CN101613505B

CN101613505B - 一种不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法

Info

Publication number: CN101613505B
Application number: CN 200910161713
Authority: CN
Inventors: 王芳
Original assignee: GUANGDONG JUSHI CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Guangdong Jushi Chemical Industry Co., Ltd.
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: CN101613505A

Abstract

本发明公开了一种不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法，由以下重量百分含量的原料制备而成：聚丙烯树脂80％～91％，复配阻燃剂6％～11％，尼龙树脂0.8％～2％，相容剂0.8％～1％，黑色母1％～5％，抗氧剂0.2％～0.5％，加工助剂0.2％～0.5％。本发明的制备方法是将上述原料按比例混合，然后在高速混合机中搅拌30秒-1分钟，混合均匀，将混合物加入长径比为30∶1～75∶1的平行同向双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的温度在180～210℃，熔融挤出、拉条、冷却、切粒得到最终产品。本发明适用于制作电子电器外壳，在具备良好阻燃性能的同时，长时间使用，阻燃剂不会从材料表面析出，不会影响产品外观，也更加环保。

Description

一种不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明属于化工材料领域，公开了一种不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)具有密度小、易加工、综合性能优良等特点，因此在日常生活用品、汽车行业、电子电器等领域中得到了广泛的应用，是目前最重要的通用塑料之一。但聚丙烯氧指数较低(约18％)，极易燃烧，从而引发火灾。必须对其进行阻燃改性，以进一步拓宽聚丙烯的应用领域。

用于聚丙烯的阻燃剂主要有卤素阻燃剂和无卤阻燃剂两大类。无卤阻燃剂如P-N膨胀型、金属氢氧化物、包覆红磷等，由于其本身存在的缺点，目前还没有广泛应用，因此当前的主流仍然是以卤素阻燃剂阻燃为主。

大量用于PP阻燃改性的卤素阻燃剂有十溴二苯醚(DBDPO)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A-双(2，3-二溴丙基)醚(OBE)等。

电子电器外壳用塑料，既要具备一定的阻燃性，同时还必须具有良好的成型外观，此外还要符合一定的环保要求。DBDPO阻燃剂目前在国内还可以使用，但是欧盟2008年7月已经取消了对它的豁免，因为怀疑其在燃烧过程中会产生四溴代双苯并二噁英及四溴代苯并呋喃等致癌物质，在阻燃时会对人身安全和环境造成危害；OBE、HBCD等阻燃剂，由于熔点较低，在PP加工过程能够与PP熔融共混，在PP中的分散效果较好，但是OBE和HBCD阻燃的PP材料，放置一段时间后，阻燃剂会从材料表面析出，特别是在深色制品中表现明显，很大程度上影响了产品的外观，同时也限制了阻燃剂的应用范围。因此，上述的几种阻燃剂均不能全面满足电子电器外壳的要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种具有良好阻燃性能、还具有阻燃剂不析会出、环保性能好的不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料。

本发明的另一个目的是提供上述聚丙烯材料的制备方法。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料，由以下重量百分含量的原料制备而成：

聚丙烯树脂80％～91％复配阻燃剂6％～11％尼龙树脂0.8％～2％

相容剂0.8％～1％黑色母1％～5％抗氧剂0.2％～0.5％

加工助剂0.2％～0.5％。

所述聚丙烯树脂选自具有60wt％或者更多丙烯聚合物单元的丙烯-α烯烃嵌段共聚物或者丙烯均聚物，所述聚丙烯树脂的熔体流动速率为5～30g/10min。

所述复配阻燃剂选自质量比为3∶1的十溴二苯乙烷与三氧化二锑的复配物，或者质量比为3∶1的三溴苯氧基三嗪与三氧化二锑的复配物。

所述的尼龙树脂选自尼龙6或尼龙66中的一种或两种的混合物。

所述的相容剂选自PP-g-MAH、POE-g-MAH或EPDM-g-MAH中的一种。

所述的抗氧剂选自Irganox1010、Irganox168和两者的混合物。

所述的加工助剂选自低分子聚乙烯蜡、硬脂酸钙和N，N-乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种以上的混合物。

本发明还提供不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚丙烯树脂、复配阻燃剂、尼龙树脂、相容剂、黑色母、抗氧剂和加工助剂按比例混合，然后在高速混合机中搅拌30秒-1分钟，混合均匀，将混合物加入长径比为30∶1～75∶1的平行同向双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的温度在180～210℃，熔融挤出、拉条、30℃水冷却，冷却时间30秒、切粒得到最终产品。

本发明的有益效果是：本发明适用于制作电子电器外壳，在具备良好阻燃性能的同时，长时间使用，阻燃剂不会从材料表面析出，不会影响产品外观，也更加环保。

本发明中抗氧剂的作用是提高加工和使用过程中的热稳定性，加工助剂主要在加工过程起到润滑和分散的作用，从而改善加工性能。

本发明阻燃效果的评定按照UL94“设备仪器用聚合物材料燃烧测试”标准进行垂直燃烧测试。用于测试的样条厚度分别是1.5mm和3.0mm。

本发明制备的阻燃聚丙烯在满足下列标准时分级为UL94V2：将一组5片规格为127×13×1.5mm的测试片固定在UL94燃烧箱内的固定架上，样条底端距离试验台平面20mm。分别两次施加火焰，每次维持10秒，移开火焰后，单根样条的继续燃烧时间≤5秒，5片样条的总燃烧时间≤25秒(如果在施加第一次火焰后样条没有燃烧，则马上施加第二次火焰，如果在施加第一次火焰后样条有燃烧，则等样条燃烧结束后再施加第二次火焰)，虽然继续燃烧时间很短，但是滴落物引燃脱脂棉，所以分级为UL94V2级。

