CN106700239A - 一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，由包含以下重量份的组分制成：聚丙烯树脂45‑85份，聚乙烯树脂5‑10份，膨胀型阻燃剂10‑45份，阻燃协效剂3‑5份，抗氧剂0.1‑1份，润滑剂0.2‑1份。本发明的无卤阻燃聚丙烯材料低烟无卤，在保证有较高的模量及冲击强度的情况下，阻燃性能能达到V‑0，适合油田、冶金、铁路、电业、公安、石化企业各类中低高度泵房、各类通道、等及易燃易爆场所的固定及移动防爆灯罩外壳，与现有技术相比，本发明公开的材料具有更好的刚性及韧性，并且低烟无卤，即使在火灾等意外情况也不会产生有毒害气体，以避免造成更加严重的二次伤害。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(简称PP)具有优异的力学性能，较低的密度，良好的耐热性能，优良的抗弯曲疲劳性、化学稳定性和电性能等优点，是用量最大的通用塑料之一。但聚丙烯非常容易燃烧，发热量大且产生大量熔滴，极易传播火焰，因此需要经过阻燃改性。传统的聚丙烯阻燃改性方法是添加含卤阻燃剂(如，十溴联苯醚、六溴环十二烷、八溴醚等)，但添加含卤阻燃剂制成的阻燃PP，在燃烧发挥效能的同时，会释放出污染环境、危害人体健康的烟和腐蚀性气体，这些腐蚀性气体对建筑物及设备的破坏甚至超过火灾本身，更严重的是某些溴系阻燃剂燃烧或热裂时，会形成有毒的致癌物多溴代二苯并二噁烷及多溴代二苯并呋喃。因此，现在有不少阻燃剂用户对卤系阻燃剂持审慎甚至不欢迎的态度，并积极致力于无卤阻燃剂的开发，特别是在电子电器行业内，无卤阻燃改性PP成为近年来研究和开发的热点。
金属氢氧化物具有无毒、无腐蚀、不产生有毒气体等优点，因而被称为绿色环保型阻燃剂，但其添加量通常在50%以上才能达到较好的阻燃效果，而高填充量将严重影响材料的加工性能，物理机械性能。
油田、冶金、铁路、电业、公安、石化企业各类中低高度泵房、各类通道等及易燃易爆场所的固定及移动防爆灯罩，使用环境本来就为极易燃易爆的危险场所，现有聚丙烯外壳多为不阻燃或者是有卤阻燃，在火灾等条件下会产生危害人体健康的烟和腐蚀性气体，随着人们的环保意识及安全意识的提高，亟需开发出一款适用于防爆灯罩的无卤阻燃防爆灯罩用聚烯烃材料，与现有技术相比，本发明公开的材料具有更好的刚性及韧性，并且低烟无卤，即使在火灾等意外情况也不会产生有毒害气体，以避免造成更加严重的二次伤害。
发明内容
本发明的目的是提供无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚丙烯树脂 45-85份，
聚乙烯树脂 5-10份，
膨胀型阻燃剂 10-45份，
阻燃协效剂 3-5份，
抗氧剂 0.1-1份，
润滑剂 0.2-1份。
进一步方案，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯或其混合物。
所述聚乙烯树脂为低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。
所述膨胀型阻燃剂为磷氮类阻燃剂。
所述阻燃协效剂为磷钼酸与咪唑按质量比75：25制备得到的添加助剂。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或硫代二丙酸双十八醇酯中的一种或两种以上的混合物。
所述润滑剂为硬脂酸钙、亚乙基二硬脂酸胺中的一种或两种的混合物。
本发明的另一个发明目的是提供上述复合材料的制备方法，步骤如下：
（1）按以下配比称取原料：聚丙烯树脂45-85份，聚乙烯树脂5-10份，膨胀型阻燃剂10-45份，阻燃协效剂3-5份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.2-1份；
（2）在高混机中将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料。
所述步骤（2）中高混机的混合温度为40-60℃，混合时间为5-15min；双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
与现有技术相比，本发明公开的材料具有更好的刚性及韧性，并且低烟无卤，即使在火灾等意外情况也不会产生有毒害气体，以避免造成更加严重的二次伤害。
具体实施方式
实施例1
按表1中组分及配比（重量份）称取原料
在60℃下，在高混机中混合5min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为 150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、185℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为 350 转 / 分钟 。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例2
按表1中组分及配比（重量份）称取原料
在50℃下，在高混机中混合10min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为 170℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、200℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为 350 转 / 分钟 。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例3
按表1中组分及配比（重量份）称取原料
在40℃下，在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为 150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、195℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为 350 转 / 分钟 。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例4
按表1中组分及配比（重量份）称取原料
