中混合5~10min，然后將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻；
2)用 于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備:稱取配方量原料，先將聚丙烯樹脂、β成核劑母粒和白礦油置于高速混合機(jī)中攪拌2~4min，然后加入復(fù)配阻燃劑、抗氧劑和潤滑劑，混合攪拌5~10min，再投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻，得到用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料。
[0014]所述熔融擠出過程中熔體的溫度為18(T20(TC。
[0015]所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為19(T210°C、轉(zhuǎn)速為20(T500rmp。
[0016]本發(fā)明采用的β成核劑無填充，使得復(fù)合材料具有很輕的密度，很大程度上降低了成本，同時(shí)還具有更穩(wěn)定更精密的尺寸，提高了熱變形溫度，更大程度上保證了線圈骨架矮應(yīng)用過程中的安全系數(shù)。采用復(fù)配阻燃劑改性后，使得復(fù)合材料的阻燃性能更好，且更加環(huán)保，符合社會的發(fā)展，能夠更好的滿足客戶的安全健康需求。
[0017]此外，本發(fā)明無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料還具有良好的耐熱性能和韌性好，且同時(shí)還兼具足夠的剛性?？捎糜诰€圈骨架的制備，制品表面光滑，沒有毛刺，韌性好，繞線后不容易撐裂。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明揭示了一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，包括以下按重量份數(shù)計(jì)量的原料:聚丙烯樹脂80-95份、復(fù)合阻燃劑5~10份、β成核劑母粒15份及白礦油 0.1ο.3 份。
[0019]為了提高復(fù)合材料的抗氧性能及良好的光滑性，所述無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料還包括按重量份數(shù)計(jì)量的抗氧劑0.2^1份和潤滑劑0.2^0.5份。所述抗氧劑為抗氧劑Β215、抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098和抗氧劑168中的任一種或幾種的組合。潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和N，N’ -乙撐雙硬脂酰中的任一種或幾種的組合。
[0020]本發(fā)明中聚丙烯樹脂為熔融指數(shù)在f 10g/10min之間的均聚聚丙烯樹脂，其相對分子量分布寬度在10以內(nèi)，優(yōu)選熔融指數(shù)在2~4g/10min之間的均聚聚丙烯樹脂，且其相對分子量分布寬度在10以內(nèi)，具體地，聚丙烯樹脂為T30S、2832E1、F280T和S1005中的任一種。
[0021]本發(fā)明中復(fù)配阻燃劑由含磷阻燃劑、含氮阻燃劑或含磷氮阻燃劑分別與協(xié)效阻燃劑復(fù)配得到，且含磷阻燃劑、含氮阻燃劑或含磷氮阻燃劑與協(xié)效阻燃劑的質(zhì)量比為2:1。所述的含磷阻燃劑、含氮阻燃劑、含磷氮阻燃劑及協(xié)效阻燃劑均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的產(chǎn)品，并無特殊限制，且可由市購得到。需說明的是，以下實(shí)施例中所使用的復(fù)配阻燃劑為含磷阻燃劑與協(xié)效阻燃劑按質(zhì)量比為2:1復(fù)配得到，或含氮阻燃劑與協(xié)效阻燃劑按質(zhì)量比為2:1復(fù)配得到，或含磷氮阻燃劑與協(xié)效阻燃劑按質(zhì)量比為2:1復(fù)配得到。
[0022]本發(fā)明中β成核劑母粒為ΤΜΒ-5、ΝΑΒ_83或ΝΒ-328與聚丙烯樹脂混合抽粒而成。所述ΤΜΒ-5、ΝΑΒ-83及ΝΒ-328均為現(xiàn)有產(chǎn)品，可由市購得到。具體地，β成核劑母粒是由聚丙烯樹脂、β成核劑、EBS和Β215按重量份數(shù)依次為100份、10份、0.3份及0.3份置于高速攪拌機(jī)中混合5~10min，然后將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻得到。
[0023]本發(fā)明一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
O β成核劑母粒的制備:將100份的聚丙烯樹脂、10份的β成核劑、0.3份的EBS和
0.3份的Β215置于高速攪拌機(jī)中混合5~10min，然后將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻；
2)用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備:稱取配方量原料，先將聚丙烯樹脂、β成核劑母粒和白礦油置于高速混合機(jī)中攪拌2~4min，然后加入復(fù)配阻燃劑、抗氧劑和潤滑劑，混合攪拌5~10min，再投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻，得到用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料。
[0024]所述熔融擠 出過程中熔體的溫度為18(T20(TC。
[0025]所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為19(T210°C、轉(zhuǎn)速為20(T500rmp。
[0026]為了本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，以下通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0027]實(shí)施例1
一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，該制備方法包括以下步
驟:
O β成核劑母粒的制備:將100份的聚丙烯樹脂、10份的ΤΜΒ-5、0.3份的N，N’ -乙撐雙硬脂酰和0.3份的抗氧劑Β215置于高速攪拌機(jī)中混合5min，然后將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻；
2)用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備:稱取聚丙烯樹脂T30S 80份、β成核劑母粒1份和白礦油0.1份置于高速混合機(jī)中攪拌2min，然后加入復(fù)配阻燃劑5份、抗氧劑B215 0.2份和聚乙烯蠟0.2份，混合攪拌5min，再投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻，得到用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料。
[0028]實(shí)施例2
一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，該制備方法包括以下步
驟:
O β成核劑母粒的制備:將100份的聚丙烯樹脂、10份的ΝΑΒ-83、0.3份的N，N’ -乙撐雙硬脂酰和0.3份的抗氧劑Β215置于高速攪拌機(jī)中混合7min，然后將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻；2)用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備:稱取2832E1 85份、β成核劑母粒3份和白礦油0.2份置于高速混合機(jī)中攪拌3min，然后加入復(fù)配阻燃劑7份、抗氧劑1010 0.5份和硬脂酸鈣0.4份，混合攪拌7min，再投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻，得到用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料。
