CN103694561A - 一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料及其制备方法。该材料质量份数：聚丙烯100；增韧剂5-10；接枝物1-5；高光硫酸钡10-20；阻燃剂10-14；助阻燃剂5-7；成核剂0.05-0.2；抗氧剂0.2-0.4；表面处理剂0.2-0.4；分散润滑剂0.2-0.5；荧光增白剂0.03。方法是：先将表面处理剂、分散润滑剂、高光硫酸钡、阻燃剂、助阻燃剂混合；然后将聚丙烯、增韧剂、接枝物、成核剂、抗氧剂、荧光增白剂与所得混合物混合，最后挤出造粒。本发明制备的材料具有高光泽性，高冲击性，高流动性和阻燃性，适应家用电器的要求，同时相对于丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物，价格低廉。

Description

一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚丙烯材料及制备方法，特别是涉及一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料及其制备方法。 

背景技术

    聚丙烯作为五大通用材料之一，具有优良的综合性能，良好的化学稳定性和相对低廉的价格，其用途不断被扩展，目前在日用电器产品领域已占有一定席位。高光泽聚丙烯作为最理想的代替丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物高光制品的材料，引起了人们的兴趣和广泛研究。目前，国外的这类改性聚丙烯大量用于微波炉、电热水器、电饭煲等日用家电上。一般，家电用改性聚丙烯具有阻燃的要求，需要加入阻燃剂、填料等，很大程度上影响了聚丙烯专用料的表面光泽度，导致制品的美观性下降。因此，在提高强度、韧性、耐热性能的前提下，改善聚丙烯专用料的表面光泽度，可进一步扩大其应用领域。目前，高光泽聚丙烯专用料均采用加入无机填料或成核剂的方式进行改性。CN102485785A公布了一种耐热、耐划痕高光聚丙烯材料的制备方法，该方法通过在聚丙烯中添加硫酸钡、碳酸钙和润滑剂，整体提高了材料的耐热性能和光泽度，其光泽度可达89-94光泽单位。CN101205332A 公布了一种高光泽纳米硫酸钡增强聚丙烯树脂组合物的方法，该方法通过在聚丙烯中添加纳米硫酸钡、滑石粉和相容剂来提高材料的光泽，流动性和力学性能，材料广泛用于家用电器的外壳。单纯使用填料增加材料光泽度的方法，虽然可以一定程度上提高光泽性，但同时会降低材料的机械性能（如韧性）和流动性，不能用于薄壁和结构复杂的制品。 

发明内容

本发明针对以上现有技术存在的不足，提出一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料及其制备方法。该材料在满足高光阻燃的同时，具有优良的冲击性和加工性能，可用于薄壁和结构复杂的制品。 

本发明采取的技术方案是：一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，该材料由以下组分按质量份数组成： 

聚丙烯           100

增韧剂            5-10

接枝物            1-5

高光硫酸钡        10-20

阻燃剂            10-14 

助阻燃剂          5-7

成核剂            0.05-0.2

抗氧剂            0.2-0.4

表面处理剂        0.2-0.4

分散润滑剂        0.2-0.5

荧光增白剂        0.03。

本发明的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，该材料按以下制备过程进行： 

步骤一：将表面处理剂、分散润滑剂、高光硫酸钡、阻燃剂、助阻燃剂按质量份数称重，在混合机中混合3-5分钟。

步骤二：将聚丙烯、增韧剂、接枝物、成核剂、抗氧剂、荧光增白剂按质量份数称重，与步骤一所得的混合物在混合机中混合3-5分钟，然后在挤出机温度为180-240 ℃, 螺杆转速为200-500rpm的工艺条件下挤出造粒。 

本发明的优点：本发明制备的材料具有高光泽性，高冲击性，高流动性和阻燃性，适应家用电器的要求，同时相对于丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物，价格低廉。 

