CN105175891A - 一种可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物 - Google Patents

一种可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物，以质量百分比计，均聚聚丙烯63.3-74.8%，拉丝级聚丙烯12-18%，八溴醚和/或八溴双酚S醚3-5%，三氧化二锑1-1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯2-4%，纳米蒙脱土2-5%，N,Nˊ-乙撑双硬脂酰胺1-3%，聚烯烃蜡1-3%，抗氧剂1010？0.08-0.12%，抗氧剂168？0.08-0.12%。将以上原料加入高混机中，设定高混机温度为60～70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定范围在160～195℃，制得产品。能够满足阻燃性能、抗静电性能、力学性能、加工性能等，满足加工和应用要求。

Description

一种可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物
技术领域
本发明涉及煤矿用聚丙烯阻燃抗静电材料，特别是赋予聚丙烯抗静电和阻燃性能，而且在加工时能够同时进行纵向和横向拉伸的组合物。
背景技术
聚丙烯阻燃抗静电材料在煤矿井下安全支护中得到了新的应用，替代原有金属相关产品具有良好的使用效果。由于煤矿井下采煤环境的特殊性，对聚丙烯材料的阻燃、抗静电性能有严格的要求。
具体来说，煤矿用聚丙烯阻燃抗静电材料需要同时满足如下几项关键指标：
1、阻燃性能
⑴.酒精喷灯燃烧时间：6条试样有焰燃烧时间平均值小于3s，其中任何一条试样的有焰燃烧时间单值小于10s；无焰燃烧时间平均小于10s，任何一条试样的无烟燃烧时间单值应小于30s；
⑵.酒精灯燃烧性能：6条试样的有焰燃烧时间平均值小于6s，其中任何一条试样的有焰燃烧时间单值应小于12s；无焰燃烧时间平均小于10s，任何一条试样的无烟燃烧时间单值应小于30s；
2、力学性能
⑴.材料拉伸强度不小于30MPa；
⑵．还需要满足护帮网单根拉断力大于1200N
⑶．单根拉断伸长率小于25%。
3、表面电阻算术平均值不大于1.0×109Ω。
发明内容
本发明针对聚丙烯护帮网产品各项性能和加工性能要求，提供一种矿用可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物，使聚丙烯材料满足阻燃性能、抗静电性能、力学性能、加工性能等，满足加工和应用要求。
为解决以上技术问题，本发明提供的一种可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物，以质量百分比计，包括：均聚聚丙烯63.3-74.8%，拉丝级聚丙烯12-18%，八溴醚和/或八溴双酚S醚3-5%，三氧化二锑1-1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯2-4%，纳米蒙脱土2-5%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺1-3%，聚烯烃蜡1-3%，抗氧剂10100.08-0.12%，抗氧剂1680.08-0.12%。
作为优选的技术方案，本发明提供的可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物包括:均聚聚丙烯67.8-72.3%，拉丝级聚丙烯13-15%，八溴醚和/或八溴双酚S醚3.5-4.5%，三氧化二锑1-1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯3%，纳米蒙脱土3-4%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺2%，聚烯烃蜡2%，抗氧剂10100.1%，抗氧剂1680.1%。
本发明采用高结晶度、等规度（98%以上）的均聚聚丙烯，保证双向拉伸比同时为7～10倍的情况下，添加拉丝级的聚丙烯与均聚聚丙烯复配。
阻燃体系以八溴醚、八溴双酚S醚和三氧化二锑为主要阻燃剂。八溴醚和八溴双酚S醚可以只使用其一，也可以按照任意比例配制同时使用。
抗静电物质为非离子型抗静电剂，选用聚乙二醇双硬脂酸酯，同时具有辅助的分散润滑作用。
纳米材料为纳米蒙脱土粉体，纳米材料使用前采用偶联剂处理。
复合分散润滑体系聚烯烃蜡和N,N'-乙撑双硬脂酰胺，保证阻燃粉末颗粒、纳米材料在组成物中均匀分散。分子量为10000～20000的聚烯烃蜡作为分散剂，N,N'-乙撑双硬脂酰胺作为内外润滑剂。
本发明聚丙烯阻燃抗静电组成物可以加工成多种形态，例如，可以将抗静电剂与八溴醚和/或八溴双酚S醚和三氧化二锑阻燃剂一起制成聚丙烯阻燃抗静电母料，再与聚丙烯树脂按照比例添加使用；也可以将本发明的阻燃剂组制成聚丙烯阻燃剂母料，再与聚丙烯树脂和抗静电剂混合使用；或者制成聚丙烯阻燃抗静电专用料直接用于产品加工。
本发明提供了上述组合物的一种优选的技术的制备方法，按照原料质量百分比，依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴醚和/或八溴双酚S醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为60～70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定范围在160～195℃，制得产品。该产品作为专用料可直接用于生产。
作为优选的工艺技术方案之一，纳米蒙脱土要经过预处理，处理方法是加入偶联剂于60～90℃，偶联剂优选的用量是占纳米蒙脱土质量的1～2%，在高速搅拌设备中进行表面处理，保证分散性。
作为优选的工艺技术方案之二，在高混机内先低速搅拌5分钟，然后高速搅拌5分钟.
本发明组合物是以复合聚丙烯树脂、溴系阻燃体系和有机抗静电剂为核心，同时添加有辅助成分乙撑双硬脂酰胺和聚烯烃蜡，辅助成分的加入，可以改善阻燃体系和抗静电剂的分散性能，纳米材料的加入有助于提高材料力学性能和阻燃性能。
本发明的聚丙烯阻燃抗静电组合物与现有技术比较，具有以下技术特点：
1．本发明的聚丙烯阻燃抗静电组成物可直接工业化应用，实用价值较高；
2．该聚丙烯阻燃抗静电组合物能适应7～10倍高拉伸比双向拉伸加工工艺；
3．使用纳米材料可以保证组合物具有优良的力学强度，同时促进阻燃性提高；
4．非离子型抗静电剂相对其它抗静电剂具有一定化学惰性，对阻燃剂发挥阻燃功能的化学过程影响较少。
具体实施方式
实施例1
均聚聚丙烯（PPH）74.8%，拉丝级聚丙烯12%，八溴醚3%，三氧化二锑1%，聚乙二醇双硬脂酸酯2%，纳米蒙脱土2%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺（EBS）3%，聚烯烃蜡2%，抗氧剂10100.08%，抗氧剂1680.12%。
纳米蒙脱土中加占其质量1%的偶联剂处理，使用具有强剪切功能的高速搅拌设备进行表面处理，温度60～90℃。
依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为60℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定在160-195℃，制得产品。
