CN101469095A - 一种环保阻燃型聚丙烯组合物 - Google Patents

一种环保阻燃型聚丙烯组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保阻燃型聚丙烯组合物，由聚丙烯树脂、主阻燃剂、辅助阻燃剂、填充物滑石粉和滑石粉母粒、稳定剂以及抗氧剂受阻酚类和亚磷酸酯类组成；所述的聚丙烯树脂是几种不同流动性PP的混合，所述的辅助阻燃剂为氧化锑、硼酸锌以及无机矿物的一种或几种混合，所述的增韧剂为CPE，所述的稳定剂为硬脂酸盐；各组成物的掺入量分别是：聚丙烯树脂490～540重量份、滑石粉和滑石粉母粒230重量份、主阻燃剂100～180重量份、辅助阻燃剂氧化锑0～60重量份，硼酸锌0～30重量份，无机矿物0～60重量份，CPE60～100重量份，稳定剂5重量份，抗氧剂4～6重量份。

Description

一种环保阻燃型聚丙烯组合物
技术领域
本发明属于阻燃产品的技术领域，具体的说，本发明涉及一种环保阻燃聚丙烯塑料。
背景技术
聚丙烯由于其优异的加工性，耐化学性和机械强度，广泛用于家用电器、建筑构件、室内装饰材料和汽车部件中。然而，聚丙烯本身极易燃烧，随着对塑料安全性要求的提高，很多场合都要求聚丙烯必须阻燃。因此很多研究已经进行，添加各种有机、无机或磷系的阻燃剂到聚丙烯里达到阻燃目的。
处于成本和性能的考虑，目前大多数情况下厂家采用滑石粉填充阻燃聚丙烯，所用的阻燃剂主要为十溴二苯醚和三氧化二锑。随着欧盟ROHS指令的推行，多溴联苯醚被禁用，十溴二苯醚虽然被豁免，但由于其中含有九溴和八溴，所以很多场合还是不能使用。因此很多厂家都用十溴二苯乙烷替代十溴二苯醚。十溴二苯乙烷价格昂贵，大大提高了成本。
三氧化二锑中含有氧化铅，虽然正常情况下含锑阻燃材料都可以符合欧盟标准，但现在一些国际著名大公司都制定了比ROHS更严格的标准，德国BOSH公司就规定铅含量必须小于2ppm，这是材料生产厂家很难达到的。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种具有优异阻燃性和机械性能并且铅含量很低的低成本环保阻燃聚丙烯组合物。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案实现：
这种环保阻燃型聚丙烯组合物，由聚丙烯树脂、主阻燃剂、辅助阻燃剂、填充物滑石粉和滑石粉母粒、稳定剂以及抗氧剂受阻酚类和亚磷酸酯类组成；所述的聚丙烯树脂是几种不同流动性PP(聚丙烯)的混合，所述的辅助阻燃剂为氧化锑、硼酸锌以及无机矿物的一种或几种混合，所述的增韧剂为CPE(氯化聚乙烯)，所述的稳定剂为硬脂酸盐；各组成物的掺入量分别是：聚丙烯树脂490～540重量份、滑石粉和滑石粉母粒230重量份、主阻燃剂100～180重量份、辅助阻燃剂氧化锑0～60重量份，硼酸锌0～30重量份，无机矿物0～60重量份，CPE60～100重量份，稳定剂5重量份，抗氧剂4-6重量份。
所述的聚丙烯树脂为MFI(低熔融指数)在1～60g/10min的几种不同流动性的共聚聚丙稀的混合。几种不同流动性PP的混合可以使组合物具有更优异的性能。
所述的滑石粉为1250-5000目的滑石粉或滑石粉目粒。优选滑石粉母粒，母粒含75％滑石粉。
所述的主阻燃剂为十溴二苯乙烷。十溴二苯乙烷与PP的相容性好，不容易析出，特别适合阻燃填充PP。优选美国雅宝公司的8010。
所述的辅助阻燃剂超细低铅三氧化二锑的粒径0.3～0.5微米。普通三氧化二锑的铅含量在300～800ppm，经过特殊处理的低铅三氧化二锑的铅含量为50ppm以下，市场有售。
所述的辅助阻燃剂硼酸锌为粒径2～5微米的超细硼酸锌，优选2微米。硼酸锌不仅能起到辅助阻燃的作用，而且还能抑烟；硼酸锌越细，与PP的相容性越好，对冲击的影响越小。
所述的辅助阻燃剂无机矿物为氧化镁、氧化铁和氧化硅的混合物，平均粒径1.1微米，白度>98％。
所述的增韧剂为A型CPE，含氯35％，由HDPE与氯气反应生成。由于含有氯元素，它不仅可以增韧PP，还有阻燃效果，适量加入可以减少主阻燃剂的用量。
CPE必须用稳定剂，稳定剂为硬脂酸盐，优选硬脂酸钙。
所述的抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂。如Ciba公司生产的受阻酚类主抗氧剂1010，245，亚磷酸酯类辅助抗氧剂168，619，优选1010，168。
根据以上技术方案提出的环保阻燃聚丙烯组合物，由于不仅具有良好的阻燃性和机械性能，而且具有极低的铅含量，所以可作为各种电器的外壳和家具的内外饰件。
具体实施方式
下面实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
聚丙烯树脂和各种添加剂经高混机高速混匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经过冷却造粒就可得该组合物，工艺温度为200-210℃。粒料经过注塑机注塑成各种样条。
采用下列物料：
聚丙烯燕山石化生产，共聚，MFI为3g/10min，牌号K8003
聚丙烯韩国LG生产，共聚，MFI为55g/10min，牌号B393G
滑石粉母粒含POE 25％，1250目talc 75％自制
滑石粉1250目
十溴二苯乙烷，美国雅宝公司生产，牌号8010
超细三氧化二锑上海科莹化工低铅
氧化镁/氧化硅/氧化铁混合粉体
CPE山东潍坊亚星化学牌号2135
硬脂酸钙通用级
超细硼酸锌 山东五维实业有限公司
抗氧剂1010 瑞士Ciba生产的Irganox 1010
抗氧剂168 瑞士Ciba生产的Irganox 168
密度按ASTM D1238测试
MFI按照ASTM D1238测试
拉伸强度按ASTM D638测试
弯曲模量按ASTM D790测试
冲击强度和缺口冲击强度按ASTM D256测试。
热变形温度按照ASTM D648测试
根据美国UL94标准测试垂直燃烧性能。
以下给出本发明的实施例，并进一步阐述本发明。
实施例1～3的配方
 
