CN106009273A - 一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料 - Google Patents
一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：聚丙烯树脂，抗静电剂，相容增韧剂，阻燃剂，阻燃增效剂、成核剂，抗氧剂，流动改质剂，填充剂等物料经过高速分散混合，挤出机共混然后进入三辊压延，制成。本发明的优点有：1.具有阻燃性能高；2.具有流动性好，热稳定性能优；3.耐刮擦性能佳。
Description
技术领域
本发明属于薄膜材料技术领域，具体来说，本发明涉及一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯树脂是一种半结晶的热塑性塑料。具有优良的绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀。随着注塑行业的发展，器件向小型化，薄壁化发展，因此对材料流动性要求越来越高，随着点浇口、一模多取越来越先进，对材料的要求更迫切。电容器外壳属于典型的薄壁化、小型化器件，而且阻燃性要求也必须符合环保和阻燃等级要求。
发明内容
本发明提供一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，采用改质剂、相容增韧剂的共同作用，使其具有优异的流动性能，阻燃性能达到0.4mm UL-94 V-0 级别，环保性能符合欧盟ROHS要求，是一种特别适合薄壁电容外壳用的材料。
具体而言，本发明提供一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，由以下重量份的原料制成：
聚丙烯树脂 70-80份
抗静电剂 4-8份
十二烷基苯磺酸钠 0.2-0.4份
相容增韧剂 2-5份
阻燃剂 5-9份
阻燃增效剂 1.2 -2份
成核剂 0.2-1.5份
抗氧剂 0.5-1.0份
流动改质剂 1-3份
1，6-己二醇二丙烯酸酯 0.1-0.5份
丙烯醇 0.2-0.4份
填充剂 5-15份。
在本发明一个具体的实施方式中，所述的相容增韧剂为马来酸酐接枝POE、丙烯酸接枝聚丙烯和钛酸酯的组合，它们的重量比为20：10：1。
在本发明一个具体的实施方式中，所述的阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酰胺和硼酸锌的组合，它们的重量比为1：2：1。
在本发明一个具体的实施方式中，所述的阻燃增效剂为三氧化二锑、磷酸锌、阳离子交换树脂粉末和磷酸三乙酯的组合，它们的重量比为20：3：1：0.5。
在本发明一个具体的实施方式中，所述的成核剂为苯甲酸钠：山梨醇类成核剂的组合，它们的重量比为3：2。
在本发明一个具体的实施方式中，所述的抗氧剂为铜离子卤化物、酚类、硫醚类或亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或几种的组合物。
在本发明一个具体的实施方式中，所述的流动改质剂为蒙坦蜡、丙烯酸甘油酯、硅酮粉的组合，它们的重量比为3：2：2。
在本发明一个具体的实施方式中，所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、云母中的一种。
本发明另一方面涉及所述的无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将聚丙烯树脂、抗静电剂、十二烷基苯磺酸钠、相容增韧剂、阻燃剂加入搅拌锅1，80-120转/分钟，搅拌10-20分钟；
（2）将阻燃增效剂、抗氧剂、成核剂、流动改质剂、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯醇、1/2的填充剂加入搅拌锅2中，200-300转/分钟，搅拌5-10分钟；
（3）将剩余填充剂加入搅拌锅2，100-150转/分钟，搅拌10-20分钟；
（4）将搅拌锅1、搅拌锅2中物料分别通过失重式喂料机，送至双螺杆挤出机；
（5）经过造粒机制成本发明产品。
优选地，所述的双螺杆挤出机的转速为350-450rpm，优选360rpm，挤出区间的挤出温度分别是185-195℃、165-175℃、185-195℃、185-195℃、170-180℃、195-205℃。
本发明的聚丙烯合金材料与现有的聚丙烯材料相比，具有以下技术效果：
环保型：本发明全过程未添加多溴联苯醚类，符合欧盟ROHS和中国相关法规要求。
高阻燃性能：本发明采用环保溴系阻燃剂与阻燃增效剂共同作用，使其具有特别优异的阻燃性能，达到0.5mm V-0。
高流动性：本发明使用高流动树脂，添加流动性改质剂等成分，有效地提升了聚丙烯流动速率，使薄壁化得以实现。
