CN102532727A - 一种吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,以重量百分比计,所述聚丙烯材料的原料配方包括:聚丙烯
32~81%
、热稳定剂
0~1%
、润滑剂
0~1%
、增韧剂
2~10%
、阻燃剂
10~30%
、相容剂
2~6%
和无机填料
5-20%
;其中,所述聚丙烯为熔体流动速率在
0.01~10g/10min
之间、乙烯摩尔含量≤
10%
的乙丙无规共聚聚丙烯;所述阻燃剂为无卤磷氮系膨胀型阻燃剂。本发明聚丙烯材料具有优异的阻燃性能、较高的热变形温度以及良好的综合力学性能。特别适合用来吹塑汽车风道。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法,特别适于制造汽车风道。
背景技术
目前,汽车风道主要是通过高密度聚乙烯材料吹塑成型,或者是通过添加滑石粉的聚丙烯材料注塑成型,这两种材料的阻燃级别都只能达到UL94 HB的级别,阻燃性能不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种阻燃级别更高、综合力学性能优良的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料。
本发明还要提供一种上述吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法。
本发明的第三个目的是将上述吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料应用于制作汽车风道。
为解决以上技术问题,本发明采取如下技术方案:
一种吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,以重量百分比计,其原料配方包括:
聚丙烯 32~81%
热稳定剂 0~1%
润滑剂 0~1%
增韧剂 2~10%
阻燃剂 10~30%
相容剂 2~6%
无机填料 5-20%
其中,所述聚丙烯为熔体流动速率在0.01~10g/10min之间、乙烯摩尔含量≤10%的乙丙无规共聚聚丙烯;
所述阻燃剂为无卤磷氮系膨胀型阻燃剂,具体可以选用由聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺搭配组合而成的经典膨胀型阻燃剂。
优选地,所述热稳定剂为酚类热稳定剂、胺类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂和杯芳烃类热稳定剂中的一种或多种的组合。
优选地,所述润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂和酰胺类润滑剂中的一种或多种的组合。
优选地,所述增韧剂为烯烃-α-烯烃-辛烯三元共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶或聚氨酯的一种或多种的组合。
优选地,所述相容剂选自接枝有极性单体的接枝聚合物。进一步地,所述接枝有极性单体的接枝聚合物中的聚合物链段选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物,所述接枝有极性单体的接枝聚合物中的极性单体选自马来酸酐类化合物或丙烯酸及其酯类衍生物;具体地,所述极性单体可选自马来酸酐、富马酸、衣康酸、柠康酸、柠康酸酐、乙烯基丁二酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸环氧丙酯。
优选地,所述无机填料选自滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石、高岭土、玻璃微珠和硫酸钡中的一种或多种的混合物。
上述吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法,具体制备过程如下:
将聚丙烯、热稳定剂、润滑剂、增韧剂、相容剂和无机填料从位于螺杆挤出机一端的主喂料口加入螺杆挤出机中,进行熔融共混;使阻燃剂从距离所述主喂料口1/3~2/3螺杆挤出机长度的侧喂料口加入螺杆挤出机中,与其他组分一起进行熔融共混后,挤出造粒,获得所述吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料;所述螺杆挤出机的长径比为35~56:1,加工温度为170℃~240℃。
上述制得的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料可应用于汽车制造领域,特别可以用来吹塑汽车风道。
由于以上技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点:
本发明吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料具有优异的阻燃性能、较高的热变形温度以及良好的综合力学性能。具体测试性能如下:阻燃级别可达V0 (UL-94,1.6mm样条厚度),拉伸强度≥20MPa,弯曲模量≥2000MPa,缺口冲击强度≥25KJ/m
2
,热变形温度(0.45Mpa)≥120℃。
本发明聚丙烯材料的制备方法,使阻燃剂以侧向喂料的形式从侧喂料口加入挤出机中进行挤出加工,避免阻燃剂因长时混炼分解或结构遭到破坏,工艺控制简单,材料性能容易保证。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明,但不限于这些实施例。
实施例1
将80.6公斤聚丙烯(牌号SM256)、0.2公斤酚类热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、0.2公斤润滑剂EBS(即N,N-乙撑双硬脂酰胺)、2公斤相容剂甲基丙烯酸环氧丙酯接枝聚丙烯(GMA-PP)、2公斤增韧剂乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、10公斤膨胀型阻燃剂FP2200(一种适用于热塑性PP、PE等聚烯烃塑料的磷氮系膨胀型阻燃剂,产自日本)和5公斤滑石粉在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,挤出造粒,得到本实施例的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料。膨胀型阻燃剂采用侧喂料方式加入所述双螺杆挤出机,加工温度为200℃。
本实施例所得聚丙烯材料的性能如下:
实施例2
将67.5公斤聚丙烯(牌号SM256)、0.3公斤酚类热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、0.2公斤润滑剂EBS(即N,N-乙撑双硬脂酰胺)、3公斤相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-PP)、4公斤增韧剂乙烯-辛烯共聚物、15公斤膨胀型阻燃剂FP2200(一种适用于热塑性PP、PE等聚烯烃塑料的磷氮系膨胀型阻燃剂,产自日本)和10公斤硅灰石在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,挤出造粒,得到本实施例的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料。膨胀型阻燃剂采用侧喂料方式加入所述双螺杆挤出机,加工温度为200℃。
