CN102702612B - 一种高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料，它是由下列重量百分比的原料制成：高熔指嵌段共聚聚丙烯50-70%，超高熔指均聚聚丙烯5-20%，多聚磷酸铵5-21%，季戊四醇10-21%，三聚氰胺尿酸盐5-11%，马来酸酐接枝聚丙烯3-10%，抗氧剂PS802 0.1-1.2%，抗氧剂168 0.1-1.2%；抗氧剂1010 0.1-1.0%；润滑剂TAF 0.5-3.0%。本发明还提供了其制备方法：按上述重量百分比秤取原料，混合后放入双螺杆机挤出造粒，双螺杆机的转速为200-300转/分，温度为160-190℃。本发明材料的优点是：具有高流动性，耐析出，阻燃性能优异；具有优异的综合力学性能；成本低；在电子电器、汽车、家电、体育用品等领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及改性聚丙烯材料及其制备方法，具体地说，是一种高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯由于综合性能优异获得了广泛的应用。聚丙烯易燃烧，因此阻燃聚丙烯的应用得到了较大发展，但通常的阻燃聚丙烯中的阻燃剂容易析出，将影响制品外观及阻燃性，同时由于一般阻燃到UL94 V0时其熔指都较低，将影响阻燃聚丙烯在大型制件时的注塑。因此，研发高流动性耐析出阻燃聚丙烯复合材料尤为重要。
中国专利文献CN 200910213848.1，申请日2009年12月15日，公开了一种表面无析出高光泽阻燃聚丙烯复合物及其制备方法，所述的表面无析出高光泽阻燃聚丙烯复合物是由以下重量百分数的原料组成：PP树脂77.0-95.0%、阻燃剂3.5-20.0%、抗氧剂0.3-1.5%、光稳定剂0.3-1.5%，加工助剂0.3-1.5%，该复合物具有良好的阻燃性，阻燃等级可达到UL94V、V-0，具有较高的表面光泽度，表面无析出、低比重、优异耐候性、高表面硬度、高刚性、高耐热性、易加工等优点，但是该复合物的熔融指数较低（熔融指数测试标准为GB/T3682），将影响其在大型制件时的注塑。因此亟需一种熔融指数高，适于大型制件注塑的高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料。但是目前关于该类复合材料未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料。
本发明的再一的目的是，提供一种高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料，所述的复合材料是由下列重量百分比的原料制成：
高熔指嵌段共聚聚丙烯 50-70%
超高熔指均聚聚丙烯 5-20%
多聚磷酸铵 5-21%
季戊四醇 10-21%
三聚氰胺尿酸盐 5-11%
马来酸酐接枝聚丙烯 3-10%
抗氧剂PS802 0.1-1.2%
抗氧剂168 0.1-1.2%
抗氧剂1010 0.1-1.0%
润滑剂TAF 0.5-3.0%。
优选的，所述的复合材料是由下列重量百分比的原料制成：
高熔指嵌段共聚聚丙烯 44.8%
超高熔指均聚聚丙烯 10%
多聚磷酸铵 20%
季戊四醇 10%
三聚氰胺尿酸盐 5%
马来酸酐接枝聚丙烯 8%
抗氧剂PS802 0.2%
抗氧剂168 0.6%
抗氧剂1010 0.4%
润滑剂TAF 1%。
优选的，所述的复合材料是由下列重量百分比的原料制成：
高熔指嵌段共聚聚丙烯 39%
超高熔指均聚聚丙烯 15%
多聚磷酸铵 15%
季戊四醇 15%
三聚氰胺尿酸盐 7%
马来酸酐接枝聚丙烯 6%
抗氧剂PS802 0.3%
抗氧剂168 0.4%
抗氧剂1010 0.3%
润滑剂TAF 2%。
优选的，所述的复合材料是由下列重量百分比的原料制成：
高熔指嵌段共聚聚丙烯 32.2%
超高熔指均聚聚丙烯 20%
多聚磷酸铵 10%
季戊四醇 20%
三聚氰胺尿酸盐 10%
马来酸酐接枝聚丙烯 4%
抗氧剂PS802 0.4%
抗氧剂168 0.2%
抗氧剂1010 0.2%
润滑剂TAF 3%。
优选的，所述的高熔指嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为40.0。
优选的，所述的超高熔指均聚聚丙烯的熔融指数为1800。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：
如上所述的复合材料的制备方法，所述的制备方法包括下列步骤：
（1）按以下重量百分比含量称取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯50-70%、超高熔指均聚聚丙烯5-20%、阻燃剂APP 5-21%、阻燃剂PER 10-21%、阻燃剂MCA 5-11%、马来酸酐接枝聚丙烯3-10%、抗氧剂PS802 0.1-1.2%、抗氧剂168 0.1-1.2%、抗氧剂1010 0.1-1.0%、润滑剂TAF 0.5-3%；
（2）将步骤（1）混合后的原料放入双螺杆机挤出造粒，所述的双螺杆机的转速为200-300转/分，温度为160-190℃。