在50℃下，在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为 160℃、175℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃，挤出螺杆长径比为44，挤出螺杆转速为 300 转 / 分钟 。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例5
按表1中组分及配比（重量份）称取原料
在50℃下，在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为 160℃、175℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为 400 转 / 分钟 。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例6
按表1中组分及配比（重量份）称取原料
在60℃下，在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为 160℃、175℃、180℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为 400 转 / 分钟 。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
表1
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 聚丙烯树脂 | 85 | 72 | 67 | 62 | 62 | 45 |
| 聚乙烯树脂 | 5 | 8 | 8 | 8 | 8 | 10 |
| 膨胀型阻燃剂 | 10 | 20 | 25 | 30 | 30 | 45 |
| 阻燃协效剂 | 5 | 3.5 | 3.2 | 2.8 | 2.5 | 3 |
| 抗氧剂1010 | 1 | 0.5 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 0.1 |
| 抗氧剂168 | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0 |
| 润滑剂EBS | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 0.8 | 1 |
表2
| 测试项目/单位 | 测试标准 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 融指/g/10min | ISO 1133 | 38 | 33 | 27 | 18 | 19 | 18 |
| 拉伸强度/Mpa | ISO 527 | 22.3 | 24.4 | 25.8 | 24.8 | 24.2 | 23.9 |
| 弯曲强度/Mpa | ISO 178 | 33.5 | 36.2 | 38.1 | 39.3 | 38.9 | 38.1 |
| 弯曲模量/Mpa | ISO 178 | 1769 | 1920 | 2376 | 2503 | 2487 | 2465 |
| Izod 缺口冲击强度/J/M | ISO 180 | 87 | 71 | 64 | 59 | 60 | 58 |
| 密度/g/cm³ | ISO 1183 | 0.961 | 1.048 | 1.096 | 1.134 | 1.132 | 1.235 |
| 阻燃性 | —— | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
从以上实施例可看出，按照适当的组分配比以及合适的加工工艺，能够制备出具有更好的刚性及韧性的复合材料，且阻燃性能达到V-0，适合油田、冶金、铁路、电业、公安、石化企业各类中低高度泵房、各类通道等极易燃易爆场所的固定及移动防爆灯罩外壳。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
聚丙烯树脂 45-85份，
聚乙烯树脂
5-10份，
膨胀型阻燃剂 10-45份，
阻燃协效剂 3-5份，
抗氧剂 0.1-1份，
润滑剂 0.2-1份。
2.如权利要求1所述的一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯或其混合物。
3.如权利要求1所述的一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚乙烯树脂为低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上得混合物。
4.如权利要求1所述的一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述膨胀型阻燃剂为磷氮类阻燃剂。
5.如权利要求1所述的一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃协效剂为磷钼酸与咪唑按质量比75：25制备得到的添加助剂。
6.如权利要求1所述的一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或硫代二丙酸双十八醇酯中的一种或两种以上的混合物。
7.如权利要求1所述的一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙、亚乙基二硬脂酸胺中的一种或两种的混合物。
8.权利要求1所述的一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按以下配比称取原料：聚丙烯树脂45-85份，聚乙烯树脂5-10份，膨胀型阻燃剂10-45份，阻燃协效剂3-5份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.2-1份；
（2）在高混机中将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料。
9.如权利要求8所述的一种无卤阻燃防爆灯罩用聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中高混机的混合温度为40-60℃，混合时间为5-15min；双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170524 |