CN100376628C - 一种阻燃聚丙烯组成物 - Google Patents
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Abstract
一种阻燃均聚聚丙烯组成物包括均聚聚丙烯55-70重量%、蜜胺改性聚磷酸铵25-30重量%、增白剂二氧化钛3-6重量%、内部脱模剂二甲基硅氧烷0.3重量%、偶联剂钛酸酯0.7重量%和抗氧剂位阻酚0.1-0.5重量%。经双螺杆挤出机于180-200℃挤出、造粒。试件性能如下：拉伸强度29-31MPa，燃烧性UL94V-0，弯曲强度45-50MPa，相对密度1.07-1.09，弯曲模量2-2.2GPa，熔体指数2.3-2.5g/10min，缺口冲击强度3.0-3.2KJ/m2，外观：白色，热变形温度(0.45MPa)133-135℃。
Description
(一)技术领域
本发明涉及阻燃聚丙烯组成物，更确切地说本发明涉及蜜胺改性聚磷酸铵阻燃剂阻燃聚丙烯组成物的组成和制备方法。
(二)背景技术
均聚聚丙烯树脂是一种韧性高分子，具有很好的冲击强度，适中的电性能，优良的耐酸、碱和盐溶液性能。它的物理性能超过高密度聚乙烯，使用温度高于高密度聚乙烯40℃，而且均聚聚丙烯没有应力开裂的问题，表观色泽也佳，耐热水降解，往往选作洗衣机用。广泛用于家电、建筑、内装饰和汽车零件等领域。
由于安全环保对聚丙烯阻燃的要求越来越高，无卤阻燃剂应运而生。在无卤阻燃剂中，例如现有技术JP 54022450，20Feb，1979中，添加水合无机化合物如氢氧化镁等到聚丙烯中制备阻燃聚丙烯组成物，结果组成物加工性能差，制品的机械性能差，有逐渐被淘汰的趋势。现有技术US 4,966,931，October30，1990披露由预定量的聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚磷酸铵或由蜜胺树脂改性的聚磷酸铵和一种1，3，5-三嗪衍生物组成阻燃聚丙烯树脂组成物。以聚磷酸铵和2-哌亚嗪基-4-吗啉-1，3，5-三嗪聚合物组成阻燃剂，结果所制备的阻燃聚丙烯组成物具有UL94V-O，弯曲强度1800MPa，冲击强度29J/m。在此现有技术中利用聚磷酸铵和1，3，5-三嗪衍生物组成阻燃剂，从原料来源和价格看，来源困难，价格偏高，同样需要改进。
(三)发明内容
阻燃聚丙烯树脂组成物已经广泛用于家电、建筑、内装饰和汽车零部件领域，具体应用包括电视机偏转线圈骨架、电器壳体、电器开关、接插件和微波炉部件等，这些应用领域要求阻燃级别达到UL94V-O级，即使燃烧也不放出有毒有害气体。不但要求阻燃性高，而且要求物理机械性能和表观都好。根据这些应用要求选择适宜的阻燃剂制备阻燃均聚聚丙烯组成物就是本发明的目的。
本发明者们经过潜心研究提出一种新的技术方案，阻燃均聚聚丙烯组成物包括：熔体指数为2.5g/10min，相对密度为0.91的均聚聚丙烯55-70重量％、蜜胺改性聚磷酸铵25-30重量％、增白剂二氧化钛3-6重量％、内部脱模剂二甲基硅氧烷0.3重量％、偶联剂钛酸酯0.7重量％和抗氧剂位阻酚0.1-0.5重量％。阻燃均聚聚丙烯组成物的制备过程是先将均聚聚丙烯放入涡轮式混合器中，接着将蜜胺改性聚磷酸铵、增白剂、内部脱模剂、偶联剂和抗氧剂放入其中，调制成均匀混合物，由转速为60转/分钟的双螺杆挤出机于180-200℃挤出、冷却，切粒制得阻燃均聚聚丙烯组成物粒料。
蜜胺改性聚磷酸铵是三聚氰胺与聚磷酸铵共融混合物。这里，聚磷酸铵一般式为：(NH4)n+2PnO3n+1，n≥2的整数，国内外都有市售商品卖。同样，蜜胺也可以直接买市售产品用。蜜胺被覆聚磷酸铵的商品有Teraju C-60、C-70。蜜胺/甲醛树脂被覆聚磷酸铵粒子市售商品有EXOLIT 462等也可用作改性聚磷酸铵阻燃剂用，蜜胺被覆量为蜜胺改性聚磷酸铵的5-40重量％。蜜胺改性聚磷酸铵的粒子直径为25-50μm，可根据需要控制粒径大小。
本发明的抗氧剂位阻酚是从二叔丁基对甲酚，四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊四醇酯中任选一种。
偶联剂钛酸酯是三硬脂酰基钛酸异丙酯、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯中任选一种。