优选的，所述的原料的重量百分比为：高熔指嵌段共聚聚丙烯44.8%、超高熔指均聚聚丙烯10%、阻燃剂APP 20%、阻燃剂PER 10%、阻燃剂MCA 5%、马来酸酐接枝聚丙烯8%、抗氧剂PS802 0.2%、抗氧剂168 0.6%、抗氧剂 1010 0.4%、润滑剂TAF 1%；所述的双螺杆机的转速为300转/分，温度为170℃。
优选的，所述的原料的重量百分比为：高熔指嵌段共聚聚丙烯39%、超高熔指均聚聚丙烯15%、阻燃剂APP 15%、阻燃剂PER 15%、阻燃剂MCA 7%、马来酸酐接枝聚丙烯6%、抗氧剂PS802 0.3%、抗氧剂168 0.4%、抗氧剂 1010 0.3%、润滑剂TAF 2%；所述的双螺杆机的转速为250转/分，温度为180℃。
优选的，所述的原料的重量百分比为：高熔指嵌段共聚聚丙烯32.2%、超高熔指均聚聚丙烯20%、阻燃剂APP 10%、阻燃剂PER 20%、阻燃剂MCA 10%、马来酸酐接枝聚丙烯4%、抗氧剂PS802 0.4%、抗氧剂168 0.2%、抗氧剂 1010 0.2%、润滑剂TAF 3%；所述的双螺杆机的转速为200转/分，温度为190℃。
本发明优点在于：
1、本发明的聚丙烯复合材料具有高流动性，耐析出，阻燃性能优异；
2、本发明的聚丙烯复合材料具有优异的综合力学性能；
3、本发明的聚丙烯复合材料成本低廉；
综上所述，本发明的聚丙烯复合材料在电子电器、汽车、家电、体育用品等领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
本发明高熔指嵌段共聚聚丙烯为SK B391G，熔融指数为40.0；所述的超高熔指均聚聚丙烯为BASELL MF650Y，熔融指数为1800；所述的多聚磷酸铵简称阻燃剂APP；所述的季戊四醇英文名Pentaerythrite，简称阻燃剂PER，分子式：C5H12O4，主要用于制造醇酸树脂和油漆，制造塑料稳定剂和增塑剂；所述的三聚氰胺尿酸盐简称阻燃剂MCA，分子式C6H9N9O3，是一种含氮的无卤环保型阻燃剂，能使阻燃材料达到UL94 V-0；所述的超高流动性马来酸酐接枝聚丙烯为上海日之升5001-H，接枝率为1.2%；所述的抗氧剂PS802为硫代二丙酸二硬脂醇酯；所述的抗氧剂168为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯酯）；所述的抗氧剂1010为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；所述的润滑剂TAF为改性乙撑双脂肪酸酰胺，具有优异的耐热性能，适合PA、PBT、PET、PP、PC等工程塑料的改性与加工。
实施例1 本发明的聚丙烯复合材料制备（一）
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯44.8%、超高熔指均聚聚丙烯10%、阻燃剂APP 20%、阻燃剂PER 10%、阻燃剂MCA 5%、马来酸酐接枝聚丙烯8%、抗氧剂PS802 0.2%、抗氧剂168 0.6%、抗氧剂 1010 0.4%、润滑剂TAF 1%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合2分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为300转/分，温度为170℃。
实施例2 本发明的聚丙烯复合材料制备（二）
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯39%、超高熔指均聚聚丙烯15%、阻燃剂APP 15%、阻燃剂PER 15%、阻燃剂MCA 7%、马来酸酐接枝聚丙烯6%、抗氧剂PS802 0.3%、抗氧剂168 0.4%、抗氧剂 1010 0.3%、润滑剂TAF 2%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合5分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机种挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为250转/分，温度为180℃。
实施例3 本发明的聚丙烯复合材料制备（三）
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯32.2%、超高熔指均聚聚丙烯20%、阻燃剂APP 10%、阻燃剂PER 20%、阻燃剂MCA 10%、马来酸酐接枝聚丙烯4%、抗氧剂PS802 0.4%、抗氧剂168 0.2%、抗氧剂 1010 0.2%、润滑剂TAF 3%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合4分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为200转/分，温度为190℃。
实施例4 本发明的聚丙烯复合材料制备（四）
