CN104212061B - 一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法 - Google Patents

一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104212061B
CN104212061B CN201410462974.1A CN201410462974A CN104212061B CN 104212061 B CN104212061 B CN 104212061B CN 201410462974 A CN201410462974 A CN 201410462974A CN 104212061 B CN104212061 B CN 104212061B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
modified
polypropylene
district
flame redardant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410462974.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104212061A (zh
Inventor
张炎斌
刘继纯
魏风军
于卓立
贾秋丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Science and Technology
Original Assignee
Henan University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Science and Technology filed Critical Henan University of Science and Technology
Priority to CN201410462974.1A priority Critical patent/CN104212061B/zh
Publication of CN104212061A publication Critical patent/CN104212061A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104212061B publication Critical patent/CN104212061B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12Polypropene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/02Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/003Additives being defined by their diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/004Additives being defined by their length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法,由42~55份聚丙烯基体、20~29份改性填料、1~4份氮化硼、18~21份添加剂、1~3份亚磷酸酯类抗氧剂和2~5份二甲基硅油组成,采用高速混合机将聚丙烯基体、改性填料、氮化硼、添加剂、亚磷酸酯类抗氧剂和二甲基硅油混合均匀后,将混合料加入造粒机造粒,然后,将粒料加入注塑机制样,制得阻燃聚丙烯。本发明中,多种无机组份的加入,提高了聚合物和无机填料体系的流动性,提高了增韧效果,无需使用增容剂,降低成本;本发明中采用多种添加剂以及玻纤以及阻燃剂均为无卤材料,制备工艺简便,所采用材料便宜,综合成本较之于传统的聚丙烯复合材料优势较为明显。

Description

一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯领域,具体的说是一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法。