本发明所使用阻燃剂属于环保溴系阻燃剂，阻燃效率高，材料阻燃性能可达到V1级，同时燃烧不产生二噁英等有毒物质。 

本发明采用成核剂、超细高光硫酸钡和荧光增白剂协同增光作用，可使基础树脂中加入阻燃剂后，仍然具有高光泽性，且可降低增光剂的总用量。 

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明：本发明采用南京科倍隆 CTE-65风冷拉条双螺杆挤出机。 

本发明采用的聚丙烯，其熔体流动指数在15g/10min以上。 

本发明采用的高光硫酸钡为超细高光硫酸钡，其细度在2000目以上。 

本发明采用的增韧剂为苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚氨酯弹性体、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种混合。 

本发明采用的接枝物为无味或低气味马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种混合。 

本发明采用的成核剂为二苄叉山梨醇类及其衍生物、芳基磷酸酯盐类TMP-6和取代苯甲酸铝盐类中的一种。

本发明采用的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂的重量比为1:0.3-1:0.7。 

本发明采用的表面处理剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、锆酸酯中的一种或几种混合。 

本发明采用的分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、PE蜡、褐煤酸、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或几种混合。 

本发明采用的荧光增白剂为4,4-双（2-甲氧基苯乙烯基）联苯，二苯乙烯基双苯并恶唑，2,5-双（5-叔丁基-2-苯并噁唑基）噻吩，2,2-（4,4-二苯乙烯基）双苯并噁唑，1.4--双（苯并恶唑基-2-基）萘，4.4-双（5甲基-2-苯并恶唑基）二苯乙烯中的一种。 

本发明采用的的阻燃剂为十溴二苯乙烷，助阻燃剂为三氧化二锑。 

实施例1：按如下质量份数准确称量各组分： 

高熔指聚丙烯K7726              100

乙烯-辛烯共聚物                  6

无味马来酸酐接枝聚丙烯           3

超细高光硫酸钡                   10

十溴二苯乙烷                     12

三氧化二锑                        6

芳基磷酸酯盐类成核剂TMP-6       0.1

受阻酚类抗氧剂1010               0.1

亚磷酸脂类抗氧剂168              0.2

γ-氨丙基三乙氧基硅烷              0.2

硬脂酸钙                          0.3

二苯乙烯基双苯并恶唑              0.03。

该材料按以下制备过程进行： 

步骤一：将0.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.3份硬脂酸钙、12份十溴二苯乙烷、6份三氧化二锑、10份超细高光硫酸钡，在高速混合机中混合4分钟。

步骤二：将100份高熔指聚丙烯K7726 、6份乙烯-辛烯共聚物、3份无味马来酸酐接枝聚丙烯、0.1份芳基磷酸酯盐类成核剂TMP-6 、0.1份受阻酚类抗氧剂1010、0.2份亚磷酸脂类抗氧剂168、0.03份二苯乙烯基双苯并恶唑，与步骤一所得的混合物在高速混合机中混合4分钟，然后挤出机温度为230 ℃, 螺杆转速为450rpm工艺条件下挤出造粒。 

实施例2：按如下质量份数准确称量各组分： 

高熔指聚丙烯K7726          100

乙烯-辛烯共聚物              8

无味马来酸酐接枝聚丙烯       4

超细高光硫酸钡                  15

十溴二苯乙烷                    12

三氧化二锑                       6

芳基磷酸酯盐类成核剂TMP-6      0.15

受阻酚类抗氧剂1010              0.1

亚磷酸脂类抗氧剂168             0.2

硬脂酸                           0.3

硬脂酸钙                         0.4

二苯乙烯基双苯并恶唑             0.03。

该材料按以下制备过程进行： 

步骤一：将0.3份硬脂酸、0.4份硬脂酸钙、12份十溴二苯乙烷、6份三氧化二锑、15份超细高光硫酸钡在高速混合机中混合4分钟。

步骤二：将100份高熔指聚丙烯K7726 、8份乙烯-辛烯共聚物、4份无味马来酸酐接枝聚丙烯、0.15份芳基磷酸酯盐类成核剂TMP-6 、0.1份受阻酚类抗氧剂1010、0.2份亚磷酸脂类抗氧剂168、0.03份二苯乙烯基双苯并恶唑，与步骤一所得的混合物在高速混合机中混合4分钟，然后在挤出机温度为230 ℃, 螺杆转速为450rpm工艺条件下挤出造粒。 

