CN105670113A - 一种易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，按重量份比计算其组成包括：聚丙烯20～50份、线性低密度聚乙烯10～40份、低密度聚乙烯5～20份、卤系阻燃剂5～30份、协效阻燃剂5～30份以及无机填料5～10份。本发明提出的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料可以满足吸塑板材的耐低温使用性能和阻燃性能，且容易吸塑成型，其耐寒温度可达到-40℃，阻燃级别可以达到V0级别，吸塑成型各向厚度差异<5％。

Description

一种易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体而言，涉及一种易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料。
背景技术
聚丙烯板材无臭、无毒、无味符合国家卫生标准，密度小，是通用塑料中最轻的一种，能在100度温度下长期使用不变形，同时具有优良的电绝缘性能和化学稳定性，几乎不吸水，与绝大多数化学品接触不发生作用。聚丙烯板材具有优越的耐化性，耐热性及耐冲性，是目前最符合环保要求的工程塑料之一。聚丙烯板材可应用于耐酸碱设备、环保设备、废水废气排放设备、洗涤塔、无尘室、半导体厂及相关工业设备，也是制造塑料水箱的首选材料，其中聚丙烯厚板可应用于冲压板、冲床垫板等。吸塑是一种塑料加工工艺，主要原理是将平展的塑料硬片材加热变软后，采用真空吸附于模具表面，冷却后成型。但是，由于聚丙烯在低温环境下性能较差，吸塑的时候存在后结晶的问题导致各向成型不均匀，可塑性差，吸塑有难度，因此目前市面上现有的聚丙烯板材材料往往无法满足吸塑成型的要求和低温环境下的使用要求，而且防火性能差。
发明内容
鉴以此，本发明的目的在于提出一种易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，可以满足吸塑板材的耐低温性能和阻燃性能，且容易吸塑成型。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，按重量份比计算其组成包括：聚丙烯20～50份、线性低密度聚乙烯10～40份、低密度聚乙烯5～20份、卤系阻燃剂5～30份、协效阻燃剂5～30份以及无机填料5～10份。本发明添加线性低密度聚乙烯可以提高聚丙烯板材材料低温环境下的抗冲击强度性能，添加低密度聚乙烯来改善聚丙烯板材材料吸塑成型性能，减小各向厚度差异。卤系阻燃剂作为有机阻燃剂的一个重要品种，其价格低廉、稳定性好、且与树脂材料的相容性好，能保持树脂材料原有的理化性能。但卤系阻燃剂单独使用时效果不是很明显，通过与协效阻燃剂的协同作用后，能够较好抑制滴落现象，并且减少燃烧时的发烟量，而且使得材料整体的热分解速率降低，显著提高阻燃性能。添加少量无机填料时，能起到成核剂的作用，细化晶粒、提高聚丙烯的结晶性，从而使聚丙烯各项机械性能提高，并且改善聚丙烯板材材料的各向平衡性。
进一步的，按重量份比计算其组成包括：聚丙烯30～40份、线性低密度聚乙烯20～40份、低密度聚乙烯10～20份、卤系阻燃剂10～20份、协效阻燃剂10～20份以及无机填料5～10份。
进一步的，按重量份比计算其组成包括：聚丙烯35份、线性低密度聚乙烯30份、低密度聚乙烯15份、卤系阻燃剂15份、协效阻燃剂15份以及无机填料10份。
进一步的，所述卤系阻燃剂可为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、溴代三嗪或溴化环氧树脂。
进一步的，所述协效阻燃剂可为三氧化二锑、五氧化二锑或锑酸钠。
进一步的，所述无机填料可为滑石粉、高岭土、硅灰石或云母粉。
进一步的，将卤系阻燃剂、协效阻燃剂和无机填料使用高速混合机在50～70℃下，以1300～1500转/分的转速高速混合5～10min，然后再加入聚丙烯、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯，以400～600转/分的转速低速混合5～10min，然后将混合好的混合物使用同向双螺杆挤出机在190～210℃的环境下造粒。
进一步的，将聚烯烃弹性体替换上述的低密度聚乙烯，其重量份为5～20份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料具有优良的拉伸性能和大大改善体系的抗冲击强度，其耐寒温度可达到-40℃，在-40℃下的悬臂梁缺口冲击强度可以达到20KJ/m2，耐热温度可达到85℃，阻燃级别可以达到UL-94测试标准的V0级，可以满足吸塑板材的耐低温使用性能和阻燃性能，且容易吸塑成型，吸塑成型各向厚度差异<5％。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，下述实施例仅用于说明本发明，但并不能限定本发明的保护范围。
实施例一至实施例五
实施例一至实施例五提供的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其组成包括聚丙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、卤系阻燃剂、协效阻燃剂以及无机填料，各组分按重量份比计算，如表1所示：
表1
组分名称 实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 实施例五
聚丙烯 20 30 35 40 50
线性低密度聚乙烯 10 20 30 40 25
低密度聚乙烯 5 10 15 20 15
卤系阻燃剂 5 10 15 20 30
协效阻燃剂 5 10 15 20 30
无机填料 5 6 10 5 8
低密度聚乙烯为相对密度为0.910-0.925g/cm3的聚乙烯，它具有较低的结晶度和软化点，有较好的柔软性，伸长率，电绝缘性，透明性，以及较高的耐冲击强度；线性低密度聚乙烯与低密度聚乙烯相比，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能；因此本发明主要添加低密度聚乙烯来改善聚丙烯板材材料的吸塑成型性能，主要添加线性低密度聚乙烯来改善聚丙烯板材材料的耐低温使用性能。
