CN102040775A

CN102040775A - 一种阻燃聚丙烯材料

Info

Publication number: CN102040775A
Application number: CN2010106033373A
Authority: CN
Inventors: 周春怀
Original assignee: LUOYANG CITY HEZHIYANG MACROMOLECULE MATERIAL CO Ltd
Current assignee: LUOYANG CITY HEZHIYANG MACROMOLECULE MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明的阻燃聚丙烯材料，涉及高分子塑料技术领域；按重量百分比由下列组分构成：高流动性均聚聚丙烯25-50%，高流动性共聚聚丙烯25-50%，阻燃剂10-33%，无机增强剂5-30%，阻隔性添加剂1-10%，耐热增强剂0.1-3%，抗氧剂和成核剂0.1-4%，复合颜料0.1-3%，内外润滑剂1-5%；该阻燃聚丙烯材料在兼顾材料达到V0级阻燃性能的基础上，不降低材料的力学性能，而且耐热性能好，防渗漏性能好。

Description

一种阻燃聚丙烯材料

技术领域

本发明涉及高分子塑料技术领域，具体涉及一种阻燃聚丙烯材料及其制品的应用。

背景技术

近年来，随着聚丙烯生产工艺的提高、聚合工艺的改进，高流动性聚丙烯产品的开发和应用取得很大进展；聚丙烯注塑制品在包装、运输、家电、汽车、办公等领域得到广泛应用。

聚丙烯产品分为均聚型和共聚型，共聚型又分为嵌段共聚和无规共聚。高流动性均聚聚丙烯受低温冲击时，韧性差、成型收缩率大、制件易翘曲变形，但其流动性好，拉伸强度、弯曲强度高；高流动性共聚聚丙烯改善了低温冲击性，具有较好的柔韧性，具有较高的流动速率和较好的物理性能，使结构复杂的大型薄壁注射制品的设计变为可行；且在生产过程中可缩短加工周期，降低加工温度、注射压力和能耗；具有加工性能好，充模容易及产品翘曲变形少等优点；相对而言，共聚聚丙烯的流动性比均聚聚丙烯略差，拉伸强度、弯曲强度不如高流动性均聚聚丙烯高。

聚丙烯是一种极易燃的产品，但在有些使用条件下要求聚丙烯材料制品为难燃或不燃产品。目前阻燃聚丙烯以卤系元素和无机锑系化合物复配是一种很成熟的技术，但其不能达到环保性能要求；若使用红磷等其它环保类阻燃剂则会严重损害聚丙烯材料的力学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种阻燃聚丙烯材料，该阻燃聚丙烯材料在兼顾材料达到V0级阻燃性能的基础上，不降低材料的力学性能，而且耐热性能好，防渗漏性能好。

本发明还提供该阻燃聚丙烯材料的制备方法。

本发明的阻燃聚丙烯材料，按重量百分比由下列组分构成：高流动性均聚聚丙烯25-50%，高流动性共聚聚丙烯25-50%，阻燃剂10-33%，无机增强剂5-30%，阻隔性添加剂1-10%，耐热增强剂0.1-3%，抗氧剂和成核剂0.1-4%，复合颜料0.1-3%，内外润滑剂1-5%。

为更好的实施本发明创造，所述高流动性均聚聚丙烯为YS835、YS830、H30S的一种或几种的任意组合。

为更好的实施本发明创造，所述高流动性共聚聚丙烯为K7726、K7735、1947H的一种或几种的任意组合。

为更好的实施本发明创造，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、氢氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、三羟乙基异氰酸酯的两种或几种的任意组合。

为更好的实施本发明创造，所述无机增强剂为无碱玻璃纤维、二氧化硅、硫酸钡、云母粉的一种或几种的任意组合。

所述无碱玻璃纤维直径为7-13um。

所述二氧化硅、硫酸钡、云母粉粒径为2000目以上。

为更好的实施本发明创造，所述阻隔性添加剂为尼龙、EVOH的一种或几种的任意组合。

为更好的实施本发明创造，所述耐热增强剂为双马来酰亚胺、有机硅的一种或几种的任意组合。

为更好的实施本发明创造，所述抗氧剂和成核剂为有机酚、有机磷酸酯、松香树脂的一种或几种的任意组合。

为更好的实施本发明创造，所述内外润滑剂为聚乙烯蜡、EBS、硬脂酸的一种或几种的任意组合。

本发明的阻燃聚丙烯材料的制备工艺为：将各种原料充分搅拌混合后加热，加热温度为150-210℃，然后经双螺杆挤出机挤出后切粒，再进行水冷、振动筛分离、风干，最后计量包装。

