CN106479162A - 一种低气味、低散发、无卤阻燃pa6/pp合金及其制备方法 - Google Patents

一种低气味、低散发、无卤阻燃pa6/pp合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金及其制备方法，其包括以下重量份的原料：尼龙6 10～75份，聚丙烯10～75份，阻燃剂10～30份，增韧剂1～5份，疏水型气味吸附母粒0.5～5份，抗氧剂0.1～1.0份,润滑剂0.2～1.0份。其制备是按比例称取原料，加入到高速混合机中，混合2～10min；然后将所得混合物通过同向平行双螺杆挤出机挤出造粒。本发明所制得的PA6/PP合金的总挥发性有机物TVOC可显著降低，且产品不局限于黑色制品。本发明在保证材料低气味特性的同时，材料的各项物理力学性能也不受影响，同时保持了较低的吸水率，并使材料的成型加工性能也不受影响。

Description

一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
尼龙6（PA6）是具有优良综合性能的通用工程塑料，具有优异的机械性能与耐磨、耐溶剂、耐油等优点，广泛运用于各行业。随着汽车工业的发展，我国对尼龙工厂塑料，特别是尼龙合金的需求量越来越大。将尼龙和聚丙烯共混改性，制得的PA6/PP合金具有优良的力学性能，且由于掺混了聚丙烯（PP），使得PA6/PP具有物美价廉的特点。虽然PA6/PP合金具有很多优点，但由于尼龙和聚丙烯聚合过程中残留的单体在成型过程中挥发，散发出的气味较大，而且在PA6/PP合金的制备过程中必须添加相容剂，如马来酸酐接枝聚丙烯等，这些物质都会不同程度的释放出难闻的气味，特别是PA6/PP合金制成的各种汽车内饰件的问题受到很大困扰。因此为了进一步拓展PA6/PP合金在相关领域的应用，必须寻找有效途径来改善PA6/PP合金的气味问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其由下述组份按重量份制备而成：尼龙6 10～75份，聚丙烯10～75份，阻燃剂10～30份，增韧剂1～5份，疏水型气味吸附母粒0.5～5份，抗氧剂0.2～1.0份，润滑剂0.2～1.0份。
所述的尼龙6为纯净的尼龙6树脂，特性粘度为2.4～3.6。
所述的聚丙烯为纯净的聚丙烯树脂，可以为嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。
所述的阻燃剂为无卤阻燃剂，可以为磷系无卤阻燃剂、氮系无卤阻燃剂、无机无卤阻燃剂中的至少一种，优选的，磷系无卤阻燃剂包括磷酸铵盐、红磷、磷酸酯、次磷酸盐、有机磷杂环化合物等，氮系无卤阻燃剂包括三聚氰胺氰尿酸盐，三聚氰胺磷酸盐等，无机无卤阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、可膨胀石墨等。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝聚丙烯，其中聚丙烯可以为嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。
所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010），N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（抗氧剂1098），三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）的混合物。
所述的润滑剂为硅酮粉。
所述的疏水型气味吸附母粒由以下重量份的组份制成：聚丙烯40～75份，疏水性硅藻土10～20份，疏水性活性炭0～10份，针状沸石分子筛5～10份，蓖麻油酸锌5～10份，抗菌剂5～10份，苯并呋喃酮类自由基捕捉剂0.1份，抗氧剂1010 0.2份，抗氧剂168 0.2份，润滑剂硬脂酸锌0.5份。
所述的抗菌剂为接枝高分子季铵盐的纳米二氧化硅；所述的苯并呋喃酮类自由基捕捉剂为5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮。
所述的疏水型气味吸附母粒，其制备方法是将各组分加入高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出造粒得到疏水型气味吸附母粒。具体为：取聚丙烯40～75份，疏水性硅藻土10～20份，疏水性活性炭0～10份，针状沸石分子筛5～10份，蓖麻油酸锌5～10份，抗菌剂5～10份，苯并呋喃酮类自由基捕捉剂0.1份，抗氧剂1010 0.2份，抗氧剂168 0.2份，润滑剂硬脂酸锌0.5份加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到疏水型气味吸附母粒；
本发明的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金的制备方法，包括以下步骤：
按重量份称取干燥好的以下组分：尼龙6 10～75份，聚丙烯10～75份，阻燃剂10～30份，增韧剂1～5份，疏水型气味吸附母粒0.5～5份，抗氧剂0.2～1.0份，润滑剂0.2～1.0份。将称好的树脂、阻燃剂、疏水型气味吸附母粒、增韧剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～10min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
本发明的有益效果：
（1）本发明的优点在于所制得的低气味、低散发，无卤阻燃PA6/PP合金的总挥发性有机物TVOC可显著降低，且产品不局限于黑色制品。
（2）本发明的另一优点在于使用了一种疏水型的气味吸附母粒，所制得的低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金在保证材料低气味特性的同时，材料的各项物理力学性能也不受影响，同时保持了较低的吸水率，并使材料的成型加工性能也不受影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例 1
（1）疏水型气味吸附母粒的制备：将聚丙烯50份，疏水性硅藻土10份，疏水性活性炭10份，针状沸石分子筛10份，蓖麻油酸锌10份，高分子季铵盐接枝纳米二氧化硅10份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮0.1份，抗氧剂1010 0.2份，抗氧剂168 0.2份，润滑剂硬脂酸锌0.5份加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到疏水型气味吸附母粒；