[0029]實(shí)施例3
一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
Oβ成核劑母粒的制備:將100份的聚丙烯樹脂、10份的ΝΑΒ-83、0.3份的N，N’ -乙撐雙硬脂酰和0.3份的抗氧劑Β215置于高速攪拌機(jī)中混合lOmin，然后將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻；
2)用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備:稱取將F280T 90份、β成核劑母粒4份和白礦油0.3份置于高速混合機(jī)中攪拌3min，然后加入復(fù)配阻燃劑8份、抗氧劑168 0.7份和硬脂酸鋅和N 0.4份，混合攪拌8min，再投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻，得到用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料。
[0030]實(shí)施例4
一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，該制備方法包括以下步
驟:
Oβ成核劑母粒的制備:將100份的聚丙烯樹脂、10份的ΝΒ-328、0.3份的N，N’ -乙撐雙硬脂酰和0.3份的抗氧劑Β215置于高速攪拌機(jī)中混合7min，然后將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻；
2)用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備:稱取S1005 95份、β成核劑母粒5份和白礦油0.3份置于高速混合機(jī)中攪拌4min，然后加入復(fù)配阻燃劑10份、抗氧劑1076 1份和潤滑劑N，N’ -乙撐雙硬脂酰0.5份，混合攪拌lOmin，再投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻，得到用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料。
[0031]上述實(shí)施例1~4中熔融擠出過程中熔體的溫度為18(T20(TC，雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為19(T210°C，轉(zhuǎn)速為20(T500rmp。
[0032]將上述實(shí)施例所得的復(fù)合材料注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，按以下方法對材料的性能進(jìn)行測試:
1)灼熱絲:按IEC60695-2-13 GffIT:775/3.0標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試；
2)灼熱絲:按IEC60695-2-12 GffF1:960/3.0標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試；
3)球壓:按照IEC60695-10-2:2003標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試；
4)熱變形溫度:按ASTMD648 0.45MPa標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試；
5)缺口沖擊:按ASTMD256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試；
6)阻燃性能:按UL94垂直燃燒測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。測試結(jié)果如表1所示:
【權(quán)利要求】
1.一種用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，包括以下按重量份數(shù)計(jì)量的原料:聚丙烯樹脂80-95份、復(fù)合阻燃劑5~10份、β成核劑母粒1~5份及白礦油0.1~0.3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，其特征在于:所述無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料還包括按重量份數(shù)計(jì)量的抗氧劑0.2^1份和潤滑劑0.2^0.5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，其特征在于:所述聚丙烯樹脂為熔融指數(shù)在fl0g/10min之間的均聚聚丙烯樹脂，其相對分子量分布寬度在10以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，其特征在于:所述復(fù)配阻燃劑由含磷阻燃劑、含氮阻燃劑或含磷氮阻燃劑分別與協(xié)效阻燃劑復(fù)配得到，且含磷阻燃劑、含氮阻燃劑或磷氮阻燃劑與協(xié)效阻燃劑的質(zhì)量比為2:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，其特征在于:所述β成核劑母粒為ΤΜΒ-5、ΝΑΒ-83或ΝΒ-328與聚丙烯樹脂混合抽粒而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，其特征在于:所述抗氧劑為抗氧劑Β215、抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098和抗氧劑168中的任一種或幾種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料，其特征在于:所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和N，N’ -乙撐雙硬脂酰中的任一種或幾種的組合。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求f 7中任一項(xiàng)所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，該制備方法包括以下步驟: O β成核劑母粒的制備:將100份的聚丙烯樹脂、10份的β成核劑、0.3份的EBS和0.3份的Β215置于高速攪拌機(jī)中混合5~10min，然后將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻； 2)用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備:稱取配方量原料，先將聚丙烯樹脂、β成核劑母粒和白礦油置于高速混合機(jī)中攪拌2~4min，然后加入復(fù)配阻燃劑、抗氧劑和潤滑劑，混合攪拌5~10min，再投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒并混合均勻，得到用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，其特征在于:所述熔融擠出過程中熔體的溫度為18(T20(TC。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于線圈骨架的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料料的制備方法，其特征在于:所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為19(T210°C、轉(zhuǎn)速為20(T500rmp。
【文檔編號】B29C47/92GK103756152SQ201410049497
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】楊杰, 龔文幸, 張翼翔, 沈寒知 申請人:廣東聚石化學(xué)股份有限公司