CN102585377B - 一种阻燃聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃聚丙烯材料及其制备方法。所述阻燃聚丙烯材料，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，阻燃剂10-25份。按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即可制得。本发明的阻燃聚丙烯材料，具有良好的阻燃性能，同时拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均较满足要求，可用注塑工艺制成驾驶座外旁侧板、小罩盖、旁侧板内板、内旁侧板塑件、乘客座外旁侧板、门板扶手骨架、门嵌饰板骨架和门嵌饰板等汽车内饰件。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料材料及其制备方法，尤其涉及一种阻燃聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯，英文缩写为PP，是1957年于意大利首先投入工业生产，是继聚乙烯(PE)之后的又一个重要的塑料品种。它有较好的耐热性，在135℃蒸煮1000h也不会被破坏，PP的比热容、热导率皆小于PE，但绝热性优于PE。PP属于非极性聚合物，具有优异的介电性和电绝缘性，电性能基本不受环境湿度及电场频率的影响，在允许的工作范围内，温度升高会使电性能降低，它的耐电弧性较高。PP的耐化学性良好，除强氧化剂对它有侵蚀作用外，其他试剂对它均无作用。PP在室温下不溶于任何溶剂，但可以在某些溶剂，如四氯化碳、三氯甲烷、二硫化碳、苯中溶胀，在温度升高时，PP可溶解于某些溶剂中。PP对氧的作用较敏感，特别是在温度较高时。它耐紫外线能力很差，也易受高能辐射的破坏，在受到上述破坏时，它都会降解产生低分子物质。铜的存在会急剧加大PP的氧化降解速率，使其很快脆化，故称之为“铜害”。PP有较突出的耐应力开裂性。但它的耐寒性差，耐候性也不好，高温则刚性不足。
目前的技术中，由于PP的某些性能不够理想，特别是阻燃性能不佳。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种阻燃聚丙烯材料，无卤配方，具有良好的阻燃性能。
本发明所要解决的技术问题之二提供上述阻燃聚丙烯材料的制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种阻燃聚丙烯材料，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，阻燃剂10-25份。
所述阻燃剂为磷酸三(2-氯丙基)酯、氰尿酸三聚氰胺和偏硼酸钡中的一种或其混合物。
优选的，所述阻燃剂，由下述组分按重量份组成：磷酸三(2-氯丙基)酯10-30份、氰尿酸三聚氰胺20-40份、偏硼酸钡20-40份。
将磷酸三(2-氯丙基)酯、氰尿酸三聚氰胺和偏硼酸钡搅拌混合均匀，即可制得该阻燃剂。
本发明还提供了上述阻燃聚丙烯材料的制备方法：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述阻燃聚丙烯材料。
混合工序可以在通用的混合机中进行，控制转速在300-400转/分钟，熔融混炼、挤出造粒工序可在通用的螺杆挤出机中进行，控制机筒温度在200-220℃。
显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如光稳定剂、抗氧剂、着色剂和抗静电剂等。
具体的，在本发明中：
三元乙丙橡胶，英文缩写为EPDM，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，1963年开始商业化生产。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中，EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。
磷酸三(2-氯丙基)酯，又称阻燃剂TCPP，英文名：Tris(2-clorisopropyl)Phosphate，CAS No：13674-84-5。
氰尿酸三聚氰胺，英文名称melamine cyanurate，中文别名：三聚氰胺焦磷酸盐；无卤阻燃剂MPP；三聚氰胺氰尿酸；MCA；无卤阻燃润滑剂，CAS号：37640-57-6。
偏硼酸钡，英文名称：barium metaborate，CAS号：13701-59-2。
发明人意外的发现，将磷酸三(2-氯丙基)酯、氰尿酸三聚氰胺和偏硼酸钡进行复配使用，其阻燃效果更加优异，其机理还有待发明人进一步研究探讨。
聚丙烯与三元乙丙橡胶共混可以改善其韧性和耐寒性，具有较好的抗臭氧、抗氧化和抗侵蚀能力，同时还具有一定的防震效果，配方中加入滑石粉后，可以降低摩擦系数，提高自润滑性。在聚丙烯、三元乙丙橡胶和滑石粉的基础配方中，添加阻燃剂能够提升产品的阻燃性能，通过对阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯、氰尿酸三聚氰胺和偏硼酸钡的优选配比使得产品具有良好的阻燃性能，同时拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均较满足要求。