阻燃均聚聚丙烯组成物可根据用需要还可添加入紫外光吸收剂、增强剂和染料/颜料等。
按照本发明实施制备的阻燃均聚聚丙烯组成物，制品性能为拉伸强度30MPa，弯曲强度45MPa，弯曲模量2GPa，缺口冲击强度3KJ/m2，热变形温度(0.45MPa)133℃，燃烧性UL94V-O级，相对密度1.07，熔体指数2.5g/10min，外观：白色。
为了更好地实施本发明特举例说明之，但不是对本发明的限制。
实施例1
将3000g熔体指数为2.5g/10min，相对密度为0.91的均聚聚丙烯、1350g蜜胺改性聚磷酸铵、225g二氧化钛、15g二甲基硅氧烷、35g三硬脂酰基钛酸异丙酯和15g四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊四醇酯盛入涡轮式混合器中，调制成均匀混合物，然后，由转速为60转/分钟的双螺杆挤出机于190℃挤出、冷却、切粒制得阻燃均聚聚丙烯组成物。成型加工的试件性能如下：
拉伸强度30MPa 燃烧性UL94V-O
弯曲强度45MPa 相对密度1.07
弯曲模量2GPa 熔体指数2.5g/10min
缺口冲击强度3.2KJ/m2 外观：白色
热变形温度(0.45MPa)133℃
实施例2
除2750g均聚聚丙烯、1250g蜜胺改性聚磷酸铵，300g二氧化钛、35g三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯和25g四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊四醇酯及造粒温度为180℃外，其他配方和制备过程同实例1一样，结果试件性能如下：
拉伸强度29MPa 燃烧性UL94V-O
弯曲强度47MPa 相对密度1.09
弯曲模量2.1GPa 熔体指数2.3g/10min
缺口冲击强度3.1KJ/m2 外观：白色
热变形温度(0.45MPa)133℃
实施例3
除3500g均聚聚丙烯、1500g蜜胺改性聚磷酸铵、150g二氧化钛和5g二叔丁基对甲酚及造粒温度为200℃外，其他配方和操作过程和实施例1一样。结果试件性能如下：
拉伸强度31MPa 燃烧性UL94V-O
弯曲强度50MPa 相对密度1.08
弯曲模量2.2GPa 熔体指数2.5g/10min
缺口冲击强度3.0KJ/m2 外观：白色
热变形温度(0.45MPa)135℃
Claims (5)
1.一种阻燃聚丙烯组成物，其特征在于组成包括熔体指数为2.5g/10min、相对密度为0.91的均聚聚丙烯55-70重量％、蜜胺改性聚磷酸铵25-30重量％、增白剂二氧化钛3-6重量％、内部脱模剂二甲基硅氧烷0.3重量％、偶联剂钛酸酯0.7重量％和抗氧剂位阻酚0.1-0.5重量％。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚丙烯组成物，其特征在于所述的蜜胺改性聚磷酸铵是三聚氰胺与聚磷酸铵共融成蜜胺改性聚磷酸铵阻燃剂。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃聚丙烯组成物，其特征在于所述的抗氧剂位阻酚是从二叔丁基对甲酚、四[3-(3、5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊四醇酯中任选一种。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃聚丙烯组成物，其特征在于所述的偶联剂钛酸酯是三硬脂酰基钛酸异丙酯、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯中任选一种。
5.一种阻燃聚丙烯组成物的制备方法，其特征在于：按照权利要求1所述的阻燃聚丙烯组成物的组成配比，先将均聚聚丙烯放入涡轮式混合器中，接着将蜜胺改性聚磷酸铵、增白剂、内部脱模剂、偶联剂和抗氧剂放入其中，调制成均匀混合物，用转速为60转/分钟的双螺杆挤出机于180～200℃挤出、冷却、切粒、制得阻燃聚丙烯组成物粒料。
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