本发明的阻燃聚丙烯材料在锂电池壳中的应用。

本发明的阻燃聚丙烯材料的各组分性能如下：

选用高流动性均聚聚丙烯，作为此体系的基础材料，提供体系良好的流动性和加工性。

选用高流动性共聚聚丙烯，作为体系的相容剂。

选用阻隔性添加剂，提高材料阻隔性，减少其渗透性。当采用3-6%复合的阻隔性添加剂时，材料的阻隔性提高4-5倍。

选用阻燃剂使材料的阻燃级别达到V0级。

选用无机增强剂，提高材料的硬度和耐热性。

选用耐热增强剂，提高复合材料的长期耐热性能。将无机增强剂和耐热增强剂复合使用，添加量为10-30% 时，材料的耐热温度比原来提高40-50℃。

选用抗氧剂和成核剂，改善材料表观，提高材料寿命。

选用复合颜料，染色用，达到下游用户所期望的制品颜色。

本发明的聚丙烯材料，提高了材料的阻燃性能，使其成为不燃产品；提高了阻隔性，使装载在其中的高压气体渗透减少；改善了聚丙烯的耐热性，降低聚丙烯材料的收缩率，从而改善其加工过程中翘曲变形的缺陷；提高了聚丙烯材料的韧性，使其适合抗冲和颠簸的使用环境；同时改善了材料的抗老化性，提高了制品的使用寿命，改善了材料在加工过程中表观性能；同时材料的力学性能损失很小。

具体实施方式

下面结合实施例与制备工艺对本发明作进一步详细说明：

实施案例1

本发明的聚丙烯材料在锂电池壳用材料中的应用，按重量百分比由下列组分构成：高流动性均聚聚丙烯25%，高流动共聚聚丙烯25%，阻燃剂20%，无机增强剂20%，阻隔性添加剂6.4%,抗氧剂和成核剂0.6%，耐热增强剂0.5%，复合颜料0.5%，内外润滑剂2%；将各种原料充分搅拌混合后加热，加热温度控制在150-210℃，然后经双螺杆挤出机挤出后切粒，再进行水冷、振动筛分离、风干既得。

上述实施例，生产出产品性能如下：

项目	阻燃样品	聚丙烯空白样品	分析方法
				熔融指数，g/10min	1.27	2.5	GB3682-83
拉伸屈服强度，MPa	58.3	32	GB/T1040-92
				断裂伸长率%	6	50	GB/T1040-92
悬臂梁缺口冲击强度，J/m	160.9	35	GB1843-80
				弯曲强度，MPa	166.7	40	GB9341-2000
弯曲模量，MPA	4821	1200	GB9341-2000
				模塑收缩率，%	0.5	1.5	GB/T 15585-1995
热变形温度（1.8 2MPa ），℃	150	102	GB 1634-1989
				阻燃级别	V0	可燃	GB/T 2408-1996
透过系数，g.mm/m2.d.MPa	43	3000	GB/T 1037-1988
				氧化诱导期，分钟	120	3

从以上的数据可看出：和空白样品比较，材料的力学性能、耐热性均有较大提高；阻燃级别达到V0级；透过系数由3000下降为43，阻隔性能得到大幅度提高；氧化诱导期表征材料在受热时的寿命，经过改性，材料的氧化诱导期得到大幅提高，说明材料的耐热性能得到改善。

实施案例2

本发明的聚丙烯材料在锂电池壳用材料中的应用，按重量百分比由下列组分构成：高流动性均聚聚丙烯40%，高流动共聚聚丙烯25%，阻燃剂22 %，无机增强剂10%，阻隔性添加剂1%,抗氧剂和成核剂0.3%，耐热增强剂0.5%，复合颜料0.2%，内外润滑剂1%；将各种原料充分搅拌混合后加热，加热温度控制在150-210℃，然后经双螺杆挤出机挤出后切粒，再进行水冷、振动筛分离、风干既得。

采用上述实施例，生产出的产品具有以下性能：

项目	阻燃样品	聚丙烯空白样品	分析方法
				熔融指数，g/10min	4.3	2.5	GB3682-83
拉伸屈服强度，MPa	37.3	32	GB/T1040-92
				断裂伸长率%	12	50	GB/T1040-92
悬臂梁缺口冲击强度，J/m	93	35	GB1843-80
				弯曲强度，MPa	65.1	40	GB9341-2000
弯曲模量，MPA	2876.5	1200	GB9341-2000
				模塑收缩率，%	0.6	1.5	GB/T 15585-1995
热变形温度（1.8 2MPa ），℃	140	102	GB 1634-1989
				阻燃级别	V0级	可燃	GB/T 2408-1996
透过系数，g.mm/m2.d.MPa	96	3000	GB/T 1037-1988
				氧化诱导期，分钟	63	3