背景技术
聚丙烯纤维由于其本身优良的机械性能、绝缘性、密度小和耐化学药品性等综合性能,因而在汽车工业、电器工业、日用品及包装工业等方面具有广泛的应用,这些应用领域相关的法律规定和用户的要求,要对聚丙烯材料进行阻燃加工。目前国内外对聚丙烯阻燃主要采用添加阻燃剂,但含卤阻燃剂由于其在燃烧时形成腐蚀性的卤化氢,发烟量大,很多国家已经禁止使用。
目前,通常采用一种协效剂与膨胀型阻燃剂复配无卤阻燃聚丙烯,进一步提高膨胀型阻燃剂的阻燃效率。但阻燃剂加入后,常使得阻燃聚丙烯的耐磨性和强度下降,难以满足一些在阻燃领域对耐磨性和强度有需求的场合;同时,常规的无卤阻燃剂价格较高,导致聚丙烯成品的价格随之升高,如何在降低成本、阻燃满足的情况下,提升其耐磨性能是聚丙烯领域需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中阻燃聚丙烯耐磨性能和强度低的问题,提供一种通过改性填料、氮化硼和添加剂的复配协同作用,进而提高强度和耐磨性的阻燃聚丙烯及其制备方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,由聚丙烯基体、改性填料、氮化硼、添加剂、亚磷酸酯类抗氧剂和二甲基硅油组成,各组分的重量份数依次为:聚丙烯基体42~55份、改性填料20~29份、氮化硼1~4份、添加剂18~21份、亚磷酸酯类抗氧剂1~3份和二甲基硅油2~5份;其中,添加剂由重量比为6:10:1的纳米氧化铝、氮磷阻燃剂和白炭黑组成,改性填料由重量比为7:3的改性玻璃纤维和改性玻璃微珠组成,所述的改性玻璃纤维为经过硅烷偶联剂改性的玻璃纤维,所述的改性玻璃微珠由重量比为3:100的稀土改性剂和空心玻璃微珠混合而成。
本发明中,所述的硅烷偶联剂为KH550。所述的纳米氧化铝为纤维状,其粒径≤10nm,氮化硼为立方氮化硼;所述的玻璃纤维为无碱或低碱玻璃纤维,长度为2mm。磷氮阻燃剂中的磷含量为19.3~25%,氮含量为12~24%,粒径为3~15μm,白炭黑的纯度>99%,平均粒径15nm。
制备高强度耐磨阻燃聚丙烯的方法,具体的制备步骤为:步骤一、取20ml的硅烷偶联剂,然后将其溶于980ml的乙醇中,制成体积浓度为2%的硅烷偶联剂/乙醇溶液,再称取玻璃纤维300g,置于硅烷偶联剂/乙醇溶液中浸泡12h,晾干后,在80℃烘箱中烘干,制得改性玻璃纤维,备用;
步骤二、将空心玻璃微珠置于120℃的烘箱中烘干2h,然后按照100:3的重量比将其加入到体积浓度为2%的稀土改性剂溶液中,搅拌2h后,在100℃的烘箱中烘干3h,制得改性玻璃微珠,备用;
步骤三、按7:3的重量比分别称取步骤一制备的改性玻璃纤维和步骤二制备的改性玻璃微珠混合成改性填料,按照所述重量份数,分别取聚丙烯基体、改性填料、氮化硼、添加剂、亚磷酸酯类抗氧剂和二甲基硅油置于转速为1100r/min的混合机中,在80~100℃温度下混合5~8min,制得混合物,备用;
步骤四、将步骤三制得的混合物置于转速为40~50r/min的造粒机中造粒,造粒机机筒内温度为:一区160℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃,模具温度为190℃,造粒时间为20~25min,制得混合物粒料;
步骤五、将步骤四制得的混合物粒料加入注塑机中形成熔料,其中,注塑机机筒内温度为:一区170℃、二区180℃、三区190℃,熔料经注塑机中温度为185℃的喷嘴注射到模具的型腔中,模具温度为60~80℃,型腔中的熔料在30MPa的压力下保压6s,冷却后,制得阻燃聚丙烯。
本发明中,改性填料由重量比为7:3的改性玻璃纤维和改性玻璃微珠组成,若改性玻璃纤维含量过大,会导致部分玻璃纤维得不到充分浸渍,导致聚丙烯基体与玻璃纤维界面的结合性能变差,在冲击下,玻璃纤维与聚丙烯基体脱离,而达不到增强的效果,从而导致复合材料的冲击强度下降;而且,随着玻璃纤维量的增加,材料的流动性变差,不利于成型过程中产品的加工,因此,在经过试验验证后,改性玻璃纤维和改性玻璃微珠的最佳重量比为7:3。