本发明的阻燃聚丙烯材料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车密封件、各种操作手柄和拉手等。
具体的，可以用于生产的汽车内饰件如下：驾驶座外旁侧板、小罩盖、旁侧板内板、内旁侧板塑件、乘客座外旁侧板、门板扶手骨架、门嵌饰板骨架、门嵌饰板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
按照表1中对应实施例1数据称取各原料。
将各组分在高速混合机中混合均匀，控制转速在300-400转/分钟，在双螺杆挤出机中熔融混炼、挤出造粒，控制机筒温度在200-220℃，挤出的聚丙烯料在10-40℃的冷水中冷却成型，即获得所述阻燃聚丙烯材料。
表1：阻燃聚丙烯材料配方表 单位：公斤
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| 共聚聚丙烯 | 30 | 80 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 |
| 三元乙丙橡胶 | 20 | 5 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| 滑石粉 | 10 | 30 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 磷酸三(2-氯丙基)酯 | 2 | 5 | 6 | / | 24 | / | / |
| 氰尿酸三聚氰胺 | 4 | 5 | 9 | / | / | 24 | / |
| 偏硼酸钡 | 4 | 5 | 9 | / | / | / | 24 |
| 十溴联苯醚DBD-PO | / | / | / | 24 | / | / | / |
实施例2
按照表1中对应实施例2数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述阻燃聚丙烯材料。
实施例3
按照表1中对应实施例3数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述阻燃聚丙烯材料。
对比例1
按照表1中对应的对比例1数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述阻燃聚丙烯材料。
对比例2
按照表1中对应的对比例2数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述阻燃聚丙烯材料。
对比例3
按照表1中对应的对比例3数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述阻燃聚丙烯材料。
对比例4
按照表1中对应的对比例4数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述阻燃聚丙烯材料。
测试例1
表2：阻燃聚丙烯材料常规性能测试表
| 拉升强度/Mpa | 弯曲强度/Mpa | 弯曲模量/Mpa | 冲击强度/J/m | |
| 实施例1 | 17.7 | 22.8 | 1050 | 690 |
| 实施例2 | 18.9 | 24.4 | 980 | 680 |
| 实施例3 | 19.5 | 23.7 | 1000 | 670 |
表3：阻燃聚丙烯材料阻燃性能测试表
| 熔指，g/10min | UL-94阻燃等级，(1.6mm) | LOI，％ | |
| 实施例1 | 81 | V0 | 26.4 |
| 实施例2 | 84 | V0 | 27.1 |
| 实施例3 | 90 | V0 | 29.5 |
| 对比例1 | 75 | V0 | 28.4 |
| 对比例2 | 50 | V1 | 21.5 |
| 对比例3 | 56 | V1 | 22.6 |
| 对比例4 | 41 | V1 | 20.2 |
由表2测试数据可以明显的得出，本发明具有较好的阻燃性能，并保持了良好的拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度。相对于聚丙烯/三元乙丙橡胶/滑石粉体系，磷酸三(2-氯丙基)酯、氰尿酸三聚氰胺和偏硼酸钡三者间的协同阻燃效果十分明显，并且使得聚丙烯材料具有高流动性。
Claims (2)
1.一种阻燃聚丙烯材料，其特征在于，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，阻燃剂10-25份，所述阻燃剂，由下述组分按重量份组成：磷酸三(2-氯丙基)酯10-30份、氰尿酸三聚氰胺20-40份、偏硼酸钡20-40份。
2.如权利要求1所述的阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述阻燃聚丙烯材料。
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