CN102964673A - 高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，由聚丙烯树脂、主阻燃剂、协效阻燃剂、填充物、成核剂、光稳定剂、抗菌剂、抗氧剂、加工助剂组成。本发明的产品，具有良好的阻燃性，阻燃级别可以达到UL94V-0，具有优异的抗菌性，抑菌率达到99%，具有较高的表面光泽度，表面光泽度可达85%，高刚性、高耐候、良好的韧性、低表面析出、化学稳定性好、良好的可加工性，可以满足电子马桶盖和坐垫的要求。

Description

高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种阻燃聚丙烯复合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯机械性能优良、耐热性佳、化学稳定性高、电绝缘性优异，而且具有良好的可加工性，是一种综合性能优异的通用塑料。另外，其来源广泛、质轻价廉，使用非常广泛。但聚丙烯氧指数低，极易燃烧，因此若想拓展其使用范围，必须对其进行阻燃改性。

抗菌剂分有机类或无机类抗菌剂，其中有机抗菌剂包括有机酸类、酚类、季铵盐、苯并咪唑类，无机抗菌剂有银系、铜系、锌系无机抗菌剂。

填充物包括碳酸钙、滑石粉、高岭土、二氧化硅、云母、硫酸钡、玻璃微珠、钛白粉等。填充物的加入，既可以降低材料成本，又可以提高材料的刚性、可加工性。但通常填充物的加入都会降低材料的光泽度。

电子马桶盖板、坐垫和加热箱用塑料，要求既要有一定的阻燃性和抗菌性，同时又要有很好的表面光泽度、表面无析出、耐候性、刚性、韧性、耐热性、可加工性和耐化学试剂性。用DPDPE和DPDPO阻燃聚丙烯，阻燃剂添加量大且与聚丙烯相容性差，这既降低了材料的性能，又大大增加了成本，而且会严重影响改性后材料的表面光泽度。OBE添加量少，且与聚丙烯相容性好，对材料性能影响不大，但用OBE阻燃的聚丙烯材料，放置一段时间后，材料表面析出严重，严重影响产品外观。用TTBNP阻燃的聚丙烯材料，表面无析出，但阻燃只能达到UL94V-2，不能满足电子马桶用塑料的要求。用磷氮系阻燃的聚丙烯材料，阻燃剂添加量少，只有2~5%，但改性材料中不能含有填料，否则会严重影响阻燃效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既具有很好的阻燃性，同时又具有高光泽度、高抗菌的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：

聚丙烯树脂    70-90%

主阻燃剂      3-16%

协效阻燃剂    1-6%

填充物        1-10%

成核剂        0.5-2%

光稳定剂      0.2-1%

抗菌剂        0.2-1%

抗氧剂        0.2-0.5%

加工助剂      0.2-2%；

上述组分用量之和为100%。

所述的聚丙烯为均聚聚丙烯（PPH）、共聚聚丙烯（PPB）、无规共聚聚丙烯（PPR）中的至少一种，聚丙烯树脂的熔融指数（MI）为15-32g/10min。

所述的主阻燃剂为四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚，亦称八溴双酚S醚，溴含量54~56%，与聚丙烯树脂相容性好，不易析出，搭配相应比例协效阻燃剂，用量很少便可以达到UL94V-0。阻燃时产生大量惰性气体隔绝空气，并通过熔融滴落带走大量热量，从而达到阻燃的目的。

所述的协效阻燃剂为能与本发明所述的主阻燃剂协效作用起到提升阻燃效果的无机物，如三氧化二锑、五氧化二锑、硅酸盐、硼酸盐中的至少一种。

所述的填充物为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、钛白粉、硫化锌、云母中的一种或多种混合物。填充物的加入，既可以降低原材料成本，又可以促进结晶，挺高其成型加工速度。

所述的成核剂是指聚丙烯专用有机类成核剂和无机类成核剂的混合物，其中无机成核剂有碳酸钾、二氧化硅、硅酸盐等，有机类成核剂有苯甲酸铝、叔丁基苯甲酸铝、二亚苄基山梨醇、NA-11，其中硅酸盐和山梨醇类成核剂尤为适宜。成核剂的加入可以细化球晶，改变聚丙烯的形态结构，提高结晶度和结晶速率，从而提高机械强度和加工性能，提高生产效率。

所述的光稳定剂为BW26911、622、944、UV531中的至少一种，其中944对于本体系更为适宜。光稳定剂的作用是能屏障或抑制光氧化还原或光老化过程，从而抑制材料的降解，延缓材料的外观和物理机械性能恶化，提高材料在日常使用过程中的耐光和耐候性。

所述的抗菌剂为有机类或无机类抗菌剂，其中有机抗菌剂包括有机酸类、酚类、季铵盐、苯并咪唑类，无机抗菌剂有银系、铜系、锌系无机抗菌剂。其主要作用是杀灭有害细菌或抑制有害细菌生长繁殖。

所述的抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类或含硫酯类类中的一种或其混合物，其中本体系选择的是酚类Irganox 1010和亚磷酸酯类Irganox 168的混合物，其作用可以延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，提高聚丙烯加工和使用过程中的稳定性。