在实际加工过程中,由于玻璃纤维容易缠结和混合不均匀,常使得实际生产情况达不到实验设计要求。由于空心玻璃微珠体积小,比表面积大,密度小,又具有较高的抗压强度,空心微珠存在,破坏主要集中在聚合物材料的界面上,并使得界面上不是以二维平面扩展裂纹;而且由于玻璃微珠呈球形,增加了界面的面积分数,因此界面破坏所需的能量远大于基体的断裂,从而使得聚合物的断裂强度得到提高。随着玻璃微珠量的增加,材料的破坏体现为玻璃微珠的破裂,在成型时不可避免的发生破裂,这些分散在基体中的碎片能够分散减弱断裂尖端的扩展,从而增大了断裂能。再者,由于玻璃微珠比聚丙烯基体大的抗压强度,所以破坏进程一开始是在玻璃微珠周围的基体中传递的,裂纹前缘是从不同的位面生成,随着裂纹的扩展,众多裂纹前缘汇合成河流状,重新聚集形成平面上的大裂纹,当微珠开始受力时,会发生形变。当应力大于微珠本身断裂强度时,则发生了破裂。正是由于空心玻璃微珠在基体中受到应力发生形变、破坏等,从而吸收冲击能量,提高冲击性能。同时,随着空心玻璃微珠量的增加,空心玻璃微珠在基体中分散均匀,其周围的聚丙烯基体相当于在均匀分散的玻璃微珠粒子周围嵌入了具有良好界面结合和一定厚度的柔性界面相,在一定形态结构下引发基体的剪切屈服,从而消耗大量的冲击能量,又能较好地传递所承受的外力,达到既增强又增韧的目的;同时,空心玻璃微珠还具有细化晶粒的作用。因此,在玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的基础上,再添加空心玻璃微珠可以进一步提高复合材料的力学性能。再者,由于玻璃微珠的“滚珠效应”,可以提高材料熔体的流动性,改善由于添加玻璃纤维给复合材料熔体粘度带来的影响,有利于生产过程中产品的加工。
本发明的有益效果:
1)、本发明的添加剂中的氧化铝,能够与立方氮化硼在聚丙烯基体表面形成复相耐火层,提高聚丙烯的耐磨性;而且,纳米级别的氧化铝和白炭黑的强度和硬度高、耐热性好、不易变形与聚丙烯聚合物的韧性好、密度低和易于加工等优点相结合,提高了聚合物的强度,而且,微晶态结构的无机填料,增强了无机物与聚合物之间的界面结合力,改善氧化铝和白炭黑与聚合物的相容性,达到减少用量的目的,降低生产成本;另外,这种超细化的无机填料能够与氮磷阻燃剂产生协同阻燃效应,达到降低阻燃剂填充量的同时,提高阻燃效率;
2)、本发明中的改性玻璃纤维、纤维状纳米氧化铝与聚丙烯基体之间形成化学键,加强了界面结合力,分子链间有较大程度的相互扩散,形成很强的缠结,在拉伸过程中,玻璃纤维不易从聚丙烯基体中拉出,同时吸收了大量的能量,直至被拉断为止,从而进一步提高复合材料的拉伸性能;另一方面,玻纤表面的聚丙烯分子链受到热应力作用取向和改性玻璃纤维给聚丙烯提供的成核表面,两者均使聚丙烯的结晶成核能垒降低,促进聚丙烯在界面处结晶,进一步提高材料的强度;
3)、与现有技术相比,改性玻璃纤维与添加剂中的纤维状纳米氧化铝能够在聚丙烯基体中形成纤维交织的网格结构,能够抑制聚丙烯分子链的热运动,阻止聚丙烯聚合物在高温作用下降解产生的可燃气体的逸出和氧气的进入,而纳米白炭黑使这种网格结构更为完整,有效地阻隔热传递,使聚丙烯具有更高的分解温度。同时,在较大的应力作用下,聚丙烯产生裂纹时,由于纤维的存在,裂纹会终止和发生偏转,从而提高了产生裂纹的应力值;
4)、本发明采用氮化硼的加入,因氮化硼具有良好的硬度、高的耐磨性、润滑性能以及热稳定性和化学稳定性,能够明显的提高复合材料硬度,耐磨性,以及热稳定性和化学稳定性;
5)、本发明中,多种无机组份的加入,提高了聚合物和无机填料体系的流动性,提高了增韧效果,利于成型过程中产品的加工,无需使用增容剂,降低成本;本发明中采用多种添加剂以及玻纤以及阻燃剂均为无卤材料,制备工艺简便,所采用材料便宜,综合成本较之于传统的聚丙烯复合材料优势较为明显。
具体实施方式
一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,由42~55份聚丙烯基体、20~29份改性填料、1~4份氮化硼、18~21份添加剂、1~3份亚磷酸酯类抗氧剂和2~5份二甲基硅油组成;其中,添加剂由重量比为6:10:1的纳米氧化铝、氮磷阻燃剂和白炭黑组成,改性填料由重量比为7:3的改性玻璃纤维和改性玻璃微珠组成,所述的改性玻璃纤维为经过硅烷偶联剂改性的玻璃纤维,所述的改性玻璃微珠由重量比为3:100的稀土改性剂和空心玻璃微珠混合而成。
