CN103396606A - 一种车用无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车用无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法，1)将聚丙烯颗粒、增韧剂、填充剂、光热稳定剂、相容剂、阻燃剂、加工助剂按照特定配方，准确称量、配料；2）将配好物料置于高混机中，在转速为800-1000rpm下混合5～20min，加热温度为60-100℃，得到混合均一、干燥的物料；3)将步骤2)中得到的混合物加入到双螺杆挤出机加料斗中， 双螺杆挤出机各温区温度以及主机转速为：一区170℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区195℃，六区200℃，七区200℃，八区190℃，九区185℃，主机转速100～200 rpm。降低聚丙烯填充改性材料的密度，同时具有高强度和提高尺寸稳定性的特点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料改性加工领域，具体涉及一种车用无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
目前一辆普通汽车耗用的塑料材料大约40KG，随着汽车轻量化的进一步发展，以塑代钢的零部件将会越来越多，而在汽车行驶过程中，由于电器短路、发动机故障、交通事故等原因极易引起火灾，造成财产损失、人员伤亡。而易燃烧的汽车部件多是热塑性高分子材料。
在汽车热塑性高分子材料中，聚丙烯材料约占40-50%，因此开发阻燃聚丙烯材料，尤为重要。目前鲜有针对汽车材料开发的阻燃聚丙烯材料，目前的聚丙烯阻燃材料多含有卤素（如十溴二苯乙烷）及重金属化合物（如三氧化二锑），对环境的危害性较大，由于汽车材料控制的严格性，开发车用无卤阻燃材料势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车用无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法，以提高车用聚丙烯材料的阻燃性。
具体技术方案如下：
一种车用无卤阻燃聚丙烯材料，由以下组分进行混合和挤出制成：组分按照重量百分比：聚丙烯40～70%，增韧剂0～20%，填充剂0～30%，光热稳定剂0.2～2%，偶联剂0.1～3%，相容剂0.5～3%，阻燃剂3～30%，加工助剂0.1～5%。
进一步地，所述增韧剂为乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物POE、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物EPDM、苯乙烯-丁二烯共聚物SBS、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS、丙烯-乙烯接枝共聚物中的一种或一种以上。
进一步地，所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或一种以上。
进一步地，所述光热稳定剂为钛白粉、紫外线吸收剂、抗氧剂、防老剂中的任意一种或多种。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐。
进一步地，所述阻燃剂为红磷、氢氧化镁、氢氧化铝、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸脂、 有机硅类阻燃剂等其中的一种或一种以上。
进一步地，所述的加工助剂为硬脂酸、硬脂酸盐、硅橡胶、EBS、PE蜡中的任意一种或多种。
上述车用无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，进一步地，采用如下步骤：
1) 将聚丙烯颗粒、增韧剂、填充剂、光热稳定剂、相容剂、阻燃剂、加工助剂称量、配料；
2) 将配好物料置于高混机中，进行混合加热；
3) 将步骤2)中得到的混合物加入到双螺杆挤出机加料斗中， 进行挤出。
进一步地，步骤2）中，在高混机中，在转速为800-1000rpm下混合5～20min，加热温度为60-100℃，得到混合均一、干燥的物料；步骤3）中，双螺杆挤出机各温区温度以及主机转速为：一区170℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区195℃，六区200℃，七区200℃，八区190℃，九区185℃，主机转速100～200 rpm。
与目前现有技术相比，本发明拥有特定配方，通过添加无卤阻燃助剂，获得一种阻燃性能较好的车用无卤阻燃聚丙烯材料。降低聚丙烯填充改性材料的密度，同时具有高强度和提高尺寸稳定性的特点。
具体实施方式
下面对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
一种改性聚丙烯的配方，该配方重量百分比的组分：
所述增韧剂为乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物（POE）、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）、丙烯-乙烯接枝共聚物中的一种或一种以上；所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或一种以上；所述光热稳定剂为钛白粉、紫外线吸收剂、抗氧剂、防老剂中的任意一种或多种；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述相容剂为马来酸酐；所述阻燃剂为红磷、氢氧化镁、氢氧化铝、三聚氰 胺、三聚氰胺氰尿酸脂、有机硅类阻燃剂等其中的一种或一种以上；所述的加工助剂为硬脂酸、硬脂酸盐、硅橡胶、EBS、PE蜡中的任意一种或多种。