力学性能：本发明添加相容增韧剂，并与抗静电剂合金，可以有效地改善助剂与聚丙烯树脂的相容性，同时本发明中各个组分相互协同，使其力学性能相对于通常聚丙烯材料有明显的提高。
本发明中重量份可以转换成任意的重量单位。
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明的无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料。
具体实施方式
通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的阐述, 然而，本发明的范围并不局限于下述实施例。本领域的专业技术人员能够理解, 在不背离本发明的精神和范围的前提下, 可以对本发明进行各种变化和修饰。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细的描述。
本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。
实施例1：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备
原料由以下重量份的原料制成：
聚丙烯树脂 75份
抗静电剂 6份
十二烷基苯磺酸钠 0.3份
相容增韧剂 3.5份
阻燃剂 7份
阻燃增效剂 1.5份
成核剂 0.9份
抗氧剂 0.6份
流动改质剂 2份
1，6-己二醇二丙烯酸酯 0.3份
丙烯醇 0.3份
填充剂 10份；
所述的相容增韧剂为马来酸酐接枝POE、丙烯酸接枝聚丙烯和钛酸酯的组合，它们的重量比为20：10：1；
所述的阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酰胺和硼酸锌的组合，它们的重量比为1：2：1；
所述的阻燃增效剂为三氧化二锑、磷酸锌、阳离子交换树脂粉末和磷酸三乙酯的组合，它们的重量比为20：3：1：0.5；
所述的成核剂为苯甲酸钠：山梨醇类成核剂的组合，它们的重量比为3：2；
所述的流动改质剂为蒙坦蜡、丙烯酸甘油酯、硅酮粉的组合，它们的重量比为3：2：2；
制备方法包括如下步骤：
（1）将聚丙烯树脂、抗静电剂、十二烷基苯磺酸钠、相容增韧剂、阻燃剂加入搅拌锅1，100转/分钟，搅拌15分钟；
（2）将阻燃增效剂、抗氧剂、成核剂、流动改质剂、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯醇、1/2的填充剂加入搅拌锅2中，250转/分钟，搅拌8分钟；
（3）将剩余填充剂加入搅拌锅2，120转/分钟，搅拌15分钟；
（4）将搅拌锅1、搅拌锅2中物料分别通过失重式喂料机，送至双螺杆挤出机；
（5）经过造粒机制成所述的无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料。
实施例2：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备
由以下重量份的原料制成：
聚丙烯树脂 70份
抗静电剂 4份
十二烷基苯磺酸钠 0.2份
相容增韧剂 2份
阻燃剂 5份
阻燃增效剂 1.2份
成核剂 0.2份
抗氧剂 0.5份
流动改质剂 1份
1，6-己二醇二丙烯酸酯 0.1份
丙烯醇 0.2份
填充剂 5份；
所述的相容增韧剂为马来酸酐接枝POE、丙烯酸接枝聚丙烯和钛酸酯的组合，它们的重量比为20：10：1；
所述的阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酰胺和硼酸锌的组合，它们的重量比为1：2：1；
所述的阻燃增效剂为三氧化二锑、磷酸锌、阳离子交换树脂粉末和磷酸三乙酯的组合，它们的重量比为20：3：1：0.5；
所述的成核剂为苯甲酸钠：山梨醇类成核剂的组合，它们的重量比为3：2；
所述的流动改质剂为蒙坦蜡、丙烯酸甘油酯、硅酮粉的组合，它们的重量比为3：2：2；
制备方法包括如下步骤：
（1）将聚丙烯树脂、抗静电剂、十二烷基苯磺酸钠、相容增韧剂、阻燃剂加入搅拌锅1，80转/分钟，搅拌10分钟；
（2）将阻燃增效剂、抗氧剂、成核剂、流动改质剂、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯醇、1/2的填充剂加入搅拌锅2中， 300转/分钟，搅拌10分钟；
（3）将剩余填充剂加入搅拌锅2，150转/分钟，搅拌20分钟；
（4）将搅拌锅1、搅拌锅2中物料分别通过失重式喂料机，送至双螺杆挤出机；
（5）经过造粒机制成所述的无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料。
实施例3一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备