其中,玻璃纤维为无碱或低碱玻璃纤维,长度为2mm;空心玻璃微珠的粒径为1~50μm,是一种质轻的封闭微型球体,其中空的内部腔体中充斥有CO2等气体,能促进炭层形成,进而起到隔热及减缓可燃性气体逸出的作用,具有质轻、低导热、无毒、不燃,化学稳定性好和高分散等优点。
本发明中添加的氮磷阻燃剂,磷含量为19.3~25%,氮含量为12~24%,粒径为3~15μm。燃烧时会在聚合物表面发泡膨胀形成致密的膨胀碳层,达到隔热隔绝空气阻燃的目的,该碳层阻燃、隔热、隔氧,并能防止产生熔滴;同时,可以抑制生烟量,烟密度低,不生成有毒或腐蚀性气体;并且在聚合物中具有良好的分散性,具有优异的阻燃性。改性玻璃微珠的引入,能够隔绝聚丙烯中热量的传递,阻燃协同性能良好,提高了制得的聚丙烯的阻燃性能。
改性玻璃纤维可以提高聚丙烯基体的抗张强度,在较大的应力作用下,复合材料产生裂纹时,当裂纹扩展到纤维处,裂纹会终止和发生偏转,从而提高应力值。在聚丙烯/玻纤复合材料中添加空心玻璃微珠时,稀土改性剂可使改性空心玻璃微珠在材料中分散均匀,其周围的材料相当于在均匀分散的改性空心玻璃微珠粒子周围嵌入了具有良好界面结合和一定厚度的柔性界面相,以便在材料经受破坏时既能引发银纹,终止裂缝扩展,同时在一定形态结构下引发基体的剪切屈服,从而消耗大量的冲击能量,又能较好地传递所承受的外力,达到既增强又增韧的目的。
本发明采用无卤氮磷阻燃剂和空心玻璃微珠可以产生协同阻燃效应。无卤氮磷阻燃剂,燃烧时会在聚合物表面发泡膨胀形成致密的膨胀碳层达到隔热隔绝空气阻燃的目的,该碳层阻燃、隔热、隔氧,并能防止产生熔滴;同时,可以抑制生烟量,烟密度低,不生成有毒或腐蚀性气体。空心玻璃微珠有良好的隔热性,能隔绝热量在聚合物中的传递,二者协同效应能够明显提高聚丙烯的阻燃性能,而且还能够显著降低聚丙烯聚合物熔体的粘度,改善其加工性能,提高其热稳定性高。
制备高强度耐磨阻燃聚丙烯的方法,采用高速混合机将聚丙烯基体、改性填料、氮化硼、添加剂、亚磷酸酯类抗氧剂和二甲基硅油混合均匀后,将混合料加入造粒机造粒,然后,将粒料加入注塑机制样,制得阻燃聚丙烯。
所述的稀土改性剂为稀土元素的氧化物或稀土元素的化合物。
实施例1:
一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,由聚丙烯基体49份、长度为2mm的改性玻璃纤维18.2份、改性空心玻璃微珠7.8份、立方氮化硼1份、纳米氧化铝7.41份、粒径为3~15μm的氮磷阻燃剂12.35份、白炭黑1.24份、亚磷酸酯类抗氧剂1份和二甲基硅油2份组成;其中,改性玻璃纤维为经过KH550改性的玻璃纤维,改性玻璃微珠由重量比为3:100的稀土改性剂和空心玻璃微珠混合而成。
制备高强度耐磨阻燃聚丙烯的方法,包括以下步骤:步骤一、取20ml的KH550,然后将其溶于980ml的乙醇中,制成体积浓度为2%的KH550/乙醇溶液,再称取玻璃纤维300g,置于KH550/乙醇溶液中浸泡12h,晾干后,在80℃烘箱中烘干,制得改性玻璃纤维,备用;
步骤二、将空心玻璃微珠置于120℃的烘箱中烘干2h,然后按照100:3的重量比将其加入到体积浓度为2%的稀土改性剂溶液中,搅拌2h后,在100℃的烘箱中烘干3h,制得改性玻璃微珠,备用;
步骤三、按照所述重量份数,分别称取步骤一制备的改性玻璃纤维和步骤二制备的改性玻璃微珠混合成改性填料,分别取聚丙烯基体、改性填料、氮化硼、氮化硼、氧化铝、氮磷阻燃剂、亚磷酸酯类抗氧剂和二甲基硅油置于转速为1100r/min的混合机中,在100℃温度下混合8min,制得混合物,备用;
步骤四、将步骤三制得的混合物置于转速为45r/min的造粒机中造粒,造粒机机筒内温度为:一区160℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃,模具温度为190℃,造粒时间为25min,制得混合物粒料;
步骤五、将步骤四制得的混合物粒料加入注塑机中形成熔料,其中,注塑机机筒内温度为:一区170℃、二区180℃、三区190℃,熔料经注塑机中温度为185℃的喷嘴注射到模具的型腔中,模具温度为80℃,型腔中的熔料在30MPa的压力下保压6s,冷却后,制得阻燃聚丙烯。