本实施例所得聚丙烯材料的性能如下:
实施例3
将54公斤聚丙烯(牌号SM256)、0.5公斤酚类热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、0.5公斤润滑剂硬脂酸钙、4公斤相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-PP)、6公斤增韧剂氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)、20公斤膨胀型阻燃剂FP2200(一种适用于热塑性PP、PE等聚烯烃塑料的磷氮系膨胀型阻燃剂,产自日本)和15公斤高岭土在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,挤出造粒,得到本实施例的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料。膨胀型阻燃剂采用侧喂料方式加入所述双螺杆挤出机,加工温度为200℃。
本实施例所得聚丙烯材料的性能如下:
实施例4
将40公斤聚丙烯(牌号SM198)、1公斤酚类热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、1公斤润滑剂硬脂酸钙、5公斤相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-PP)、8公斤增韧剂氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)、25公斤膨胀型阻燃剂FP2200(一种适用于热塑性PP、PE等聚烯烃塑料的磷氮系膨胀型阻燃剂,产自日本)和20公斤碳酸钙在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,挤出造粒,得到本实施例的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料。膨胀型阻燃剂采用侧喂料方式加入所述双螺杆挤出机,加工温度为200℃。
本实施例所得聚丙烯材料的性能如下:
实施例5
将32公斤聚丙烯(牌号SM198)、1公斤酚类热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、1公斤润滑剂硬脂酸锌、6公斤相容剂甲基丙烯酸环氧丙酯接枝聚丙烯(GMA-PP)、10公斤增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(SBS)、30公斤膨胀型阻燃剂FP2200(一种适用于热塑性PP、PE等聚烯烃塑料的磷氮系膨胀型阻燃剂,产自日本)和20公斤云母在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,挤出造粒,得到本实施例的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料。膨胀型阻燃剂采用侧喂料方式加入所述双螺杆挤出机,加工温度为200℃。
本实施例所得聚丙烯材料的性能如下:
以上对本发明做了详尽的描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,其特征在于:以重量百分比计,所述聚丙烯材料的原料配方包括:
聚丙烯 32~81%
热稳定剂 0~1%
润滑剂 0~1%
增韧剂 2~10%
阻燃剂 10~30%
相容剂 2~6%
无机填料 5-20%
其中,所述聚丙烯为熔体流动速率在0.01~10g/10min之间、乙烯摩尔含量≤10%的乙丙无规共聚聚丙烯;
所述阻燃剂为无卤磷氮系膨胀型阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,其特征在于:所述热稳定剂为酚类热稳定剂、胺类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂和杯芳烃类热稳定剂中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,其特征在于:所述润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂和酰胺类润滑剂中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,其特征在于:所述增韧剂为烯烃-α-烯烃-辛烯三元共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶或聚氨酯的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,其特征在于:所述相容剂选自接枝有极性单体的接枝聚合物。
6.根据权利要求5所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,其特征在于:所述接枝有极性单体的接枝聚合物中的聚合物链段选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物,所述接枝有极性单体的接枝聚合物中的极性单体选自马来酸酐类化合物,或丙烯酸及其酯类衍生物。
7.根据权利要求6所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,其特征在于:所述马来酸酐类化合物选自马来酸酐、富马酸、衣康酸、柠康酸、柠康酸酐或乙烯基丁二酸酐,所述丙烯酸及其酯类衍生物选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸环氧丙酯。
8.根据权利要求1所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料,其特征在于:所述无机填料选自滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石、高岭土、玻璃微珠和硫酸钡中的一种或多种的混合物。
9.权利要求1至8中的任一项所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法,其特征在于:具体制备过程如下:
将聚丙烯、热稳定剂、润滑剂、增韧剂、相容剂和无机填料从位于螺杆挤出机一端的主喂料口加入螺杆挤出机中,进行熔融共混;使阻燃剂从距离所述主喂料口1/3~2/3螺杆挤出机长度的侧喂料口加入螺杆挤出机中,与其他组分一起进行熔融共混后,挤出造粒,获得所述吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料;所述螺杆挤出机的长径比为35~56:1,加工温度为170℃~240℃。
10.将权利要求1~8中任一项所述的吹塑级无卤阻燃聚丙烯材料应用于汽车制造领域。
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