从以上的数据可看出：和空白样品比较，材料的力学性能、耐热性均有较高提高；阻燃级别达到V0级；透过系数由3000下降为96，阻隔性能得到大幅度提高；氧化诱导期表征材料在受热时的寿命，经过改性，材料的氧化诱导期得到大幅提高，说明材料的耐热性能得到改善。

实施案例3

本发明的聚丙烯材料在锂电池壳用材料中的应用，按重量百分比由下列组分构成：高流动性均聚聚丙烯35%，高流动共聚聚丙烯25%，阻燃剂25 %，无机增强剂10%，阻隔性添加剂2%,抗氧剂和成核剂0.5%，耐热增强剂2%，复合颜料0.3%，内外润滑剂0.2%；将各种原料充分搅拌混合后加热，加热温度控制在150-210℃，然后经双螺杆挤出机挤出后切粒，再进行水冷、振动筛分离、风干既得。

采用上述实施例，生产出的产品具有以下性能：

项目	阻燃样品	聚丙烯空白样品	分析方法
				熔融指数，g/10min	1.85	2.5	GB3682-83
拉伸屈服强度，MPa	35.7	32	GB/T1040-92
				断裂伸长率%	11	50	GB/T1040-92
悬臂梁缺口冲击强度，J/m	61.2	35	GB1843-80
				弯曲强度，MPa	56.8	40	GB9341-2000
弯曲模量，MPA	2634.1	1200	GB9341-2000
				模塑收缩率，%	0.8	1.5	GB/T 15585-1995
热变形温度（1.8 2MPa ），℃	138	102	GB 1634-1989
				阻燃级别	V0	可燃	GB/T 2408-1996
透过系数，g.mm/m2.d.MPa	75	3000	GB/T 1037-1988
				氧化诱导期，分钟	103	3

从以上的数据可看出：和空白样品比较，材料的力学性能、耐热性均有较高提高；阻燃级别达到V0级；透过系数由3000下降为75，阻隔性能得到大幅度提高；氧化诱导期表征材料在受热时的寿命，经过改性，材料的氧化诱导期得到答复提高，说明材料的耐热性能得到改善。

本实施例的采用聚丙烯材料制成的锂电池壳用材料和目前生产锂电池所用的金属壳材料相比较，质量提高，加工周期缩短，寿命延长；每个锂电池壳子价格降低15元左右，一个中型的锂电池生产厂家一年需要六百万个壳子，一年可节约成本9000多万元，大幅度降低了锂电池壳材料的价格；在节约材料能源的基础上，改善材料在加工使用过程中的表观性能。

Claims

1.一种阻燃聚丙烯材料，其特征在于：按重量百分比由下列组分构成：高流动性均聚聚丙烯25-50%，高流动性共聚聚丙烯25-50%，阻燃剂10-33%，无机增强剂5-30%，阻隔性添加剂1-10%，耐热增强剂0.1-3%，抗氧剂和成核剂0.1-4%，复合颜料0.1-3%，内外润滑剂1-5%。

2.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述高流动性均聚聚丙烯为YS835、YS830、H30S的一种或几种的任意组合。

3.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述高流动性共聚聚丙烯为K7726、K7735、1947H的一种或几种的任意组合。

4.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、氢氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、三羟乙基异氰酸酯的两种或几种的任意组合。

5.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述无机增强剂为无碱玻璃纤维、二氧化硅、硫酸钡、云母粉的一种或几种的任意组合；其中，所述无碱玻璃纤维直径为7-13um；所述二氧化硅、硫酸钡、云母粉粒径为2000目以上。

6.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述阻隔性添加剂为尼龙、EVOH的一种或几种的任意组合。

7.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述耐热增强剂为双马来酰亚胺、有机硅的一种或几种的任意组合。

8.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂和成核剂为有机酚、有机磷酸酯、松香树脂的一种或几种的任意组合。

9.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述内外润滑剂为聚乙烯蜡、EBS、硬脂酸的一种或几种的任意组合。

10.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述阻燃聚丙烯材料在锂电池壳中的应用。