本发明采用纳米炭黑,其具有阻燃性,有利于体系形成紧密结实的碳层,表面裂纹少,对热和氧的阻隔效果好,具有一定的消烟作用;能够与氧化铝和氮磷阻燃剂产生协同阻燃效应。其中,氮磷阻燃剂是以磷、氮为主要成分的无卤阻燃剂,受热时可分解出不燃性气体(氨气、水蒸气等),并在表面生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧和抑烟的作用,并防止产生熔滴现象,对长时间或重复暴露在火焰中具有很好的抵抗性,因此有良好的阻燃性能。具有不含卤素、受热燃烧时低烟、少毒、无腐蚀性气体和熔滴产生的优点。
实施例2:
一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,由聚丙烯基体46份、长度为2mm的改性玻璃纤维14.7份、改性空心玻璃微珠6.3份、立方氮化硼4份、纳米氧化铝7.41份、粒径为3~15μm的氮磷阻燃剂12.35份、白炭黑1.24份、亚磷酸酯类抗氧剂3份和二甲基硅油5份组成;其中,改性玻璃纤维为经过KH550改性的玻璃纤维,改性玻璃微珠由重量比为3:100的稀土改性剂和空心玻璃微珠混合而成。
高强度耐磨阻燃聚丙烯的制备方法,参照实施例1的制备步骤。
实施例3:
一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,由聚丙烯基体55份、长度为2mm的改性玻璃纤维14份、改性空心玻璃微珠6份、立方氮化硼2份、纳米氧化铝6.35份、粒径为3~15μm的氮磷阻燃剂10.59份、白炭黑1.06份、亚磷酸酯类抗氧剂1份和二甲基硅油4份组成;其中,改性玻璃纤维为经过KH550改性的玻璃纤维,改性玻璃微珠由重量比为3:100的稀土改性剂和空心玻璃微珠混合而成。
高强度耐磨阻燃聚丙烯的制备方法,具体步骤为:步骤一、取20ml的KH550,然后将其溶于980ml的乙醇中,制成体积浓度为2%的KH550/乙醇溶液,再称取玻璃纤维300g,置于KH550/乙醇溶液中浸泡12h,晾干后,在80℃烘箱中烘干,制得改性玻璃纤维,备用;
步骤二、将空心玻璃微珠置于120℃的烘箱中烘干2h,然后按照100:3的重量比将其加入到体积浓度为2%的稀土改性剂溶液中,搅拌2h后,在100℃的烘箱中烘干3h,制得改性玻璃微珠,备用;
步骤三、按照所述重量份数,分别称取步骤一制备的改性玻璃纤维和步骤二制备的改性玻璃微珠混合成改性填料,分别取聚丙烯基体、改性填料、氮化硼、纳米氧化铝、粒径为3μm的氮磷阻燃剂、白炭黑、亚磷酸酯类抗氧剂和二甲基硅油置于转速为1100r/min的混合机中,在80℃温度下混合8min,制得混合物,备用;
步骤四、将步骤三制得的混合物置于转速为40~50r/min的造粒机中造粒,造粒机机筒内温度为:一区160℃、二区170℃、三区175℃和四区180℃,模具温度为190℃,造粒时间为20min,制得混合物粒料;
步骤五、将步骤四制得的混合物粒料加入注塑机中形成熔料,其中,注塑机机筒内温度为:一区170℃、二区180℃和三区190℃,熔料经注塑机中温度为185℃的喷嘴注射到模具的型腔中,模具温度为70℃,型腔中的熔料在30MPa的压力下保压6s,冷却后,制得阻燃聚丙烯。
实施例4:
一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,由聚丙烯基体44份、长度为2mm的改性玻璃纤维18.9份、改性空心玻璃微珠8.1份、立方氮化硼3份、纳米氧化铝6.7份、粒径为3~15μm的氮磷阻燃剂11.18份、白炭黑1.12份、亚磷酸酯类抗氧剂2份和二甲基硅油5份组成;其中,改性玻璃纤维为经过KH550改性的玻璃纤维,改性玻璃微珠由重量比为3:100的稀土改性剂和空心玻璃微珠混合而成。
高强度耐磨阻燃聚丙烯的制备方法,参照实施例3的制备步骤。
实施例5:
一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,由聚丙烯基体42份、长度为2mm的改性玻璃纤维20.3份、改性空心玻璃微珠8.7份、立方氮化硼3份、纳米氧化铝7.06份、粒径为3~15μm的氮磷阻燃剂11.76份、白炭黑1.18份、亚磷酸酯类抗氧剂3份和二甲基硅油3份组成;其中,改性玻璃纤维为经过KH550改性的玻璃纤维,改性玻璃微珠由重量比为3:100的稀土改性剂和空心玻璃微珠混合而成。
高强度耐磨阻燃聚丙烯的制备方法,参照实施例3的制备步骤。