一种车用无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法：1) 将聚丙烯颗粒、增韧剂、填充剂、光热稳定剂、相容剂、阻燃剂、加工助剂按照特定配方，准确称量、配料；2) 将配好物料置于高混机中，在转速为800-1000rpm下混合5～20min，加热温度为60-100℃，得到混合均一、干燥的物料；3) 将步骤2)中得到的混合物加入到双螺杆挤出机加料斗中， 双螺杆挤出机各温区温度以及主机转速为：一区170℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区195℃，六区200℃，七区200℃，八区190℃，九区185℃，主机转速100～200 rpm。
优选实施例：
配方1：
其中采用氢氧化镁的阻燃机理为：氢氧化镁分散在聚丙烯复合材料中使可燃性聚丙烯的浓度较低，350-400℃以上脱水吸热，抑制聚丙烯复合材料的温度升高，脱水放出的水汽稀释可燃性气体和氧气的浓度，可阻止燃烧。
配方2：
采用氢氧化铝与红磷作为阻燃剂的机理为：
氢氧化铝与氢氧化镁的阻燃机理一致。红磷受热分解，形成极强脱水性的偏磷酸，从而使燃烧的聚合物表面炭化，炭化层一方面减少可燃气体的放出，另一方面还有吸热作用。氢氧化铝和红磷还有协同作用的功效，红磷脱水后促使氢氧化铝脱水结晶吸热，使阻燃体系的阻燃效果增大。
配方3：
氮系阻燃剂与磷系阻燃剂有协同效应，这是由于氮系阻燃剂的加入可以促使磷系的炭化，有增效作用。有机含氮化合物也属于缩聚型阻燃剂，他们燃烧后生成可以使塑料脱水及炭化的硝酸。
实施例与对比例性能参数对比
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种车用无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，由以下组分进行混合和挤出制成：组分按照重量百分比：聚丙烯40～70%，增韧剂0～20%，填充剂0～30%，光热稳定剂0.2～2%，偶联剂0.1～3%，相容剂0.5～3%，阻燃剂3～30%，加工助剂0.1～5%。
2.如权利要求1所述的车用无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物POE、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物EPDM、苯乙烯-丁二烯共聚物SBS、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS、丙烯-乙烯接枝共聚物中的一种或一种以上。
3.如权利要求1或2所述的车用无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或一种以上。
4.如权利要求1-3中任一项所述的车用无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述光热稳定剂为钛白粉、紫外线吸收剂、抗氧剂、防老剂中的任意一种或多种。
5.如权利要求1-4中任一项所述的车用无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
6.如权利要求1-5中任一项所述的车用无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐。
7.如权利要求1-6中任一项所述的车用无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述阻燃剂为红磷、氢氧化镁、氢氧化铝、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸脂、有机硅类阻燃剂等其中的一种或一种以上。
8.如权利要求1-7中任一项所述的车用无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的加工助剂为硬脂酸、硬脂酸盐、硅橡胶、EBS、PE蜡中的任意一种或多种。
9.一种如权利要求1-8所述车用无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，采用如下步骤：
1) 将聚丙烯颗粒、增韧剂、填充剂、光热稳定剂、相容剂、阻燃剂、加工助剂称量、配料；
2) 将配好物料置于高混机中，进行混合加热；
3) 将步骤2)中得到的混合物加入到双螺杆挤出机加料斗中， 进行挤出。
10.如权利要求9所述的车用无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，在高混机中，在转速为800-1000rpm下混合5～20min，加热温度为60-100℃，得到混合均一、干燥的物料；步骤3）中，双螺杆挤出机各温区温度以及主机转速为：一区170℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区195℃，六区200℃，七区200℃，八区190℃，九区185℃，主机转速100～200 rpm。
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