实施例3：按如下质量份数准确称量各组分： 

高熔指聚丙烯K7726               100

乙烯-辛烯共聚物                  10

无味马来酸酐接枝聚丙烯           4 

超细高光硫酸钡                   20

十溴二苯乙烷                    12

三氧化二锑                       6

芳基磷酸酯盐类成核剂TMP-6      0.2

受阻胺类抗氧剂1010              0.1

亚磷酸脂类抗氧剂168             0.2

硬脂酸                                0.4

硬脂酸钙                               0.5

二苯乙烯基双苯并恶唑                   0.02。

该材料按以下制备过程进行： 

步骤一：将0.4份硬脂酸、0.5份硬脂酸钙、12份十溴二苯乙烷、6份三氧化二锑、20份超细高光硫酸钡在高速混合机中混合4分钟。

步骤二：将100份高熔指聚丙烯K7726 、10份乙烯-辛烯共聚物、4份无味马来酸酐接枝聚丙烯、0.2份芳基磷酸酯盐类成核剂TMP-6 、0.1份受阻酚类抗氧剂1010、0.2份亚磷酸脂类抗氧剂168、0.02份二苯乙烯基双苯并恶唑，与步骤一所得的混合物在高速混合机中混合4分钟，然后在挤出机温度为230 ℃, 螺杆转速为450rpm工艺条件下挤出造粒。 

       经检测以上三个实施例的性能指标如表1所示。 

表1 

由此表可见，按照该制备方法所制备的材料具有较高的流动性和光泽度，良好的任性和阻燃效果，完全能够满足注塑薄壁或结构复杂的家用电器外壳类制品。

Claims (12)

1. 一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，该材料由以下组分按质量份数组成：

聚丙烯            100

增韧剂            5-10

接枝物            1-5

高光硫酸钡        10-20

阻燃剂            10-14 

助阻燃剂          5-7

成核剂            0.05-0.2

抗氧剂            0.2-0.4

表面处理剂        0.2-0.4

分散润滑剂        0.2-0.5

荧光增白剂        0.03。

2.一种如权利要求1所述的高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，该材料按以下制备过程进行：

步骤一：将表面处理剂、分散润滑剂、高光硫酸钡、阻燃剂、助阻燃剂按质量份数称重，在混合机中混合3-5分钟；

步骤二：将聚丙烯、增韧剂、接枝物、成核剂、抗氧剂、荧光增白剂按质量份数称重，与步骤一所得的混合物在混合机中混合3-5分钟，然后在挤出机温度为180-240 ℃, 螺杆转速为200-500rpm的工艺条件下挤出造粒。

3.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯其熔体流动指数在15g/10min以上。

4.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的高光硫酸钡其细度在2000目以上。

5.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚氨酯弹性体、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种混合。

6.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的接枝物为无味或低气味马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种混合。

7.所述的成核剂为二苄叉山梨醇类及其衍生物、芳基磷酸酯盐类TMP-6和取代苯甲酸铝盐类中的一种。

8.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂的重量比为1:0.3-1:0.7。

9.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的表面处理剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、锆酸酯中的一种或几种混合。

10.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、PE蜡、褐煤酸、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或几种混合。

11.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的荧光增白剂为4,4-双（2-甲氧基苯乙烯基）联苯，二苯乙烯基双苯并恶唑，2,5-双（5-叔丁基-2-苯并噁唑基）噻吩，2,2-（4,4-二苯乙烯基）双苯并噁唑，1.4--双（苯并恶唑基-2-基）萘，4.4-双（5甲基-2-苯并恶唑基）二苯乙烯中的一种。

12.如权利要求1所述的一种高流动高光阻燃增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述的助阻燃剂为三氧化二锑。