由上表对比分析可知,实施例2聚丙烯材料的综合性能最好,按照上述配方及工艺所开发的阻燃聚丙烯材料与现有技术相比,具有比较优异的耐磨性、较高的综合力学性能和良好的阻燃效果。
本发明与现有技术相比:利用氮化硼的高硬度、高耐磨性以及良好的热稳定和化学稳定性;氮磷阻燃剂和改性玻璃微珠的协同阻燃效应;改性玻璃微珠和玻璃纤维的协同增强效应;同时利用了空心玻璃微珠可以提高材料熔体的流动性,改善由于添加改性玻璃纤维,而给聚合物熔体粘度带来的影响,从而得到了耐磨,热稳定性和化学稳定性好,耐磨、耐冲击、环保、阻燃以及尺寸稳定的聚丙烯材料,适合于注塑成型各类车用、家用电器以及装饰等技术领域。
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 (5)

1.一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,其特征在于:由聚丙烯基体、改性填料、氮化硼、添加剂、亚磷酸酯类抗氧剂和二甲基硅油组成,各组分的重量份数依次为:聚丙烯基体42~55份、改性填料20~29份、氮化硼1~4份、添加剂18~21份、亚磷酸酯类抗氧剂1~3份和二甲基硅油2~5份;其中,添加剂由重量比为6:10:1的纳米氧化铝、氮磷阻燃剂和白炭黑组成,改性填料由重量比为7:3的改性玻璃纤维和改性玻璃微珠组成,所述的改性玻璃纤维为经过硅烷偶联剂改性的玻璃纤维,所述的改性玻璃微珠由重量比为3:100的稀土改性剂和空心玻璃微珠混合而成,所述的氮磷阻燃剂中的磷含量为19.3~25%,氮含量为12~24%,粒径为3~15μm。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,其特征在于:所述的氮化硼为立方氮化硼。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,其特征在于:所述的玻璃纤维为无碱或低碱玻璃纤维,长度为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨阻燃聚丙烯,其特征在于:所述的硅烷偶联剂为KH550。
5.如权利要求1所述的高强度耐磨阻燃聚丙烯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、取20ml的硅烷偶联剂,然后将其溶于980ml的乙醇中,制成体积浓度为2%的硅烷偶联剂/乙醇溶液,再称取玻璃纤维300g,置于硅烷偶联剂/乙醇溶液中浸泡12h,晾干后,在80℃烘箱中烘干,制得改性玻璃纤维,备用;
步骤二、将空心玻璃微珠置于120℃的烘箱中烘干2h,然后按照100:3的重量比将其加入到体积浓度为2%的稀土改性剂溶液中,搅拌2h后,在100℃的烘箱中烘干3h,制得改性玻璃微珠,备用;
步骤三、按7:3的重量比分别称取步骤一制备的改性玻璃纤维和步骤二制备的改性玻璃微珠混合成改性填料,按照所述重量份数,分别取聚丙烯基体、改性填料、氮化硼、添加剂、亚磷酸酯类抗氧剂和二甲基硅油置于转速为1100r/min的混合机中,在80~100℃温度下混合5~8min,制得混合物,备用;
步骤四、将步骤三制得的混合物置于转速为40~50r/min的造粒机中造粒,造粒机机筒内温度为:一区160℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃,模具温度为190℃,造粒时间为20~25min,制得混合物粒料;
步骤五、将步骤四制得的混合物粒料加入注塑机中形成熔料,其中,注塑机机筒内温度为:一区170℃、二区180℃、三区190℃,熔料经注塑机中温度为185℃的喷嘴注射到模具的型腔中,模具温度为60~80℃,型腔中的熔料在30MPa的压力下保压6s,冷却后,制得阻燃聚丙烯。
CN201410462974.1A 2014-09-12 2014-09-12 一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法 Expired - Fee Related CN104212061B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410462974.1A CN104212061B (zh) 2014-09-12 2014-09-12 一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410462974.1A CN104212061B (zh) 2014-09-12 2014-09-12 一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104212061A CN104212061A (zh) 2014-12-17