所述的加工助剂为白油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硅酮、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、TAF（N ,N′双乙撑硬脂肪酸酰胺）中的至少一种，其可以改善复合物中各组分的分散，提高产品的流动性和脱模性，从而提高产量、降低能耗、改善产品加工性、提高产品表面光泽度。 

一种高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于：

1）将聚丙烯树脂、主阻燃剂、协效阻燃剂、填充物、成核剂、

光稳定剂、抗菌剂、抗氧剂、加工助剂按重量份添加比例预先在高速混料机中混合5-10min；

   2）将上述混合物加入长径比为35:1~40:1、挤出温度为170~220℃、转速为350~600rpm的强剪切双螺杆挤出机中混炼挤出，经拉条、水冷、切粒、干燥后得到最终产品。

本发明的产品，具有良好的阻燃性，阻燃级别可以达到UL94 V-0，具有优异的抗菌性，抑菌率达到99%，具有较高的表面光泽度，表面光泽度可达85%，高刚性、高耐候、良好的韧性、低表面析出、化学稳定性好、良好的可加工性，可以满足电子马桶盖和坐垫的要求。

具体实施方式

本实施例中采用的聚丙烯树脂为MI为15-32g/10min的PPH和PPB，主阻燃剂为四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚，协效阻燃剂为三氧化二锑，填充物为滑石粉、硫酸钡、钛白粉的混合物（三者混合重量比为1:1:1），成核剂采用二亚苄基山梨醇类成核剂，光稳定剂为944，抗菌剂采用银系和铜系无机抗菌剂复配使用(两者的重量比例为1:1)，抗氧剂为Irganox 1010、Irganox 168，加工助剂为白油、乙撑双硬脂酰胺。

材料的制备过程如下所述，将聚丙烯树脂、阻燃剂、协效阻燃剂、填充物、成核剂、光稳定剂为944、抗菌剂、抗氧剂Irganox 1010和Irganox 168、加工助剂白油和乙撑双硬脂酰胺按表1的配比（重量百分比）在高速混料机中混匀，将混合后的物料由加料桶送入长径比为40:1的双螺杆挤出机中，螺杆转速为360rpm，螺杆各段温度：170℃、170℃、180℃、190℃、190℃、200℃、200℃、210℃、210℃、220℃。经过双螺杆挤出机混炼挤出造粒，得到最终产品。

表1为一种高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物3个实施例各原料组分的重量百分比。

表1

表2为一种高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物3个实施例的物理性能数据。

表2

表3为一种高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物的物理性能中各项指标的测试标准及单位。

表3

物理性能	测试标准	单位
			密度	ISO 1183A	g/cm3
熔融指数	ISO 1133	g/10min
			拉伸强度	ISO527/2-93	Mpa
断裂伸长率	ISO527/2-93	%
			弯曲强度	ISO178-93	Mpa
弯曲模量	ISO178-93	Mpa
			缺口冲击强度	ISO180-93	KJ/m2
热变形温度	ISO75-1	℃
			表面光泽度	ISO 8254	%
洛氏硬度	ISO-2039	N/mm2
			抑菌率	GB7919	%
阻燃性能	UL94	Class

以上说明了本发明的优异效果。

Claims (10)

1.一种光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：

聚丙烯树脂    70-90%

主阻燃剂      3-16%

协效阻燃剂    1-6%

填充物        1-10%

成核剂        0.5-2%

光稳定剂      0.2-1%

抗菌剂        0.2-1%

抗氧剂        0.2-0.5%

加工助剂      0.2-2%；

上述组分用量之和为100%。

2.根据权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂、无规共聚聚丙烯树脂中的至少一种。

3. 根据权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：所述的主阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、八溴醚、三（2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸酯）、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚中的一种。

4. 根据权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：所述的协效阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑、硅酸盐、硼酸盐中的至少一种。

5. 根据权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：所述的填充物为碳酸钙、滑石粉、高岭土、二氧化硅、云母、硫酸钡、玻璃微珠、钛白粉中的一种或多种混合物。

6. 根据权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：所述的成核剂为有机成核剂或无机成核剂中的至少一种。

7. 根据权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：所述的光稳定剂为BW26911、622、944、UV531中的至少一种。

8. 根据权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征是：所述的抗菌剂为有机类或无机类抗菌剂，其中有机抗菌剂为有机酸类、酚类、季铵盐或苯并咪唑类，无机抗菌剂为银系、铜系或锌系无机抗菌剂。

9. 根据权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物，其特征在于：所述的抗氧剂是酚类Irganox 1010和亚磷酸酯类Irganox 168的混合物；所述的加工助剂为白油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硅酮、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、N ,N′双乙撑硬脂肪酸酰胺中的至少一种。

10. 一种权利要求1所述的高光低表面析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于：

1）将聚丙烯树脂、主阻燃剂、协效阻燃剂、填充物、成核剂、

光稳定剂、抗菌剂、抗氧剂、加工助剂按重量份添加比例预先在高速混料机中混合5-10min；

   2）将上述混合物加入长径比为35:1~40:1、挤出温度为170~220℃、转速为350~600rpm的强剪切双螺杆挤出机中混炼挤出，经拉条、水冷、切粒、干燥后得到最终产品。