CN102604236A - 一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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徐永
杨秋会
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Abstract

本发明公开了一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料及其制备方法，该聚丙烯材料按重量百分比含量，由以下组分组成：聚丙烯49.2-56.4％，白矿油0.5-0.7％，阻燃剂16-19％，第一阻燃协效剂3-6％，第二阻燃协效剂1-4％，填料19-22％，分散剂0.6-1.2％，润滑剂0.4-0.7％，抗氧剂0.1-0.2％。本发明制备的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料对传统的V0级阻燃配方进行了改良，大大提升了其阻燃效果，克服了传统配方灼热丝性能偏低的缺点，可通过850℃的GWIT和960℃GWFI的灼热丝测试。

Description

一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料及其制备方法
[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料及其制备方法。
[背景技术]
聚丙烯是五大通用塑料之一，无毒、质轻、耐腐蚀、易于加工、生产成本低、综合力学性能好，因此被广泛应用于生产和生活领域，近年来的消费增长在通用塑料中是最高的，但其属于易燃材料，存在安全隐患，因此对其进行改性，赋予其阻燃性能是很有必要的。目前，很多家用电器外壳材料都陆续采用V0级阻燃的PP制备。
暖风机一般都是由防火材料制备，但鉴于这两年发生太多的由于暖风机引发的着火案例，澳洲标准委员会发布了新的标准，对这类产品增加了很多更为严格的要求，对材料的灼热丝性能也有一定的要求，即要通过850℃的GWIT灼热丝测试。而一般的V0级阻燃PP几乎都不能通过750℃的GWIT灼热丝测试。
[发明内容]
本发明提供了一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料及其制备方法，制备的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料对传统的V0级阻燃配方进行了改良，大大提升了其阻燃效果，可通过850℃的GWIT和960℃GWFI的灼热丝测试。
本发明的技术方案是：
一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，按重量百分比含量，由以下组分组成：
Figure BDA0000144351120000011
一种如上述所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括步骤：
步骤一、按上述所述的重量百分比含量称取各个组分；
步骤二、将称取的各个组分混合均匀；
步骤三、将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度180-190℃、二区温度180-200℃、三区温度190-200℃、四区温度190-210℃、五区温度190-210℃、六区温度180-200℃、七区温度180-190℃、八区温度180-190℃；螺杆转速为350-400r/min；真空度为-0.03--0.06Mpa。
本发明制备的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料对传统的V0级阻燃配方进行了改良，大大提升了其阻燃效果，克服了传统配方灼热丝性能偏低的缺点，可通过850℃的GWIT和960℃ GWFI的灼热丝测试。
[具体实施方式]
下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。
在下列实施例中，聚丙烯优选熔体流动速率大于25g/10min的共聚聚丙烯，如中国茂名石化的PP HHP10或韩国SK PP B380G；阻燃剂优选十溴二苯乙烷，溴含量＞80％，如美国雅宝十溴二苯乙烷8010；第一阻燃协效剂优选三氧化二锑，纯度＞99.8％，如辰州三氧化二锑；第二阻燃剂协效剂优选硼酸锌，氧化锌＞37％，氧化硼＞45％，如淄博旭贝化工的硼酸锌ZB-2335；填料优选白云母粉，粒径为2000目，如灵寿县华源白云母厂的白云母，目数为2000目；分散剂优选N，N-乙撑双硬脂酰胺，选自产地印尼；润滑剂优选内润滑和外润滑的复合体系，内润滑剂为硬脂酸钙，外润滑剂为PE蜡或OP蜡，产自中国；抗氧剂优选四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，如台湾双键化工集团1010。
实施例1
该实施例中的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，按重量百分比含量，由以下组分组成：
聚丙烯56.4％，白矿油0.5％，阻燃剂16％，第一阻燃协效剂6％，第二阻燃协效剂1％，填料19％，分散剂0.6％，润滑剂0.4％，抗氧剂0.1％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的各个组分混合均匀；
步骤三、将得到的混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度180℃、二区温度180℃、三区温度190℃、四区温度190℃、五区温度190℃、六区温度180℃、七区温度180℃、八区温度180℃，螺杆转速为350r/min；真空度为-0.03Mpa。
实施例2
该实施例中的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，按重量百分比含量，由以下组分组成：
聚丙烯53.9％，白矿油0.6％，阻燃剂17％，第一阻燃协效剂5％，第二阻燃协效剂2％，填料20％，分散剂0.8％，润滑剂0.5％，抗氧剂0.2％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的各个组分混合均匀；
步骤三、将得到的混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度180℃、二区温度190℃、三区温度190℃、四区温度200℃、五区温度200℃、六区温度190℃、七区温度180℃、八区温度180℃，螺杆转速为370r/min；真空度为-0.04Mpa。
实施例3
该实施例中的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，按重量百分比含量，由以下组分组成：
聚丙烯51.6％，白矿油0.6％，阻燃剂18％，第一阻燃协效剂4％，第二阻燃协效剂3％，填料21％，分散剂1％，润滑剂0.6％，抗氧剂0.2％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的各个组分混合均匀；
步骤三、将得到的混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度180℃、二区温度190℃、三区温度210℃、四区温度200℃、五区温度190℃、六区温度190℃、七区温度180℃、八区温度180℃，螺杆转速为380r/min；真空度为-0.05Mpa。