CN104212061B true CN104212061B (zh) 2016-05-04

Family

ID=52093989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410462974.1A Expired - Fee Related CN104212061B (zh) 2014-09-12 2014-09-12 一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104212061B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104592632B (zh) * 2015-01-19 2016-09-28 河南科技大学 高韧性高模量聚丙烯复合材料及其制备方法
CN104672612B (zh) * 2015-02-04 2017-02-08 南京悠谷知识产权服务有限公司 一种阻燃聚丙烯材料及其制备方法
CN105047271B (zh) * 2015-08-14 2018-01-05 南通中尧特雷卡电梯产品有限公司 电梯扁平电缆线及其制备方法
CN105885230A (zh) * 2016-06-06 2016-08-24 苏州锦腾电子科技有限公司 一种高强度耐磨塑胶材料及其制备方法
CN106479051A (zh) * 2016-10-21 2017-03-08 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种抗静电耐磨聚丙烯‑聚苯乙烯复合材料及其制备方法
CN106479057A (zh) * 2016-11-08 2017-03-08 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种低密度高强度改性聚丙烯材料及生产方法
CN108641195A (zh) * 2018-04-28 2018-10-12 嘉兴领科材料技术有限公司 一种用于轨道交通用阻燃抗冲轻质聚丙烯基热塑性复合材料及其制备方法
CN109721829B (zh) * 2018-11-28 2021-06-25 金旸(厦门)新材料科技有限公司 一种高强耐磨聚丙烯复合物及其制备方法
CN110041609A (zh) * 2019-04-28 2019-07-23 东风汽车集团有限公司 一种低浮纤连续长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法与应用
CN111793275B (zh) * 2020-06-11 2022-07-01 金旸(厦门)新材料科技有限公司 一种智能马桶专用节能高光阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN118166450A (zh) * 2024-04-15 2024-06-11 沂水天源塑业有限公司 一种编织袋用阻燃改性聚丙烯的制备方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101891938A (zh) * 2010-07-16 2010-11-24 金发科技股份有限公司 一种非圆形横截面玻璃纤维增强液晶聚合物材料及其制备方法
CN102040830A (zh) * 2010-12-20 2011-05-04 金发科技股份有限公司 聚酰胺组合物及制备方法
CN103232638A (zh) * 2013-05-24 2013-08-07 傅轶 一种led灯用绝缘导热聚丙烯组合物及其制备方法
CN103509203A (zh) * 2013-09-24 2014-01-15 无锡会通新材料有限公司 一种增强的聚丙烯发泡珠粒的制备方法