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯50%、超高熔指均聚聚丙烯20%、阻燃剂APP 5%、阻燃剂PER 10%、阻燃剂MCA 5%、马来酸酐接枝聚丙烯8.2%、抗氧剂PS802 1.2%、抗氧剂168 0.1%、抗氧剂 1010 0.1%、润滑剂TAF 0.5%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合3分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为200转/分，温度为190℃。
实施例5 本发明的聚丙烯复合材料制备（五）
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯70%、超高熔指均聚聚丙烯5%、阻燃剂APP 5%、阻燃剂PER 10%、阻燃剂MCA 5%、马来酸酐接枝聚丙烯3%、抗氧剂PS802 0.2%、抗氧剂168 1.2%、抗氧剂 1010 0.1%、润滑剂TAF 0.5%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合2分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为250转/分，温度为180℃。
实施例6 本发明的聚丙烯复合材料制备（六）
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯50%、超高熔指均聚聚丙烯5%、阻燃剂APP 10%、阻燃剂PER 17.1%、阻燃剂MCA 5%、马来酸酐接枝聚丙烯10%、抗氧剂PS802 0.5%、抗氧剂168 1.2%、抗氧剂 1010 0.7%、润滑剂TAF 0.5%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合5分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为300转/分，温度为160℃。
实施例7 本发明的聚丙烯复合材料制备（七）
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯30%、超高熔指均聚聚丙烯20%、阻燃剂APP 21%、阻燃剂PER 10%、阻燃剂MCA 9%、马来酸酐接枝聚丙烯8.1%、抗氧剂PS802 0.1%、抗氧剂168 1.2%、抗氧剂 1010 0.1%、润滑剂TAF 0.5%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合5分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为200转/分，温度为190℃。
实施例8 本发明的聚丙烯复合材料制备（八）
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯60%、超高熔指均聚聚丙烯5%、阻燃剂APP 5%、阻燃剂PER 15%、阻燃剂MCA 11%、马来酸酐接枝聚丙烯3%、抗氧剂PS802 0.2%、抗氧剂168 0.2%、抗氧剂 1010 0.1%、润滑剂TAF 0.5%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合4分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为250转/分，温度为170℃。
对比例1
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯62.8%、超高熔指均聚聚丙烯0%、阻燃剂APP 20%、阻燃剂PER 10%、阻燃剂MCA 5%、马来酸酐接枝聚丙烯0%、抗氧剂PS802 0.2%、抗氧剂168 0.6%、抗氧剂 1010 0.4%、润滑剂TAF 1%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合2分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为300转/分，温度为170℃。
对比例2
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯55%、超高熔指均聚聚丙烯1%、阻燃剂APP 23%、阻燃剂PER 15%、阻燃剂MCA 2%、马来酸酐接枝聚丙烯1%、抗氧剂PS802 0.3%、抗氧剂168 0.4%、抗氧剂 1010 0.3%、润滑剂TAF 2%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合5分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为250转/分，温度为180℃。
对比例3
（1）按以下重量百分比含量秤取原料：高熔指嵌段共聚聚丙烯52.2%、超高熔指均聚聚丙烯2%、阻燃剂APP 20%、阻燃剂MCA 20%、马来酸酐接枝聚丙烯2%、抗氧剂PS802 0.4%、抗氧剂168 0.2%、抗氧剂 1010 0.2%、润滑剂TAF 3%；
（2）将步骤（1）各原料放入高混机中混合4分钟，出料；再将混合料放入双螺杆机挤出造粒，制得抗老化无卤阻燃聚丙烯复合材料，双螺杆机的转速为200转/分，温度为190℃。
实施例9 本发明的聚丙烯复合材料的性能测试