实施例4
该实施例中的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，按重量百分比含量，由以下组分组成：
聚丙烯49.2％，白矿油0.7％，阻燃剂19％，第一阻燃协效剂3％，第二阻燃协效剂4％，填料22％，分散剂1.2％，润滑剂0.7％，抗氧剂0.2％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的各个组分混合均匀；
步骤三、将得到的混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度190℃、二区温度200℃、三区温度200℃、四区温度210℃、五区温度210℃、六区温度200℃、七区温度190℃、八区温度190℃，螺杆转速为400r/min；真空度为-0.06Mpa。
性能测试及评价：
将上述实施例1-4制备的粒子物料先在鼓风烘箱中80-90℃的条件下干燥2小时，然后用将干燥好的粒子物料用注射成型机制成标准测试样条测试。
其中，拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：(176±2)(长)×(12.6±0.2)(端部宽度)×(3.05±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；
悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(63±2)×(12.45±0.2)×(3.1±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm；
阻燃性测试按UL-94标准进行检验，样条厚度分别为1.6mm和3.2mm；
灼热丝可燃性试验方法(GWFI)(IEC 60695-2-12：2000/GB/T5169.12-2006)；灼热丝起燃性试验方法(GWIT)(IEC 60695-2-13：2000/GB/T5169.13-2006)；
其他测试：熔融指数按照ASTM D1238测试。
实施例1-4配方及材料性能测试数据如下表1：
  组成/性能测试   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  聚丙烯(％)   56.4   53.9   51.6   49.2
  白油(％)   0.5   0.6   0.6   0.7
  阻燃剂(％)   16   17   18   19
  第一阻燃协效剂(％)   6   5   4   3
  第二阻燃协效剂(％)   1   2   3   4
  填料(％)   19   20   21   22
  分散剂(％)   0.6   0.8   1.0   1.2
  润滑剂(％)   0.4   0.5   0.6   0.7
  抗氧剂(％)   0.1   0.2   0.2   0.2
  缺口冲击强度(J/m)   90   88   85   80
  拉伸强度(MPa)   23   24   24   25
  断裂伸长率(％)   60   50   42   25
  熔融指数(g/10min)   13   11   10   6
  阻燃等级   V1   V0   V0   V0
  灼热丝(850℃GWIT)   Pass   Pass   Pass   Pass
  灼热丝(960℃GWFI)   Pass   Pass   Pass   Pass
表1
由上表1可以看出，聚丙烯、阻燃剂及其协助效剂、填料的含量在本发明范围内变化时，得到的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料的强度和阻燃效果以及灼热丝性能都随之增加而增加，但冲击韧性及伸长率有所下降。综合成本和性能考虑，当聚丙烯51.6％，白矿油0.6％，阻燃剂18％，第一阻燃协效剂4％，第二阻燃协效剂3％，填料21％，分散剂1％，润滑剂0.6％，抗氧剂0.2％时，制得的聚丙烯材料阻燃和灼热丝性能都比较好，能通过850℃的GWIT和960℃GWFI的灼热丝测试，且强度和韧性较好。本发明通过选择合适的树脂原材料以及各种助剂，得到了具有高灼热丝性能的阻燃聚丙烯材料，可用于暖风机外壳材料，符合澳洲的新标准，有广泛的应用市场。
以上对本发明的一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具有代表性的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比含量，由以下组分组成：
Figure FDA0000144351110000011
2.根据权利要求1所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯为熔体流动速率大于25g/10min的共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，溴含量＞80％。
4.根据权利要求1所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述第一阻燃协效剂为三氧化二锑，纯度＞99.8％。
5.根据权利要求1所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述第二阻燃协效剂为硼酸锌，氧化锌＞37％，氧化硼＞45％。
6.根据权利要求1所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述填料为白云母粉，粒径为2000目。
7.根据权利要求1所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述分散剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺。
8.根据权利要求1所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述润滑剂为内润滑和外润滑的复合体系，内润滑剂为硬脂酸钙，外润滑剂为PE蜡或OP蜡。
9.根据权利要求1所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
10.一种如权利要求1-9任一权利要求所述的暖风机外壳用高灼热丝阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一、按权利要求1所述的重量百分比含量称取各个组分；
步骤二、将称取的各个组分混合均匀；
步骤三、将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度180-190℃、二区温度180-200℃、三区温度190-200℃、四区温度190-210℃、五区温度190-210℃、六区温度180-200℃、七区温度180-190℃、八区温度180-190℃；螺杆转速为350-400r/min；真空度为-0.03--0.06Mpa。
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