（2）低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：尼龙6 75份，聚丙烯10份，红磷10份，马来酸酐接枝聚丙烯3份，疏水型气味吸附母粒2份，抗氧剂1098 0.2份，抗氧剂168 0.2份，硅酮粉0.5份。将称好的树脂、阻燃剂、疏水型气味吸附母粒、增韧剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
实施例 2
（1）疏水型气味吸附母粒的制备：将聚丙烯40份，疏水性硅藻土20份，疏水性活性炭10份，针状沸石分子筛10份，蓖麻油酸锌10份，高分子季铵盐接枝纳米二氧化硅10份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮0.1份，抗氧剂1010 0.2份，抗氧剂168 0.2份，润滑剂硬脂酸锌0.5份加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到疏水型气味吸附母粒；
（2）低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：尼龙6 35份，聚丙烯30份，氢氧化镁30份，马来酸酐接枝聚丙烯5份，疏水型气味吸附母粒0.5份，抗氧剂1098 0.1份，抗氧剂168 0.1份，硅酮粉0.2份。将称好的树脂、阻燃剂、疏水型气味吸附母粒、增韧剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间10min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
实施例 3
（1）疏水型气味吸附母粒的制备：将聚丙烯75份，疏水性硅藻土10份，针状沸石分子筛5份，蓖麻油酸锌5份，高分子季铵盐接枝纳米二氧化硅5份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮0.1份，抗氧剂1010 0.2份，抗氧剂168 0.2份，润滑剂硬脂酸锌0.5份加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到疏水型气味吸附母粒；
（2）低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：尼龙6 10份，聚丙烯60份，三聚氰胺聚磷酸盐22份，马来酸酐接枝聚丙烯1份，疏水型气味吸附母粒5份，抗氧剂1010 0.3份，抗氧剂1098 0.2份，抗氧剂168 0.5份，硅酮粉1.0份。将称好的树脂、阻燃剂、疏水型气味吸附母粒、增韧剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间5min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
实施例 4
（1）疏水型气味吸附母粒的制备：将聚丙烯50份，疏水性硅藻土10份，疏水性活性炭10份，针状沸石分子筛10份，蓖麻油酸锌10份，高分子季铵盐接枝纳米二氧化硅10份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮0.1份，抗氧剂1010 0.2份，抗氧剂168 0.2份，润滑剂硬脂酸锌0.5份加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到疏水型气味吸附母粒；
（2）低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：尼龙6 75份，聚丙烯10份，红磷10份，马来酸酐接枝聚丙烯3份，疏水型气味吸附母粒5份，抗氧剂1098 0.2份，抗氧剂168 0.2份，硅酮粉0.5份。将称好的树脂、阻燃剂、疏水型气味吸附母粒、增韧剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
实施例 5
（1）疏水型气味吸附母粒的制备：将聚丙烯50份，疏水性硅藻土10份，疏水性活性炭10份，针状沸石分子筛10份，蓖麻油酸锌10份，高分子季铵盐接枝纳米二氧化硅10份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮0.1份，抗氧剂1010 0.2份，抗氧剂168 0.2份，润滑剂硬脂酸锌0.5份加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到疏水型气味吸附母粒；
（2）低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：尼龙6 10份，聚丙烯75份，红磷10份，马来酸酐接枝聚丙烯1份，疏水型气味吸附母粒4份，抗氧剂1098 0.2份，抗氧剂168 0.2份，硅酮粉0.5份。将称好的树脂、阻燃剂、疏水型气味吸附母粒、增韧剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间3min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
对比例 1
按质量份称取干燥好的以下组分：尼龙6 75份，聚丙烯12份，红磷10份，马来酸酐接枝聚丙烯3份，抗氧剂1098 0.2份，抗氧剂168 0.2份，硅酮粉0.5份。将称好的树脂、阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间5min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
对比例 2
按质量份称取干燥好的以下组分：尼龙6 75份，聚丙烯15份，红磷10份，抗氧剂1098 0.2份，抗氧剂168 0.2份，硅酮粉0.5份。将称好的树脂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间5min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
对上述实施例1-4与对比例1-2制备的材料的力学性能采用国际标准化组织ISO标准进行检测，气味等级、雾化及VOC采用美国通用汽车标准GMW标准进行检测，阻燃性能根据UL94标准来测定，其物性数据见表1。
从表1数据可以看出，添加疏水型气味吸附母粒可以明显改善PA6/PP合金的气味和散发特性，使PA6/PP合金的TVOC低于50ugC/g，气味等级满足≥6，雾化成分满足≤2mg的要求，同时保持了较低的吸水性，并具有优良的力学性能和耐热性能。

