CN102367308A - 阻燃型聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻燃型聚丙烯复合材料，包括35～45重量份的聚丙烯树脂、15～17重量份的十溴二苯乙烷、28～35重量份的无机阻燃剂、6重量份的阻燃协效剂、5～10重量份的增韧剂及辅助助剂。该阻燃型聚丙烯复合材料的综合性能优良，特别是阻燃性能，能达到UL-94中的V-0级别，符合阻燃要求，同时材料无污染，符合环保要求，可以广泛推广应用。此外，本发明还涉及一种阻燃型聚丙烯复合材料的制备方法。

Description

阻燃型聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种阻燃型聚丙烯复合材料及其制备方法。 
【背景技术】
聚丙烯复合材料具有优良的加工性能、机械性能、耐化学腐蚀等特性，在塑料中占有重要的地位，可以广泛地应用在通信箱体的制作领域。随着科技的发展，人们对聚丙烯复合材料的防火阻燃性能要求越来越严格，同时对环保的要求也越来越高。多数传统的聚丙烯复合材料中阻燃剂在分解时会产生致癌等有毒物质，导致复合材料的应用受限。 
【发明内容】
基于此，有必要提供一种环保的阻燃型聚丙烯复合材料及其制备方法。 
一种阻燃型聚丙烯复合材料，包括如下重量份数的各组分： 
Figure BDA0000082716870000011
在优选的实施方式中，所述聚丙烯树脂的特性粘度为10。 
在优选的实施方式中，所述无机阻燃剂为经表面处理的氢氧化镁。 
在优选的实施方式中，所述阻燃协效剂为三氧化二锑与硼酸锌按重量比1∶1的混合物。 
在优选的实施方式中，所述增韧剂为马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物。 
在优选的实施方式中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。 
在优选的实施方式中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按重量比1∶1的混合物。 
在优选的实施方式中，所述抗滴落剂为MMA为载体含质量分数50％的聚四氟乙烯复配抗滴落剂。在优选的实施方式中，所述紫外光吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)-苯并三氮唑。 
一种阻燃型聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤： 
按如下重量份数称取各原料组分： 
Figure BDA0000082716870000021
首先将聚丙烯树脂、白油、增韧剂及相容剂充分混合均匀，再加入十溴二苯乙烷、无机阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、抗滴落剂及紫外光吸收剂，混合均匀后，经螺杆挤出机挤出、拉条、冷却造粒得到所述聚丙烯复合材料，其中，螺杆挤出机的温度范围在175℃～210℃之间。 
该聚丙烯复合材料以聚丙烯树脂、增韧剂、相容剂、十溴二苯乙烷、无机阻燃剂及阻燃协效剂配合相应助剂经螺杆挤出机高温高剪切混合而成，制备工艺简单，制备效率高。其中，十溴二苯乙烷作为阻燃剂无毒无污染，配合价格 低廉的无机阻燃剂，降低了复合材料的成本。同时，该无机阻燃剂还可以起到对复合材料的增强作用，可以显著降低聚丙烯树脂的成型收缩率。制得的聚丙烯复合材料可以达到UL-94中V-0级别，并且符合环保要求，综合性能优良。 
阻燃协效剂采用三氧化二锑与硼酸锌的混合物，可以避免单独使用价格昂贵的三氧化二锑，复合材料的成本进一步降低。 
【具体实施方式】
下面主要结合具体实施例对阻燃型聚丙烯复合材料及其制备方法作进一步详细的说明。 
一实施方式的阻燃型聚丙烯复合材料，包括如下重量份数的各组分： 
Figure BDA0000082716870000031
其中，聚丙烯树脂优选特性粘度为10的聚丙烯树脂。 
无机阻燃剂优选经表面处理的氢氧化镁。 
阻燃协效剂优选三氧化二锑与硼酸锌按重量比1∶1的混合物。 
增韧剂优选马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物。 
相容剂优选马来酸酐接枝聚丙烯。 
抗氧剂优选受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按重量比1∶1的混合物。进一步优选的，受阻酚类抗氧剂选用β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；亚磷酸酯类抗氧剂选用双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。 
抗滴落剂优选MMA为载体含质量分数50％的聚四氟乙烯复配抗滴落剂。 
紫外光吸收剂优选2-(2-羟基-5-甲基苯基)-苯并三氮唑。 
此外，本发明还提供了一种阻燃型聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤： 
按如下重量份数称取各原料组分： 
Figure BDA0000082716870000041
首先将聚丙烯树脂、白油、增韧剂及相容剂充分混合均匀，再加入十溴二苯乙烷、无机阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、抗滴落剂及紫外光吸收剂，混合均匀后，经螺杆挤出机挤出、拉条、冷却造粒得到聚丙烯复合材料，其中，挤出机的温度范围在175℃～210℃之间。 