所述卤系阻燃剂可为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、溴代三嗪或溴化环氧树脂。其中，十溴二苯乙烷溴含量高，热稳定性好，抗紫外线性能佳，较其他溴系阻燃剂的耐光性能好、渗出性低。
所述协效阻燃剂可为三氧化二锑、五氧化二锑或锑酸钠。通过协效阻燃剂与卤系阻燃剂的协同作用后，能够较好抑制滴落现象，并且减少燃烧时的发烟量，而且使得材料整体的热分解速率降低，显著提高阻燃性能。
所述无机填料可为滑石粉、高岭土、硅灰石或云母粉。所添加的无机填料可提高聚丙烯板材材料的热变形温度、增加制品尺寸稳定性、降低成型收缩率、提高刚性，提高聚丙烯板材材料的冲击强度，改善耐冲击能力，此外，无机填料还具有熔体流动促进剂的作用。
此外，上述的低密度聚乙烯可以使用聚烯烃弹性体(POE)代替，其重量份比不变，为5～20份。通过与聚丙烯协同作用，材料的耐热温度被提高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。
根据获得产品性能的比较，本发明提供的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其组成按重量份比计算，优选为：聚丙烯35份、线性低密度聚乙烯30份、低密度聚乙烯15份、十溴二苯乙烷15份、三氧化二锑15份以及滑石粉10份。
本发明提出的一种易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料的制备方法为：
先按照实施例一至实施例五的配方组分，将卤系阻燃剂、协效阻燃剂和无机填料使用高速混合机在50～70℃下，以1300～1500转/分的转速高速混合5～10min，然后再加入聚丙烯、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯(或聚烯烃弹性体)，以400～600转/分的转速低速混合5～10min，然后将混合好的混合物使用同向双螺杆挤出机在190～210℃的环境下造粒，即获得本发明易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料。
其中，实施例一至实施例五获得的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料的测试条件和测试结果分别如表2和表3所示：
表2
表3
从表2和表3可以看出，实施例一至实施例五获得的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料其各向拉伸强度相近，在-40℃下的悬臂梁缺口冲击强度可以达到15KJ/m2以上，甚至可以达到20KJ/m2，悬臂梁冲击强度测试时，材料完全不破坏。阻燃级别可以达到UL-94测试标准的V0级，耐高温性能可达到85℃，收缩率仅为1.0～1.4％。本发明获得的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料具有优良的拉伸性能和大大改善体系的抗冲击强度，其耐寒温度可达到-40℃，耐热温度可达到85℃，阻燃级别可以达到UL-94测试标准的V0级，可以满足吸塑板材的耐低温使用性能和阻燃性能，且容易吸塑成型，吸塑成型各向厚度差异<5％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其特征在于，按重量份比计算其组成包括：聚丙烯20～50份、线性低密度聚乙烯10～40份、低密度聚乙烯5～20份、卤系阻燃剂5～30份、协效阻燃剂5～30份以及无机填料5～10份。
2.如权利要求1所述的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其特征在于，按重量份比计算其组成包括：聚丙烯30～40份、线性低密度聚乙烯20～40份、低密度聚乙烯10～20份、卤系阻燃剂10～20份、协效阻燃剂10～20份以及无机填料5～10份。
3.如权利要求2所述的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其特征在于，按重量份比计算其组成包括：聚丙烯35份、线性低密度聚乙烯30份、低密度聚乙烯15份、卤系阻燃剂15份、协效阻燃剂15份以及无机填料10份。
4.如权利要求1所述的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其特征在于，所述卤系阻燃剂可为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、溴代三嗪或溴化环氧树脂。
5.如权利要求1所述的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其特征在于，所述协效阻燃剂可为三氧化二锑、五氧化二锑或锑酸钠。
6.如权利要求1所述的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其特征在于，所述无机填料可为滑石粉、高岭土、硅灰石或云母粉。
7.如权利要求1所述的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料的制备方法，其特征在于，将卤系阻燃剂、协效阻燃剂和无机填料使用高速混合机在50～70℃下，以1300～1500转/分的转速高速混合5～10min，然后再加入聚丙烯、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯，以400～600转/分的转速低速混合5～10min，然后将混合好的混合物使用同向双螺杆挤出机在190～210℃的环境下造粒。
8.如权利要求1所述的易吸塑耐低温防火聚丙烯板材材料，其特征在于，将聚烯烃弹性体替换所述低密度聚乙烯，其重量份为5～20份。
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