本发明不析出阻燃剂的效果的评定按照阻燃材料析出测试标准进行。将一组3片规格为100mm diameter×3.0mm圆片放置在温度设定为100℃的空气老化箱中48h，取出后目测判定，表面无任何附着物视为不析出，表面覆盖或部分覆盖白色粉末状物质视为析出。本发明阻燃聚丙烯材料表现为不析出。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

将熔体流动速率为12g/10min(测试条件：230℃/2.16kg)的共聚聚丙烯(Samsung公司生产的BJ500)1.81kg、150g十溴二苯乙烷(Albermaler公司生产的8010)、50g三氧化二锑(Youngsun公司生产)、2g酚类抗氧化剂Irgafos1010(CIBA-GEIGY公司生产的)、20g尼龙6(新会美达公司生产的M2800)、10g PP-g-MAH(上海日之升公司生产的9801)、10g黑色母UN2014(卡伯特公司生产)、6g聚乙烯蜡加入到高速混合机中，1200转搅拌30秒，在200℃下直径为36mm的平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出、拉条、30℃水冷，冷却时间30秒、切粒。然后，在机筒最高温度设定为210℃的注塑机内注塑阻燃样条和析出性能测试样板，进行测试：垂直燃烧达到UL94V2级，不析出，拉伸强度32Mpa，缺口冲击强度65J/m。

实施例2

将熔体流动速率为12g/10min(测试条件：230℃/2.16kg)的共聚聚丙烯(广石化公司生产的J641)1.81kg、90g十溴二苯乙烷(Albermaler公司生产的8010)、30g三氧化二锑(Youngsun公司生产)、4g亚磷酸酯类抗氧化剂168(CIBA-GEIGY公司生产的)、40g尼龙6(新会美达公司生产的M2800)、20g POE-g-MAH(上海日之升公司生产的9805)、20g黑色母UN2014(卡伯特公司生产)、6g N，N-乙撑双硬脂酰胺(EBS)加入到高速混合机中，转速1200转搅拌1分钟，在200℃下直径为36mm的平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出、拉条、水冷、切粒。然后，在机筒最高温度设定为210℃的注塑机内注塑阻燃样条和析出性能测试样板，进行测试：垂直燃烧达到UL94V2级，不析出，拉伸强度35Mpa，缺口冲击强度73J/m。

实施例3

将熔体流动速率为12g/10min(测试条件：230℃/2.16kg)的共聚聚丙烯(Samsung公司生产的BJ500)1.81kg、90g三溴苯氧基三嗪(以色列死海溴公司生产的FR245)、30g三氧化二锑(Youngsun公司生产)、2g酚类抗氧化剂Irgafos1010(CIBA-GEIGY公司生产的)和4g亚磷酸酯类抗氧化剂168(CIBA-GEIGY公司生产的)的混合物、40g尼龙6、20gPOE-g-MAH(上海日之升公司生产的9805)、20g黑色母UN2014(卡伯特公司生产)、6g硬脂酸钙加入到高速混合机中，转速1200转搅拌40秒，在200℃下直径为36mm的平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出、拉条、水冷、切粒。然后，在机筒最高温度设定为210℃的注塑机内注塑阻燃样条和析出性能测试样板，进行测试：垂直燃烧达到UL94V2级，不析出，拉伸强度32Mpa，缺口冲击强度90J/m。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料，其特征在于：由以下重量百分含量的原料制备而成：

聚丙烯树脂 80～91% 复配阻燃剂 6%～11% 尼龙树脂 0.8～2%

相容剂 0.8～1% 黑色母 1%～5% 抗氧剂 0.2～0.5%

加工助剂 0.2%～0.5%；

所述聚丙烯树脂选自具有60wt%或者更多丙烯聚合物单元的丙烯-α烯烃嵌段共聚物或者丙烯均聚物，所述聚丙烯树脂的熔体流动速率为5～30g/10min；所述复配阻燃剂选自质量比为3:1的十溴二苯乙烷与三氧化二锑的复配物，或者质量比为3:1的三溴苯氧基三嗪与三氧化二锑的复配物；所述的尼龙树脂选自尼龙6或尼龙66中的一种或两种的混合物；所述的相容剂选自POE-g-MAH或EPDM-g-MAH中的一种；所述的抗氧剂选自Irganox 1010和Irganox 168的混合物；所述的加工助剂选自低分子聚乙烯蜡、硬脂酸钙和N,N-乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的不析出阻燃剂的环保阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将聚丙烯树脂、复配阻燃剂、尼龙树脂、相容剂、黑色母、抗氧剂和加工助剂按比例混合，然后在高速混合机中搅拌30秒-1分钟，混合均匀，将混合物加入长径比为30：1～75：1的平行同向双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的温度在180-210℃，熔融挤出、拉条、30℃水冷却，冷却时间为30秒、切粒得到最终产品。