该聚丙烯复合材料以聚丙烯树脂、增韧剂、相容剂、十溴二苯乙烷、无机阻燃剂及阻燃协效剂配合相应助剂经螺杆挤出机高温高剪切混合而成，制备工艺简单，制备效率高。其中，十溴二苯乙烷作为阻燃剂无毒无污染，配合价格低廉的无机阻燃剂，降低了复合材料的成本。同时，该无机阻燃剂还可以起到对复合材料的增强作用，可以显著降低聚丙烯树脂的成型收缩率。制得的聚丙烯复合材料可以达到UL-94中V-0级别，并且符合环保要求，综合性能优良。 
白油作为润滑剂，在聚丙烯树脂、增韧剂、相容剂混合过程中，加入白油，可以加快混合进程，进一步提高加工效率。 
阻燃协效剂采用三氧化二锑与硼酸锌的混合物，可以避免单独使用价格昂 贵的三氧化二锑，复合材料的成本进一步降低。 
以下为具体实施例部分： 
按下表1中各实施例备料： 
表1 
Figure BDA0000082716870000051
其中，表1中的聚丙烯树脂为特性粘度为10的聚丙烯树脂。 
无机阻燃剂为经表面处理的氢氧化镁。 
增韧剂为马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物。 
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。 
抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯与双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯按重量比1∶1的混合物。 
抗滴落剂为MMA为载体含质量分数50％的聚四氟乙烯复配抗滴落剂。 
紫外光吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)-苯并三氮唑。 
首先将称取的聚丙烯树脂、增韧剂、相容剂及白油在高速搅拌机中混合5分钟，再将称取的十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化镁、硼酸锌、抗氧剂、抗滴落剂及紫外光吸收剂加入充分混合5分钟，经双螺杆挤出机挤出、拉条、 冷却、造粒。挤出机温度范围在175℃～210℃之间。 
将上述各实施例制得的阻燃型聚丙烯复合材料经注塑机打板后进行ASTM标准性能测试，结果如下表2： 
表2 
  测试项目   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  比重/g/cm3   1.33   1.37   1.38   1.39
  拉伸强度/Mpa   20   22   23   25
  断裂伸长率/％   8.5   9.5   9   7.5
  弯曲强度/Mpa   40   43   45   48
  弯曲模量/Mpa   1700   2000   2200   2350
  阻燃(UL-94)1.6mm   V0   V0   V0   V0
由表2数据可以看出，实施例1到实施例4制得的阻燃型聚丙烯复合材料的综合性能优良，特别是阻燃性能，能达到UL-94中的V-0级别，符合阻燃要求，同时材料无污染，符合环保要求，可以广泛推广应用。 
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (10)

1.一种阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：
Figure FDA0000082716860000011
2.如权利要求1所述的阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂的特性粘度为10。
3.如权利要求1所述的阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，所述无机阻燃剂为添加偶联剂经高混机高速混合表面处理的氢氧化镁。
4.如权利要求1所述的阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃协效剂为三氧化二锑与硼酸锌按重量比1∶1的混合物。
5.如权利要求1所述的阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂为马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物。
6.如权利要求1所述的阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
7.如权利要求1所述的阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按重量比1∶1的混合物。
8.如权利要求1所述的阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗滴落剂为MMA为载体含质量分数50％的聚四氟乙烯复配抗滴落剂。
9.如权利要求1所述的阻燃型聚丙烯复合材料，其特征在于，所述紫外光吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)-苯并三氮唑。
10.一种阻燃型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按如下重量份数称取各原料组分：
Figure FDA0000082716860000021
首先将聚丙烯树脂、白油、增韧剂及相容剂充分混合均匀，再加入十溴二苯乙烷、无机阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、抗滴落剂及紫外光吸收剂，混合均匀后，经螺杆挤出机挤出、拉条、冷却造粒得到所述聚丙烯复合材料，其中，螺杆挤出机的温度范围在175℃～210℃之间。
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