对实施例1-8中制得的高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料和对比例1-3制得的材料进行阻燃性能和力学性能测试对比，结果如表1所示。
表1 本发明的聚丙烯复合材料的性能测试结果
由表1可知，本发明制得的高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料具有高流动性，且阻燃性能达到UL94 V-0级。同时本发明使用的材料成本低廉，因而本发明的材料在电子电器、汽车、家电、体育用品等领域具有广阔的应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高流动性耐析出无卤阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的复合材料是由下列重量百分比的原料制成：
高熔指嵌段共聚聚丙烯 30-70%
超高熔指均聚聚丙烯 5-20%
多聚磷酸铵 5-21%
季戊四醇 10-21%
三聚氰胺尿酸盐 5-11%
马来酸酐接枝聚丙烯 3-10%
抗氧剂PS802 0.1-1.2%
抗氧剂168 0.1-1.2%
抗氧剂1010 0.1-1.0%
润滑剂TAF 0.5-3.0%，
所述的高熔指嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为40.0；所述的超高熔指均聚聚丙烯的熔融指数为1800。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的复合材料是由下列重量百分比的原料制成：
高熔指嵌段共聚聚丙烯 44.8%
超高熔指均聚聚丙烯 10%
多聚磷酸铵 20%
季戊四醇 10%
三聚氰胺尿酸盐 5%
马来酸酐接枝聚丙烯 8%
抗氧剂PS802 0.2%
抗氧剂168 0.6%
抗氧剂1010 0.4%
润滑剂TAF 1%。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的复合材料是由下列重量百分比的原料制成：
高熔指嵌段共聚聚丙烯 39%
超高熔指均聚聚丙烯 15%
多聚磷酸铵 15%
季戊四醇 15%
三聚氰胺尿酸盐 7%
马来酸酐接枝聚丙烯 6%
抗氧剂PS802 0.3%
抗氧剂168 0.4%
抗氧剂1010 0.3%
润滑剂TAF 2%。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的复合材料是由下列重量百分比的原料制成：
高熔指嵌段共聚聚丙烯 32.2%
超高熔指均聚聚丙烯 20%
多聚磷酸铵 10%
季戊四醇 20%
三聚氰胺尿酸盐 10%
马来酸酐接枝聚丙烯 4%
抗氧剂PS802 0.4%
抗氧剂168 0.2%
抗氧剂1010 0.2%
润滑剂TAF 3%。
5.如权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括下列步骤：
（1）按以下重量百分比称取原料并混合：高熔指嵌段共聚聚丙烯50-70%、超高熔指均聚聚丙烯5-20%、阻燃剂APP 5-21%、阻燃剂PER 10-21%、阻燃剂MCA 5-11%、马来酸酐接枝聚丙烯3-10%、抗氧剂PS802 0.1-1.2%、抗氧剂168 0.1-1.2%、抗氧剂1010 0.1-1.0%、润滑剂TAF 0.5-3%；
（2）将步骤（1）混合后的原料放入双螺杆机挤出造粒，所述的双螺杆机的转速为200-300转/分，温度为160-190℃。
6.根据权利要求5所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述的原料的重量百分比为：高熔指嵌段共聚聚丙烯44.8%、超高熔指均聚聚丙烯10%、阻燃剂APP 20%、阻燃剂PER 10%、阻燃剂MCA 5%、马来酸酐接枝聚丙烯8%、抗氧剂PS802 0.2%、抗氧剂168 0.6%、抗氧剂 1010 0.4%、润滑剂TAF 1%；所述的双螺杆机的转速为300转/分，温度为170℃。
7.根据权利要求5所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述的原料的重量百分比为：高熔指嵌段共聚聚丙烯39%、超高熔指均聚聚丙烯15%、阻燃剂APP 15%、阻燃剂PER 15%、阻燃剂MCA 7%、马来酸酐接枝聚丙烯6%、抗氧剂PS802 0.3%、抗氧剂168 0.4%、抗氧剂 1010 0.3%、润滑剂TAF 2%；所述的双螺杆机的转速为250转/分，温度为180℃。
8.根据权利要求5所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述的原料的重量百分比为：高熔指嵌段共聚聚丙烯32.2%、超高熔指均聚聚丙烯20%、阻燃剂APP 10%、阻燃剂PER 20%、阻燃剂MCA 10%、马来酸酐接枝聚丙烯4%、抗氧剂PS802 0.4%、抗氧剂168 0.2%、抗氧剂 1010 0.2%、润滑剂TAF 3%；所述的双螺杆机的转速为200转/分，温度为190℃。
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