配方 对照例 实施例1 实施例2 实施例3
基础树脂 聚丙烯K8303 220 280 220 150
基础树脂 聚丙烯B393G 330 260 300 340
填充剂 滑石粉母粒 120 120 120
填充剂 滑石粉 200 110 110 110
主阻燃剂 十溴二苯乙烷 180 100 120 150
辅助阻燃剂 三氧化二锑 60 30 20 10
辅助阻燃剂 超细硼酸锌 30 20 20
辅助阻燃剂 混合无机粉体， 20 30
增韧剂 CPE-2135 60 60 60
稳定剂 硬脂酸钙 5 5 5 5
抗氧剂 168 3 4 3 3
抗氧剂 1010 2 2 3 3
材料的测试结果如下：
 
性能 对照 实施 实施 实施
密度 1.28 1.26 1.27 1.27
MFI 12 10 11 12
拉伸强度 22 21 21 20
弯曲模量 2000 2050 2100 2080
缺口冲击强度 6.5 7.0 7.2 7.0
热变形温度 112 112 110 113
 
阻燃性 V0 V1 V0 V0
实施例4～6的配方
 
配方 对照例 实施例4 实施例5 实施例6
基础树脂 聚丙烯K8303 220 240 220 200
基础树脂 聚丙烯B393G 230 260 280 300
填充剂 滑石粉母粒 120 120 120
填充剂 滑石粉 200 110 110 110
主阻燃剂 十溴二苯乙烷 180 100 120 150
辅助阻燃剂 三氧化二锑 60 20 10 0
辅助阻燃剂 混合无机粉体 40 50 60
增韧剂 CPE-2135 100 100 100 100
稳定剂 硬脂酸钙 5 5 5 5
抗氧剂 168 3 4 3 3
抗氧剂 1010 2 2 3 3
材料的测试结果如下
 
性能 对照例 实施例4 实施例5 实施例6
密度 1.28 1.27 1.27 1.27
MFI 10 11 11 11
拉伸强度 20 20 21 21
弯曲模量 1850 1920 1870 1850
缺口冲击强度 7.5 7.2 7.0 9.8
热变形温度 110 110 111 112
阻燃性 V-0 V0 V0 V2
由上面的实施例可知混合无机粉体和CPE的加入减少了主阻燃剂和三氧化二锑的用量，降低了铅含量，降低了成本，并且没有影响材料的机械性能和阻燃性能。

Claims (11)

1、一种环保阻燃型聚丙烯组合物，包括聚丙烯树脂、主阻燃剂、辅助阻燃剂、填充物滑石粉和滑石粉母粒、稳定剂和抗氧剂；其特征在于：所述的聚丙烯树脂是几种不同流动性PP的混合，所述的辅助阻燃剂为氧化锑、硼酸锌以及无机矿物的一种或几种混合，所述的增韧剂为CPE，所述的稳定剂为硬脂酸盐；所述的抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类两种混合，各组成物的掺入量分别是：聚丙烯树脂490～540重量份、滑石粉和滑石粉母粒230重量份、主阻燃剂100～180重量份、辅助阻燃剂氧化锑0～60重量份，硼酸锌0～30重量份，无机矿物0～60重量份，CPE60～100重量份，稳定剂5重量份，抗氧剂4～6重量份。
2、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为MFI在1～60g/10min的几种不同流动性的共聚聚丙稀的混合。
3、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的滑石粉为1250-5000目的滑石粉或滑石粉母粒。
4、根据权利要求3所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的滑石粉为滑石粉母粒，母粒含75％滑石粉。
5、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的主阻燃剂为十溴二苯乙烷。
6、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的辅助阻燃剂氧化锑为粒径0.3～0.5微米的超细低铅三氧化二锑，含量为50ppm以下。
7、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的辅助阻燃剂硼酸锌为粒径2～5微米的超细硼酸锌。
8、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的辅助阻燃剂硼酸锌粒径为2微米。
9、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的辅助阻燃剂无机矿物为氧化镁、氧化铁和氧化硅的混合物，平均粒径1.1微米，白度>98％。
10、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的增韧剂为A型CPE，含氯35％，由HDPE与氯气反应生成。
11、根据权利要求1所述的一种环保阻燃型聚丙烯组合物，其特征在于：所述的稳定剂为硬脂酸钙。
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