由以下重量份的原料制成：
聚丙烯树脂 80份
抗静电剂 8份
十二烷基苯磺酸钠 0.4份
相容增韧剂 5份
阻燃剂 9份
阻燃增效剂 2份
成核剂 1.5份
抗氧剂 1.0份
流动改质剂 3份
1，6-己二醇二丙烯酸酯 0.5份
丙烯醇 0.4份
填充剂 15份；
所述的相容增韧剂为马来酸酐接枝POE、丙烯酸接枝聚丙烯和钛酸酯的组合，它们的重量比为20：10：1；
所述的阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酰胺和硼酸锌的组合，它们的重量比为1：2：1；
所述的阻燃增效剂为三氧化二锑、磷酸锌、阳离子交换树脂粉末和磷酸三乙酯的组合，它们的重量比为20：3：1：0.5；
所述的成核剂为苯甲酸钠：山梨醇类成核剂的组合，它们的重量比为3：2；
所述的流动改质剂为蒙坦蜡、丙烯酸甘油酯、硅酮粉的组合，它们的重量比为3：2：2；
制备方法包括如下步骤：
（1）将聚丙烯树脂、抗静电剂、十二烷基苯磺酸钠、相容增韧剂、阻燃剂加入搅拌锅1，120转/分钟，搅拌20分钟；
（2）将阻燃增效剂、抗氧剂、成核剂、流动改质剂、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯醇、1/2的填充剂加入搅拌锅2中， 300转/分钟，搅拌10分钟；
（3）将剩余填充剂加入搅拌锅2， 150转/分钟，搅拌20分钟；
（4）将搅拌锅1、搅拌锅2中物料分别通过失重式喂料机，送至双螺杆挤出机；
（5）经过造粒机制成所述的无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料。
对比例1：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备（省略十二烷基硫酸钠）
原料由以下重量份的原料制成：
聚丙烯树脂 75份
抗静电剂 6份
相容增韧剂 3.5份
阻燃剂 7份
阻燃增效剂 1.5份
成核剂 0.9份
抗氧剂 0.6份
流动改质剂 2份
1，6-己二醇二丙烯酸酯 0.3份
丙烯醇 0.3份
填充剂 10份；
其他同实施例1。
对比例2：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备（省略1，6-己二醇二丙烯酸酯）
原料由以下重量份的原料制成：
聚丙烯树脂 75份
抗静电剂 6份
十二烷基苯磺酸钠 0.3份
相容增韧剂 3.5份
阻燃剂 7份
阻燃增效剂 1.5份
成核剂 0.9份
抗氧剂 0.6份
流动改质剂 2份
丙烯醇 0.3份
填充剂 10份；
其他同实施例1。
对比例3：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备（省略丙烯醇）
原料由以下重量份的原料制成：
聚丙烯树脂 75份
抗静电剂 6份
十二烷基苯磺酸钠 0.3份
相容增韧剂 3.5份
阻燃剂 7份
阻燃增效剂 1.5份
成核剂 0.9份
抗氧剂 0.6份
流动改质剂 2份
1，6-己二醇二丙烯酸酯 0.3份
填充剂 10份；
其他同实施例1。
对比例4：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备
所述的相容增韧剂为马来酸酐接枝POE、丙烯酸接枝聚丙烯的组合，它们的重量比为20：10；
其他同实施例1。
对比例5：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备
所述的阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酰胺的组合，它们的重量比为1：2；
其他同实施例1。
对比例6：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备
所述的阻燃增效剂为三氧化二锑、磷酸锌、阳离子交换树脂粉末的组合，它们的重量比为20：3：1；
其他同实施例1。
对比例7：一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备
所述的成核剂为苯甲酸钠；
其他同实施例1。
对比例8一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备
所述的流动改质剂为蒙坦蜡、丙烯酸甘油酯的组合，它们的重量比为3：2；
其他同实施例1。
试验例1 力学性能测试
测定实施例1-3以及对比例1-8的拉伸强度和冲击强度，结果见表1。
表1本发明性能测试结果
表1的结果表明，本发明实施例1-3具有较强的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，而对比例1-8力学性能均显著降低。说明本发明各个组分相互协同。
试验例2 阻燃性能测试
