CN104448554A - 一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料及其制备方法，本发明由均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、环保低卤阻燃剂、无机填料及其他助剂充分混合均匀后，经同向啮合双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒制得。本发明在于材料的光泽度高，韧性好，阻燃剂的添加量低、无机填料的加入在保持较好的综合性能下，降低了材料的成本，本发明的聚丙烯阻燃材料环保低卤，可以满足国际电工IEC无卤要求，阻燃性能达美国UL-94 V2，综合力学性能优异，外观光泽漂亮，性价比高，适用于各种电工电气、家电类产品的要求。

Description

一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子工程塑料及其成型加工领域，具体涉及一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)作为五大通用塑料之一，由于其来源丰富，价格便宜，易于加工成型，产品综合性能优良，应用非常广泛，但与传统工程塑料相比，PP存在收缩率大，低温易脆，易翘曲变形等缺陷，因此在汽车行业、家电行业等应用领域使用的均是被工程化、高性能化改性过的PP。
近年来我国家电产业的生产规模已跃居世界首位，在整个家电产业的材料使用上，以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、高冲击聚苯乙烯(HIPS)为主，被广泛应用，然而，ABS和HIPS两类树脂由于合成复杂，使用原料多样，树脂本身价格昂贵，而且受材料本身结构所限，在长期使用中会发生黄变和老化现象，从而影响到材料的应用，尤其在一些白色家电上面。随着家电行业竞争的日趋白热化，生产商对塑料材料的成本和性能的要求越来越高，因此，PP材料以低廉的价格，较低的密度和良好的老化等优点逐渐得到生产商的青睐。国外逐步开发出适用于家电零部件的聚丙烯(PP)改性材料，尤其在很多阻燃领域，许多家电企业开始使用成本相对更低的阻燃PP以替代目前的阻燃ABS和HIPS。阻燃PP除了价格低廉外，还具有优良的综合性能，良好的化学稳定性，优异的耐老化耐黄变性能及较好的成型加工性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性价比高，光泽度好，综合性能优异和加工流动性均比较好的低卤、低烟环保型聚丙烯阻燃材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其原料配方为：
所述的环保阻燃剂为协效环保阻燃剂母粒，阻燃母粒的制备方法为：将均聚聚丙烯HP500 80-85份，协效阻燃剂FR-066(广东特镁惠)15-20份，复配抗氧剂0.3-0.5份，润滑剂0.2-0.4份，光稳定剂(汽巴770)0.1-0.3份放入高混机搅拌3-6分钟，将所得阻燃剂混合料送入双螺杆挤出机中挤出造粒得阻燃母粒。
所述复配抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配，复配为以下比例的质量份：1:1-3；
所用润滑剂为金属皂类润滑剂。
所述的均聚聚丙烯优选为中高熔指聚丙烯(优选熔融指数10-20g/10min，特别优选12-18g/10min)，更优选为中石化大庆炼化HP500，具有高流动性，高冲击性；选用流动性好的中高熔指聚丙烯既有利于阻燃剂的充分分散，同时保证了材料的优异的加工注塑性，尤其是制件比较大或结构比较复杂的制品。
共聚聚丙烯优选为抗冲共聚聚丙烯，更优选为上海赛科7926，流动性高，冲击性好，保证产品的流动性及极佳的轫性。
中高熔指聚丙烯和抗冲共聚聚丙烯以45-85：15-40的比例组合在一起，既保证了材料的高光泽度又保证了产品的极佳的韧性，高于或低于该比例，要么产品的韧性变差，要么产品的光泽度欠佳，而不能达到产品的最终要求。
所述的环保阻燃剂采用N系、P系及低卤系的协效环保阻燃剂母粒。燃烧与阻燃是一个复杂的过程，协效体系的阻燃作用往往大于单一组份所产生的阻燃作用之和，该阻燃体系燃烧时释放的气体毒性低，对环境友好，协效阻燃效率高，添加量低，降低了成本。通过做成母粒可以使低添加量的阻燃剂更好的分散，提高阻燃效率，产品更稳定，同时使加工环境避免阻燃粉尘污染更清洁。
所述的无机填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡中的一种或几种的配合物。