EP2703436A1 (de) * 2012-08-28 2014-03-05 Ems-Patent Ag Polyamidformmasse und deren Verwendung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101891938A (zh) * 2010-07-16 2010-11-24 金发科技股份有限公司 一种非圆形横截面玻璃纤维增强液晶聚合物材料及其制备方法
CN102040830A (zh) * 2010-12-20 2011-05-04 金发科技股份有限公司 聚酰胺组合物及制备方法
EP2703436A1 (de) * 2012-08-28 2014-03-05 Ems-Patent Ag Polyamidformmasse und deren Verwendung
CN103232638A (zh) * 2013-05-24 2013-08-07 傅轶 一种led灯用绝缘导热聚丙烯组合物及其制备方法
CN103509203A (zh) * 2013-09-24 2014-01-15 无锡会通新材料有限公司 一种增强的聚丙烯发泡珠粒的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104212061A (zh) 2014-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104212061B (zh) 一种高强度耐磨阻燃聚丙烯及其制备方法
CN100419018C (zh) 膨胀型阻燃玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103275385B (zh) 核电用无卤低烟阻燃电缆护套料及其制备方法
CN103232631B (zh) 一种无卤低烟阻燃电缆护套料及其制备方法
CN104194145B (zh) 一种纳米改性环保无卤阻燃聚丙烯及其制备方法
CN103483676B (zh) 无卤阻燃线性低密度聚乙烯材料及其制备方法
CN103333364A (zh) 复合膨胀型阻燃剂及其在阻燃聚丙烯和聚氨酯中的应用
CN104371199A (zh) 一种低烟无卤煤矿用电缆料及其制备方法
CN106147263A (zh) 一种阻燃木塑复合材料
CN107936410A (zh) 一种无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法
CN103421270A (zh) 一种abs材料及其制备方法
CN103360667A (zh) 高强度轻质防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯层材料及其制备方法
CN103333423B (zh) 一种复配阻燃聚苯乙烯组合物及其制备方法
CN106084839A (zh) 一种复配阻燃木塑复合材料
CN102492290B (zh) 一种高强度高韧性阻燃聚酰胺的制备方法
CN107141659B (zh) 一种聚氯乙烯耐热防火复合材料及其制备方法
CN103980707A (zh) 韧化聚醚酰亚胺复合材料及其制备方法
CN113881230A (zh) 一种动力电池隔热用陶瓷化硅橡胶及其制备方法
CN110615928B (zh) 改性煤矸石粉填充聚烯烃阻燃复合材料及制备工艺
CN110698805B (zh) 一种改性阻燃工程塑料
CN102585337B (zh) 一种阻燃铝塑板芯材及其制备方法
CN104744772A (zh) 一种玻纤增强聚乙燃粉末
CN102942796B (zh) 阻燃木质复合门芯材料及其制备方法
CN103131147A (zh) 高灼热丝阻燃增强pbt材料及其生产方法
CN103396640B (zh) 一种超柔无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160504

Termination date: 20190912

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee