CN102604220B - 一种高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物及其制法与应用 - Google Patents
一种高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物及其制法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物及其制备方法与应用，该聚丙烯组合物是由25-97.9％的聚丙烯、0-30％的矿物粉体、0-20％的增韧剂、2-20％的阻燃剂和0.1-5％的其它助剂制备得到；所述的阻燃剂为三聚氰胺基聚磷酸盐。本发明的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物通过添加三聚氰胺基聚磷酸盐类阻燃剂，可以满足GB24407标准氧指数的要求；本发明所添加的三聚氰胺基聚磷酸盐类阻燃剂与其它阻燃剂相比，所得的聚丙烯组合物表面光泽度低，而且不容易析出，能达到汽车零部件的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于改性塑料领域，具体涉及一种高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯(PP)组合物及其制备方法与应用，该材料主要应用于具有高氧指数、低光泽度和耐候要求的车用仪表板、门板、立柱等汽车内饰部件及部分外饰件。
背景技术
聚丙烯因其综合性能优良、来源广泛、质轻价廉、易成型加工等特点而成为最重要的通用塑料之一，也是近几年应用最快的塑料品种。改性PP材料在汽车上的开发与应用，也一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。但聚丙烯极易燃烧，其氧指数仅为17.0-18.0％，随着对车用安全的要求越来越高，特别是国标GB24407标准的发布，车用塑料的氧指数要求为≥22％，氧指数偏低的PP材料在客车或校车上的应用将会受到很大的限制，因而必须改善聚丙烯材料的阻燃特性，提高材料的氧指数才能进一步拓宽其在汽车材料的应用。
聚丙烯阻燃改性主要是通过加入阻燃剂使材料在燃烧时发生系列物理化学反应来达到阻燃提高氧指数的目的，用于聚丙烯的阻燃剂有卤素阻燃剂和无卤阻燃剂，卤素阻燃剂应用于汽车会产生环保问题，故一般选择无卤阻燃剂。客车或校车用内饰聚丙烯材料，除要求有一定的阻燃性能，还要求必须有很好的表面低光泽度、韧性和低表面析出性能。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种阻燃聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物具有较高的氧指数，同时又具有低表面光泽度、低表面析出的特点，适合应用于汽车内饰件。
本发明的另一目的在于提供上述高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物的用途。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物，由以下质量百分比的成分制备得到：
聚丙烯：25-97.9％
矿物粉体：0-30％
增韧剂：0-20％
阻燃剂：2-20％
其它助剂：0.1-5％。
优选地，上述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物由以下质量百分比的成分制备得到：
聚丙烯：43-79.9％
矿物粉体：0-30％
增韧剂：0-20％
阻燃剂：2-20％
其它助剂：0.1-5％。
所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；所述聚丙烯的熔指为5～50g/10min。
所述的矿物粉体为滑石粉和/或碳酸钙；所述的矿物粉体中超过95％的颗粒粒径为0.5-5μm。
所述的增韧剂为弹性体，优选乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、氢化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种以上。
所述的阻燃剂为三聚氰胺基聚磷酸盐，具有如式I所示的结构：
(式I)
其中，2≤n≤150，X为K、Na、Li、Ma、Zn、Ca、Ba、Sn或NH2中的一种以上。
所述的其它助剂包括抗氧剂、分子量调节剂、光稳定剂、抗氧剂、抗静电剂、磷系阻燃协效剂等加工助剂，这些助剂的种类和添加方法已经为本领域技术人员所熟知。
由于本发明的阻燃聚丙烯组合物主要应用于注塑汽车内饰件，为了美观需要，常制作成不同颜色，所以本发明组合物中还包含微量有机颜料或无机颜料。有机颜料有永固红、永固黄、酞菁蓝、酞菁绿等，无机颜料有二氧化钛、炭黑、氧化铁红、氧化铁黑等，这些颜料可以根据注塑件颜色要求单独使用，也可以复合使用。
上述高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯、矿物粉体、增韧剂、阻燃剂与其它助剂混合，然后加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒得到高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物；
所述的混合是在转速为1000rpm的高速混合器中混合3分钟；
所述双螺杆挤出机的温度为200-215℃，螺杆转速450rpm。
上述高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物可以用于制备车用仪表板、门板、立柱等汽车内饰部件及部分外饰件。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1.本发明的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物通过添加三聚氰胺基聚磷酸盐类阻燃剂，可以满足GB24407标准氧指数的要求。
