CN102993697B - 一种无卤阻燃隔音pp/abs/pa6合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种无卤阻燃隔音pp/abs/pa6合金材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种无卤阻燃隔音PP/ABS/PA6合金材料及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。本发明的合金材料由以下组分组成（重量百分比）：PP 5-15%、ABS 10-30%、PA6 20-50%、复配无卤阻燃剂体系 20-40%、相容剂体系 5-10%、抗氧剂0.2-0.6%和润滑剂1-3%。该合金材料的制备方法是将原料搅拌混合，然后熔融挤出（挤出温度在170-240℃之间），再经过冷却、风干、切粒和过强磁最终得到产品。本发明的合金材料在力学性能、阻燃性、气味性、耐候性、耐刮擦性、尺寸稳定性以及隔音性上均满足汽车内饰用材料的要求，是用于制备汽车内饰的良好材料。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃隔音PP/ABS/PA6合金材料及其制备方法和应用。
背景技术
与无机和金属材料相比，塑料及其复合材料在汽车上的应用具有独特的优势。首先，作为最重要的汽车轻质材料，它不仅可以减轻零部件大约40%的重量，而且能使采购成本降低40%左右；其次，塑料成型容易，可以实现各种个性化的设计，且有精度保证；三是塑料制品可以通过弹性变形吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击起到较大的缓冲作用，对车辆和乘员起到保护作用。另外，塑料还具有减震吸声的作用，可以提高乘坐的舒适性；四是塑料耐腐蚀性强，局部受损不会腐蚀。五是塑料可以通过改性来获得不同的物理性能和成型加工性能，以适应汽车不同部件的用途要求。塑料表现出的质量轻、耐腐蚀、减震吸声、绝缘性好、导热性低、容易成型、着色性好、加工成本低、可回收循环使用等优势使其能较好地符合现代汽车设计性能的要求，即轻量化、安全、环保、节能、低成本、舒适。另外，塑料的优良加工性也为外观设计更加人性化、多样化和美观性提供了便利条件。
虽然汽车应用的塑料具有以上优点，但隔音效果仍然可以改进。
发明内容
本发明的目的是在现有汽车应用塑料的基础上，提供一种新的无卤阻燃隔音PP/ABS/PA6合金材料。
本发明的另一目的是提供上述无卤阻燃隔音PP/ABS/PA6合金材料的制备方法。
本发明的又一目的是提供上述无卤阻燃隔音PP/ABS/PA6合金材料的应用。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
一种无卤阻燃隔音PP/ABS/PA6合金材料，是由以下组分组成，按重量百分含量计：
PP树脂（聚丙烯） 5-15%
ABS树脂（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）10-30%
PA6树脂（聚酰胺6） 20-50%
复配无卤阻燃剂体系 20-40%
相容剂体系 5-10%
抗氧剂 0.2-0.6%
其他（润滑剂类） 1-3%
所述复配无卤阻燃剂体系由以下按重量百分比计的各原料分别进行研磨、干燥后搅拌混合得到：
聚磷酸铵 35-50%
三聚氰胺氰尿酸盐 15-45%
三季戊四醇 25-40%
烷基脂类协效剂 0.1-1%
盐催化剂 1-8%
所述聚磷酸铵为聚合度大于1000，水溶性不大于0.5g/100ml水的聚磷酸铵。
作为一种优选方案，所述无卤阻燃隔音PP/ABS/PA合金材料中的PP为嵌段共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯中的一种。
所述ABS树脂优选为分子量为10-45万、BD含量为40-60%、橡胶粒径为0.15-1.5μm的ABS粉。
所述PA6树脂中的水分含量在0.1％以下，优选将PA6在120℃条件下烘3小时。
所述烷基脂类协效剂优选为芳香族四羧酸的二烷基酯、磷酸三烷基酯、碳酸二烷基酯中的一种或几种的混合物；所述盐催化剂优选为硼酸锌、硼酸镍、硼酸镁、硫酸锌、硫酸镍、碳酸锰、碳酸镁、磷酸锆和硅酸镁中的一种或几种的混合物。
所述相容剂体系优选为苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物（SANMAH）、甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物（MMA/MA）、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、PP-g-MAH和PP-g-GMA中的一种或几种的混合物。
所述抗氧剂优选为AT-1010、AT-168、AT-10、AT-626和AT-3114中的一种或几种的复配混合物。
一种无卤阻燃隔音PP/ABS/PA合金材料的制备方法，步骤如下：
（1）原材料的处理及混合
PA6树脂在120℃下烘3小时，控制水分在0.1％以下；
将PP树脂、ABS树脂和PA6树脂与复配无卤阻燃剂体系、相容剂体系、抗氧剂和润滑剂在高速混料机中混合3分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
（2）熔融挤出
将混合好的物料通过计量装置加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度在170-240℃之间，螺杆转速为380转/分；
（3）造粒及后处理
对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁得到成品。