所述复配抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配，本发明的较佳实例中，复合抗氧剂为以下比例的质量份复配，汽巴精化1010:168＝1:2；通过抗氧剂的协同作用，可有效抑制聚合物的热降解和氧化降解，对产品有突出的加工稳定性和对制品的长效保护作用。
所述的润滑剂为金属皂类润滑剂，其毒性小，加工性能好，价格低廉易得，在聚烯烃等塑料中是一种较好的润滑剂和脱模剂。
前述的一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其制备方法为：
(1)准确称取物料；
(2)将均聚丙与抗冲共聚丙放入高混机内，混合搅拌1-3分钟，得到聚丙烯配合物。
(3)将受阻酚类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂放入高混机，混合搅拌3-6分钟，得复合抗氧剂；
(4)将所述无机填料中一种或多种放入高混机，混合搅拌3-6分钟，得复合无机填料；
(5)将均聚聚丙烯HP500 80-85份，协效阻燃剂FR-066(广东特镁惠)15-20份，复配抗氧剂0.3-0.5份，润滑剂0.2-0.4份，光稳定剂(汽巴770)0.1-0.3份放入高混机搅拌3-6分钟，将所得阻燃剂混合料送入双螺杆挤出机中挤出造粒得阻燃母粒。
(6)将聚丙烯配合物、环保阻燃剂母粒、复合无机填料、复合抗氧剂等物料放入高混机，混合搅拌2-5分钟，得主料；
(7)将主料通过喂料斗送入双螺杆挤出机中，挤出机的优选设置为:一区170-190℃；二区190-200℃；三区190-210℃；四区190-210℃；五区190-210℃；六区190-210℃；七区190-210℃；八区190-210℃；九区190-210℃；模头200-210℃，双螺杆挤出机的长径比为40：1，双螺杆挤出机主机转速280-350r/min，真空度-0.3--0.6MPa；
(8)拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
本发明的有益效果是：本发明在聚丙烯配合物中添加低卤、低烟环保型阻燃剂、无机填料、受阻酚类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂组成的复合抗氧剂、金属皂类润滑剂从而形成一种新的环保阻燃聚丙烯组合物。与现有技术相比，本发明具有低卤、低烟，对环境友好，产品光泽度好，性价比高，综合性能平衡，解决了现有产品随阻燃剂增加，冲击性能恶化的矛盾，阻燃性及加工性能好，适合现在对产品的环保、阻燃安全性，高性价比性，美观性等要求，可以替代一些阻燃ABS、HIPS等产品，满足市场高性价比的需求。
本发明在于低卤、低烟环保型阻燃剂添加量小，对材料性能和产品外观光泽度影响小，大大降低阻燃成本及满足外形光泽美观要求；无机填料对聚丙烯进行增强增韧的同时大大降低了成本及收缩率，保证了产品的尺寸稳定性。本发明得到的高光高韧聚丙烯环保阻燃材料达到UL-94V2阻燃级别，满足国际IEC无卤产品要求(含卤量很低)，韧性好，光泽度佳，流动性好，易成型加工，综合性能良好等特点，性价比高，可满足电工电气、家电行业等产品零部件的需求。
具体实施方式
一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，由以下重量份数的原料制成：均聚聚丙烯(大庆炼化HP500)70份，共聚聚丙烯(上海赛科7926)25份，环保阻燃剂(N系、P系、低卤协效复合阻燃母粒，自制，方法为：高效阻燃剂18份(广东特镁惠FR-066)与大庆炼化HP500 82份，复配抗氧剂0.4份(汽巴精化Irgnox1010：168＝1：2)，润滑剂CaSt0.3份，光稳定剂(汽巴770)6份，无机填料(滑石粉：硫酸钡质量份＝1:5)18份，复合抗氧剂(质量份复配，汽巴精化Irgnox1010：168＝1：2)0.6份、金属皂类润滑剂(CaSt)0.5份。
制备方法包括以下步骤：
(1)准确称取物料；
(2)阻燃母粒制备：将HP500 82份，阻燃剂FR-066 18份，复配抗氧剂0.4份，润滑剂0.3份，光稳定剂0.2份放入高混机搅拌3-6分钟，将所得阻燃剂混合料送入双螺杆挤出机中挤出造粒得阻燃母粒；
(3)将均聚聚丙烯HP500与抗冲共聚聚丙烯7926放入高混机内，混合搅拌1-3分钟，得到聚丙烯配合物；
(4)将受阻酚类抗氧剂Irgnox1010和亚磷酸脂类抗氧剂Irgnox168放入高混机，混合搅拌3-6分钟，得复合抗氧剂；
(5)将所述无机填料放入高混机，混合搅拌3-6分钟，得复合无机填料；
(6)将聚丙烯配合物、环保阻燃剂母粒、复合无机填料、复合抗氧剂等物料放入高混机，混合搅拌2-5分钟，得主料；