2.本发明所添加的三聚氰胺基聚磷酸盐类阻燃剂与其它阻燃剂相比，所得的聚丙烯组合物表面光泽度低，而且不容易析出，能达到汽车零部件的使用要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
对比例1-5
一种聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
按表1配方称取原料，然后将各原料放入转速为1000rpm的高速混合器中混合3分钟，然后再加入双螺杆挤出机中，温度控制在200-215℃，螺杆转速450转/分钟，挤出造粒后即得到聚丙烯组合物。表1所述百分比为质量百分比。
将所得聚丙烯组合物按照GB24407标准中提到的方法注塑成燃烧样板测试氧指数，并选择某种皮纹板作为光泽度的对比皮纹板，注塑此皮纹测试光泽度，结果如表2所示。
表1对比例1-5配方组成
| 组分 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 |
| PP | 99％ | 74％ | 69％ | 49％ | 64％ |
| 3000目滑石粉 | -- | 20％ | --- | 20％ | 20％ |
| 碳酸钙 | -- | -- | 20％ | 10％ | -- |
| 增韧剂(乙烯-辛烯共聚物) | -- | 5％ | 10％ | 20％ | 5％ |
| 八溴S醚阻燃剂 | -- | -- | -- | -- | 10％ |
| 其它助剂 | 1％ | 1％ | 1％ | 1％ | 1％ |
表2对比例1-5的聚丙烯组合物的性能比较
对比例1-4的聚丙烯组合物未添加阻燃剂，由表2可见，其聚丙烯组合物氧指数较低，而且表面光泽度也较高。对比例5的聚丙烯组合物添加了常规的八溴S醚阻燃剂后虽然材料表面氧指数提高，但是表面光泽度也提高。
实施例1-5
一种高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
按表3配方称取原料，然后将各原料放入转速为1000rpm的高速混合器中混合3分钟，然后再加入到双螺杆挤出机中，温度控制在200-215℃，螺杆转速450转/分钟，挤出造粒后即得高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物。表3所述百分比为质量百分比。
将所得聚丙烯组合物按照GB24407标准中提到的方法注塑成燃烧样板测试氧指数，并选择某种皮纹板作为光泽度的对比皮纹板，注塑此皮纹测试光泽度，结果如表4所示。
表3实施例1-5配方组成
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| PP | 79.9％ | 58％ | 57％ | 43％ | 47％ |
| 滑石粉 | -- | 10％ | 20％ | 30％ | -- |
| 碳酸钙 | -- | -- | -- | -- | 30％ |
| 增韧剂(乙烯-辛烯共聚物) | -- | 5％ | 10％ | 20％ | 10％ |
| 三聚氰胺基聚磷酸盐(Melapur200-70) | 20％ | 15％ | 10％ | 2％ | 10％ |
| 其它助剂 | 0.1％ | 2％ | 3％ | 5％ | 3％ |
表4实施例1-5性能对比
由表4可见，实施例1-5添加三聚氰胺基聚磷酸盐类阻燃剂后，聚丙烯组合物的氧指数得到提高，而且此组合物的表面光泽度也较低。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于是由以下质量百分比的成分制备得到：
聚丙烯： 25-97.9%
矿物粉体： 0-30%
增韧剂： 0-20%
阻燃剂： 2-20%
其它助剂： 0.1-5%；
所述的阻燃剂为三聚氰胺基聚磷酸盐，其具有如式I所示的结构：
其中，2≤n≤150，X为K、Na或Li中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于：所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物由以下质量百分比的成分制备得到：
聚丙烯： 43-79.9%
矿物粉体： 0-30%
增韧剂： 0-20%
阻燃剂： 2-20%
其它助剂： 0.1-5%。
3.根据权利要求1所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；所述聚丙烯的熔指为5～50g/10min。
4.根据权利要求1所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于：所述的矿物粉体为滑石粉和/或碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于：所述的增韧剂为弹性体。
6.根据权利要求1所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、氢化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于：所述的其它助剂为抗氧剂、分子量调节剂、光稳定剂、抗静电剂、磷系阻燃协效剂或颜料中的一种以上。
8.权利要求1-7任一项所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将聚丙烯、矿物粉体、增韧剂、阻燃剂与其它助剂混合，然后加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒得到高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物。
9.根据权利要求8所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于：
所述的混合是在转速为1000rpm的高速混合器中混合3分钟；
所述双螺杆挤出机的温度为200-215℃，螺杆转速450rpm。
10.权利要求1-7任一项所述的高氧指数低光泽的阻燃聚丙烯组合物在汽车部件中的应用。
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