实施例2
均聚聚丙烯（PPH）72.8%，拉丝级聚丙烯13%，八溴双酚S醚3.5%，三氧化二锑1%，聚乙二醇双硬脂酸酯4%，纳米蒙脱土2.5%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺（EBS）2%，聚烯烃蜡1%，抗氧剂10100.12%，抗氧剂1680.08%。
纳米蒙脱土中加占其质量2%的偶联剂处理，使用具有强剪切功能的高速搅拌设备进行表面处理，温度60～90℃。
依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴双酚S醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定在160-195℃，制得产品。
实施例3
均聚聚丙烯（PPH）72.3%，拉丝级聚丙烯13%，八溴醚和八溴双酚S醚共3.5%（其中，八溴醚和八溴双酚S醚的质量比为1:1），三氧化二锑1%，聚乙二醇双硬脂酸酯3%，纳米蒙脱土3%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺（EBS）2%，聚烯烃蜡2%，抗氧剂10100.1%，抗氧剂1680.1%。
纳米蒙脱土中加占其质量2%的偶联剂处理，使用具有强剪切功能的高速搅拌设备进行表面处理，温度60～90℃。
依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴醚、八溴双酚S醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定在160-195℃，制得产品。
实施例4
均聚聚丙烯（PPH）69.3%，拉丝级聚丙烯15%，八溴醚和八溴双酚S醚共4%（其中，八溴醚和八溴双酚S醚的质量比为1:2），三氧化二锑1%，聚乙二醇双硬脂酸酯3%，纳米蒙脱土3.5%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺（EBS）2%，聚烯烃蜡2%，抗氧剂10100.1%，抗氧剂1680.1%。
纳米蒙脱土中加占其质量2%的偶联剂处理，使用具有强剪切功能的高速搅拌设备进行表面处理，温度60～90℃。
依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴醚、八溴双酚S醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定在160-195℃，制得产品。
实施例5
均聚聚丙烯（PPH）67.8%，拉丝级聚丙烯15%，八溴醚和八溴双酚S醚共4.5%（其中，八溴醚和八溴双酚S醚的质量比为3:1），三氧化二锑1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯3%，纳米蒙脱土4%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺（EBS）2%，聚烯烃蜡2%，抗氧剂10100.1%，抗氧剂1680.1%。
纳米蒙脱土中加占其质量2%的偶联剂处理，使用具有强剪切功能的高速搅拌设备进行表面处理，温度60～90℃。
依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴醚、八溴双酚S醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定在160-195℃，制得产品。
实施例6
均聚聚丙烯（PPH）63.3%，拉丝级聚丙烯18%，八溴醚和八溴双酚S醚共5%（其中，八溴醚和八溴双酚S醚的质量比为1:4），三氧化二锑1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯3%，纳米蒙脱土5%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺（EBS）1%，聚烯烃蜡3%，抗氧剂10100.1%，抗氧剂1680.1%。
纳米蒙脱土中加占其质量2%的偶联剂处理，使用具有强剪切功能的高速搅拌设备进行表面处理，温度60～90℃。
依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴醚、八溴双酚S醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定在160-195℃，制得产品。
表1为实施例1-6的综合性能试验结果
表1
实施例3、4、5适合于工业化应用，各项性能比较均衡。实施例1、2材料成本最低。加工过程中实施例4、5可以提供近10倍的拉伸比，工艺范围比较宽，而实施例5的阻燃性能更好。

Claims (5)

1.一种可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物，其特征在于,以质量百分比计，包括：均聚聚丙烯63.3-74.8%，拉丝级聚丙烯12-18%，八溴醚和/或八溴双酚S醚3-5%，三氧化二锑1-1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯2-4%，纳米蒙脱土2-5%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺1-3%，聚烯烃蜡1-3%，抗氧剂10100.08-0.12%，抗氧剂1680.08-0.12%。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于:包括:均聚聚丙烯67.8-72.3%，拉丝级聚丙烯13-15%，八溴醚和/或八溴双酚S醚3.5-4.5%，三氧化二锑1-1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯3%，纳米蒙脱土3-4%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺2%，聚烯烃蜡2%，抗氧剂10100.1%，抗氧剂1680.1%。
3.制备如权利要求1或2所述的组合物的方法，其特征在于：按照原料质量百分比，依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴醚和/或八溴双酚S醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为60～70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定范围在160～195℃，制得产品。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的纳米蒙脱土要经过预处理，处理方法是加入偶联剂于60～90℃，在高速搅拌设备中进行表面处理。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:原料在高混机内先低速搅拌5分钟，然后高速搅拌5分钟。
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