(7)将主料通过喂料斗送入双螺杆挤出机中，挤出机优选设置为:一区170-190℃；二区190-200℃；三区190-210℃；四区190-210℃；五区190-210℃；六区190-210℃；七区190-210℃；八区190-210℃；九区190-210℃；模头200-210℃，双螺杆挤出机的长径比为40：1，双螺杆挤出机主机转速280-350r/min，真空度-0.3-0.6MPa；
(8)拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
表1 为实施例所得产品的性能测试表。
测试项目 检测标准 单位 数据 备注
缺口冲击强度 GB/T1843 KJ/M2 7.5 1eA
无缺冲击强度 GB/T1843 KJ/M2 NB
拉伸强度 GB/T1040 MPa 20.9
弯曲强度 GB/T9341 MPa 25.8
熔融指数 GB/T3682 g/10min 18
阻燃等级 UL-94 / V2 3.2mm
阻燃等级 UL-94 / V2 1.6mm
以上所述，仅是对本发明的原理和实施方式进行阐述的具体个例，只能用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，按重量比包括：
其中，均聚聚丙烯为中高熔指均聚聚丙烯，熔融指数为10-20g/10min；均聚聚丙烯为抗冲均聚聚丙烯；所述复配抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配，复配为以下比例的质量份：1:1-3；所用润滑剂为金属皂类润滑剂；
所述的环保阻燃剂为协效环保阻燃剂母粒，阻燃母粒的制备方法为：将均聚聚丙烯HP50080-85份，协效阻燃剂广东特镁惠FR-06615-20份，复配抗氧剂0.3-0.5份，润滑剂0.2-0.4份，光稳定剂汽巴7700.1-0.3份放入高混机搅拌3-6分钟，将所得阻燃剂混合料送入双螺杆挤出机中挤出造粒得阻燃母粒。
2.如权利要求1所述的一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其特征在于：中高熔指均聚聚丙烯的熔融指数为12-18g/10min。
3.如权利要求1所述的一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其特征在于：均聚聚丙烯采用中石化大庆炼化的HP500。
4.如权利要求1所述的一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其特征在于：共聚聚丙烯为上海赛科石化的7926。
5.如权利要求1所述的一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其特征在于：无机填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其特征在于：复合抗氧剂为以下比例的质量份复配，汽巴精化1010:168＝1:2。
7.如权利要求1所述的一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其特征在于：所用金属皂类润滑剂为CaSt。
8.如权利要求1所述的一种高光高韧聚丙烯环保阻燃材料，其制备方法为：
(1)准确称取物料；
(2)将均聚聚丙烯与共聚聚丙烯放入高混机内，混合搅拌1-3分钟，得到聚丙烯配合物；
(3)将受阻酚类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂放入高混机，混合搅拌3-6分钟，得复合抗氧剂；
(4)阻燃母粒制备：将均聚聚丙烯HP50080-85份，协效阻燃剂FR-06615-20份，复配抗氧剂0.3-0.5份，润滑剂0.2-0.4份，光稳定剂0.1-0.3份放入高混机搅拌3-6分钟，将所得阻燃剂混合料送入双螺杆挤出机中挤出造粒得阻燃母粒；
(5)将所述无机填料中一种或多种放入高混机，混合搅拌3-6分钟，得复合无机填料；
(6)将聚丙烯配合物、环保阻燃剂母粒、复合无机填料、复合抗氧剂等物料放入高混机，混合搅拌2-5分钟，得主料；
(7)将主料通过喂料斗送入双螺杆挤出机中，挤出机优选设置为:一区170-190℃；二区190-200℃；三区190-210℃；四区190-210℃；五区190-210℃；六区190-210℃；七区190-210℃；八区190-210℃；九区190-210℃；模头200-210℃，双螺杆挤出机的长径比为40：1，双螺杆挤出机主机转速280-350r/min，真空度-0.3-0.6MPa；
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