Claims (10)

1.一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：尼龙6 10～75份，聚丙烯10～75份，阻燃剂10～30份，增韧剂1～5份，疏水型气味吸附母粒0.5～5份，抗氧剂0.2～1.0份，润滑剂0.2～1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：所述的尼龙6特性粘度为2.4～3.6。
3.根据权利要求1所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：所述的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：所述的阻燃剂为无卤阻燃剂。
5.根据权利要求1所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：所述的增韧剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：所述的润滑剂为硅酮粉。
8.根据权利要求1所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：所述的疏水型气味吸附母粒由以下重量份的组分制成：聚丙烯40～75份，疏水性硅藻土10～20份，疏水性活性炭0～10份，针状沸石分子筛5～10份，蓖麻油酸锌5～10份，抗菌剂5～10份，苯并呋喃酮类自由基捕捉剂0.1份，抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯 0.2份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.2份，润滑剂硬脂酸锌0.5份。
9.根据权利要求8所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金，其特征在于：所述的抗菌剂为接枝高分子季铵盐的纳米二氧化硅；所述的苯并呋喃酮类自由基捕捉剂为5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种低气味、低散发、无卤阻燃PA6/PP合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取干燥好的以下组分：尼龙6 10～75份，聚丙烯10～75份，阻燃剂10～30份，增韧剂1～5份，疏水型气味吸附母粒0.5～5份，抗氧剂0.2～1.0份，润滑剂0.2～1.0份；将称好的尼龙6、聚丙烯、阻燃剂、疏水型气味吸附母粒、增韧剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～10min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出各段温度为190℃～240℃。
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