测定实施例1-3以及对比例1-8的阻燃性能，结果见表1。
表2本发明阻燃测试结果
| 组别 | 阻燃性能 | 氧指数（%） |
| 实施例1 | 0.4mm V-0 | 38.9 |
| 实施例2 | 0.4mm V-0 | 38.5 |
| 实施例3 | 0.4mm V-1 | 38.6 |
| 对比例1 | 0.4mm V-0 | 33.2 |
| 对比例2 | 0.4mm V-0 | 30.8 |
| 对比例3 | 0.4mm V-0 | 31.3 |
| 对比例4 | 0.4mm V-0 | 28.5 |
| 对比例5 | 0.4mm V-2 | 23.5 |
| 对比例6 | 0.4mm V-1 | 25.8 |
| 对比例7 | 0.4mm V-1 | 23.7 |
| 对比例8 | 0.4mm V-0 | 28.5 |
表2的结果表明，本发明实施例1-3具有较强的阻燃性能，而对比例1-8阻燃性能显著降低。
Claims (10)
1.一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
聚丙烯树脂 70-80份
抗静电剂 4-8份
十二烷基苯磺酸钠 0.2-0.4份
相容增韧剂 2-5份
阻燃剂 5-9份
阻燃增效剂 1.2 -2份
成核剂 0.2-1.5份
抗氧剂 0.5-1.0份
流动改质剂 1-3份
1，6-己二醇二丙烯酸酯 0.1-0.5份
丙烯醇 0.2-0.4份
填充剂 5-15份。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，其特征在于：所述的相容增韧剂为马来酸酐接枝POE、丙烯酸接枝聚丙烯和钛酸酯的组合，它们的重量比为20：10：1。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，其特征在于：所述的阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酰胺和硼酸锌的组合，它们的重量比为1：2：1。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，其特征在于：所述的阻燃增效剂为三氧化二锑、磷酸锌、阳离子交换树脂粉末和磷酸三乙酯的组合，它们的重量比为20：3：1：0.5。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，其特征在于：所述的成核剂为苯甲酸钠：山梨醇类成核剂的组合，它们的重量比为3：2。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，其特征在于：所述的抗氧剂为铜离子卤化物、酚类、硫醚类或亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或几种的组合物。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，其特征在于：所述的流动改质剂为蒙坦蜡、丙烯酸甘油酯、硅酮粉的组合，它们的重量比为3：2：2。
8.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料，其特征在于：所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、云母中的一种。
9.一种如权利要求1所述的无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将聚丙烯树脂、抗静电剂、十二烷基苯磺酸钠、相容增韧剂、阻燃剂加入搅拌锅1，80-120转/分钟，搅拌10-20分钟；
（2）将阻燃增效剂、抗氧剂、成核剂、流动改质剂、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯醇、1/2的填充剂加入搅拌锅2中，200-300转/分钟，搅拌5-10分钟；
（3）将剩余填充剂加入搅拌锅2，100-150转/分钟，搅拌10-20分钟；
（4）将搅拌锅1、搅拌锅2中物料分别通过失重式喂料机，送至双螺杆挤出机；
（5）经过造粒机制成所述的无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料。
10.根据权利要求9所述的一种无卤阻燃薄壁电容用聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的转速为350-450rpm，优选360rpm，挤出区间的挤出温度分别是185-195℃、165-175℃、185-195℃、185-195℃、170-180℃、195-205℃。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161012 |