本发明的无卤阻燃隔音PP/ABS/PA合金材料在制备汽车装饰材料中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的无卤阻燃隔音PP/ABS/PA合金材料在力学性能、阻燃性、气味性、耐候性、耐刮擦性、尺寸稳定性以及隔音性上均满足汽车内饰用材料的要求，提供了一种性能更好的合金材料。
具体实施方式
实施例1
先将30份 PA6树脂在120℃下烘3小时，经测定水分含量为0.08%，然后加入11.4份 PP-R树脂（无规共聚聚丙烯）、15份 ABS树脂（分子量5万，BD含量40%，橡胶粒径为2μm的ABS粉）、30份复配无卤阻燃剂（聚磷酸铵7份、三聚氰胺尿酸盐9份、三季戊四醇5份、磷酸三烷基酯2份和硫酸锌7份组成）、8份 相容剂（甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物（MMA/MA）和PP-g-GMA的混合物）、0.4份的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（AT-1010）和0.2份的辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（AT-168）、1份润滑剂通过高速混料机混合3分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出、冷却、造粒、过磁、包装得到产品。
实施例2
先将25 份 PA6树脂在120℃下烘3小时控制水分为0.1，然后加入10份 PP-B树脂（嵌段共聚聚丙烯）、20 份 ABS树脂（分子量45万，BD含量45%，橡胶粒径为1.5μm的ABS粉）、30 份复配无卤阻燃剂（聚磷酸铵10份、三聚氰胺尿酸盐8份、三季戊四醇8份、磷酸三烷基酯1份和硼酸镍3份组成）、10 份相容剂（苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物（SANMAH）和PP-g-MAH的混合物）、0.4 份的主抗氧剂AT-1010和0.2 份辅助抗氧剂AT-626、1.5 份润滑剂通过高速混料机混合3分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出、冷却、造粒、过磁、包装得到产品。
对上述实施例所得产品进行性能测定，结果如下表
表1
| 测试项目 | 测试标准 | 测试条件 | 实施例1 | 实施例2 |
| 比重（g/cm3） | GB 1033 | 23℃ | 1.28 | 1.25 |
| 拉伸强度（MPa） | GB 1040 | 50mm/min | 50.2 | 55.6 |
| 弯曲强度（MPa） | GB 9341 | 2mm/min | 65.2 | 60.6 |
| 弯曲模量（MPa） | GB 9341 | 2mm/min | 3522 | 3241 |
| 缺口冲击强度（KJ/m2） | GB 1843 | 4mm, 23℃ | 10.5 | 12.2 |
| 热变形温度（℃） | GB 1634 | 1.8Mpa,6.4mm | 120 | 118 |
| 阻燃性（Class） | UL94 | 1.6mm | V-0 | V-0 |
| 灼热丝温度 | IEC60695 | ℃ | 850 | 850 |
Claims (1)
1.一种无卤阻燃隔音PP/ABS/PA6合金材料，其特征在于,所述合金材料由以下组分及方法制备而成：
先将30份PA6树脂在120℃下烘3小时，经测定水分含量为0.08％，然后加入11.4份PP-R树脂，15份ABS树脂，30份复配无卤阻燃剂、8份相容剂、0.4份的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和0.2份的辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、1份润滑剂通过高速混料机混合3分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出、冷却、造粒、过磁、包装得到产品；
其中，所述PP-R树脂为无规共聚聚丙烯；所述ABS树脂的分子量5万，BD含量40％，橡胶粒径为2μm的ABS粉；所述复配无卤阻燃剂由聚磷酸铵7份、三聚氰胺尿酸盐9份、三季戊四醇5份、磷酸三烷基酯2份和硫酸锌7份组成；所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物和PP-g-GMA的混合物；
或所述合金材料由以下组分及方法制备而成：
先将25份PA6树脂在120℃下烘3小时控制水分为0.1，然后加入10份PP-B树脂、20份ABS树脂、30份复配无卤阻燃剂、10份相容剂、0.4份的主抗氧剂和0.2份辅助抗氧剂、1.5份润滑剂通过高速混料机混合3分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出、冷却、造粒、过磁、包装得到产品；
其中，所述PP-B树脂为嵌段共聚聚丙烯；所述ABS树脂为分子量45万，BD含量45％，橡胶粒径为1.5μm的ABS粉；所述复配无卤阻燃剂由聚磷酸铵10份、三聚氰胺尿酸盐8份、三季戊四醇8份、磷酸三烷基酯1份和硼酸镍3份组成；所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物和PP-g-MAH的混合物，所述主抗氧剂是AT-1010，所述辅助抗氧剂是AT-626。
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