CN106700261A - 一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料及其制备方法,以重量份计,包括以下的组分:聚丙烯50‑100份、乙烯辛烯共聚物5‑15份、马来酸酐接枝聚丙烯2‑10份、改性氧化铝40‑70份、阻燃剂20‑50份、抗静电剂1‑5份、抗氧剂0.5‑2份、润滑剂 3‑10份、滑石粉2‑8份、颜料0.5‑2份;其特征在于:所述的改性氧化铝为硅烷偶联剂的改性氧化铝,改性氧化铝的粒径为200‑800nm。本发明,由于原料中采用了改性氧化铝和氮化硼,进一步提高了聚丙烯材料的导热性能。本发明具有优异的机械性能、阻燃性能、抗静电性能和导热性能,具有很好的工业应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子材料技术领域,尤其涉及一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)按甲基排列位置分为等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯,分子量大约为8-20万,具有无毒、无臭、无味、耐酸碱等优点,广泛应用于家用电器、塑料管材、高透材料和机械零件等领域,是优价廉、用途广泛的塑料品种之一。聚丙烯的体积电阻率在1015~1020Ω·cm,具有较高的绝缘性,限制了聚丙烯在电子、医疗、信息等领域的应用。但聚丙烯属高绝缘的易燃材料,其制品在使用中易积聚大量静电导致火花放电而引发燃爆灾害事故;同时聚丙烯遇到包括静电放电火花在内的各种明火时可被点燃,并迅速燃烧酿成火灾。这些都大大限制了聚丙烯在诸如石化、采矿、电子、装饰材料等领域的应用。为此,开展对PP的防静电、阻燃改性并使二者有效兼容的研究具有重要意义。虽可利用防静电剂和阻燃剂对聚丙烯进行改性处理,但同为有机物质的这两种助剂有可能发生削弱各自功能的不良作用,所以制品的防静电、阻燃性能往往不能令人满意。至于以碳黑作为导电物质加入PP阻燃物质复合体系虽可取得较好效果,但碳黑的添加比率需要很高,制品的机械性能会因此下降。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的配方,是将聚丙烯、乙烯辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、改性氧化铝、阻燃剂、抗静电剂、抗氧剂、润滑剂、滑石粉和颜料按比例混合;组成抗静电阻燃导热型聚丙烯材料。
本发明的第二个目的是提供一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法,将聚丙烯等原料按比例秤重并经高速混合、挤出造粒,制得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料。
本发明的第三个目的是提供抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的应用,将抗静电阻燃导热型聚丙烯材料用于电器外壳。
为了实现上述发明目的,本发明采取了以下技术方案:一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,以重量份计,包括以下的组分:
聚丙烯50-100份、乙烯辛烯共聚物5-15份、马来酸酐接枝聚丙烯2-10份、改性氧化铝40-70份、阻燃剂20-50份、抗静电剂1-5份、抗氧剂0.5-2份、润滑剂 3-10份、滑石粉2-8份、颜料0.5-2份;其特征在于:所述的改性氧化铝为硅烷偶联剂的改性氧化铝,改性氧化铝的粒径为200-800nm。
所述抗静电阻燃导热型聚丙烯材料还包括20-50份氮化硼。
所述的硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述的硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。
所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷和/或三氧化二锑。
所述的抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚。
所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯。
所述的润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺。
本发明的制备抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的方法,包括以下步骤:
1)、改性氧化铝的制备方法:将氧化铝颗粒加入到溶剂中超声分散,升温至50-60℃后加入硅烷偶联剂,随后搅拌升温至70℃反应4-5h,冷却后过滤并保留滤渣,滤渣干燥后即为改性氧化铝颗粒;其中,硅烷偶联剂与氧化铝颗粒的质量比为3:100;溶剂为无水乙醇或二甲苯;滤渣干燥的温度为120℃,干燥时间为24h。
2)、制备抗静电阻燃导热型聚丙烯材料:取聚丙烯50-100份、乙烯辛烯共聚物5-15份、马来酸酐接枝聚丙烯2-10份、改性氧化铝40-70份、阻燃剂20-50份、抗静电剂1-5份、抗氧剂0.5-2份、润滑剂 3-10份、滑石粉2-8份、颜料0.5-2份;将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为20-40rpm,喂料转速为6-10rpm,切粒机转速为120-180rpm。
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的应用,将抗静电阻燃导热型聚丙烯材料用于电器外壳。
本发明,由于原料中采用了改性氧化铝,氧化铝颗粒的表面形了氨基、羟基等活性化学基团,更好的实现了在聚丙烯材料体系的导热性能。添加氮化硼,进一步提高了聚丙烯材料的热性能。因此本发明具有优异的机械性能、阻燃性能、抗静电性能和导热性能,具有很好的工业应用价值。
具体实施方式
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,以重量份计,包括以下的组分:
聚丙烯50-100份、乙烯辛烯共聚物5-15份、马来酸酐接枝聚丙烯2-10份、改性氧化铝40-70份、阻燃剂20-50份、抗静电剂1-5份、抗氧剂0.5-2份、润滑剂 3-10份、滑石粉2-8份、颜料0.5-2份;所述的改性氧化铝为硅烷偶联剂的改性氧化铝,改性氧化铝的粒径为200-800nm。所述抗静电阻燃导热型聚丙烯材料还包括20-50份氮化硼。其中,所述改性氧化铝为硅烷偶联剂改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为200-800nm。
本发明所述术语“改性氧化铝”为硅烷偶联剂改性的氧化铝颗粒得到的。氧化铝原料丰富,价格低廉,热稳定性高,其在高达1925℃的氧化和还原气氛中都是稳定的,其理想导热系数达到30w/m·K,但氧化铝颗粒比表面积较大、表面能较高,从而使氧化铝颗粒很容易聚集成团,而且由于氧化铝与聚合物之间作用力较低,氧化铝在聚合物基体中更加难以均匀分布,因此,本发明通过用硅烷偶联剂改性氧化铝,经改性后的氧化铝颗粒的表面形了氨基、羟基等活性化学基团,氧化铝颗粒通过表面形成氨基、羟基等活性基团与体系中的聚合物之间通过化学键连接,提高了界面的相互作用,减小界面之间的热阻,减少了团簇现象,更好的实现其在聚丙烯材料体系的导热性能。改性氧化铝的制备方法:将氧化铝颗粒加入到溶剂中超声分散,升温至50-60℃后加入硅烷偶联剂,随后搅拌升温至70℃反应4-5h,冷却后过滤并保留滤渣,滤渣干燥后即为改性氧化铝颗粒。其中,硅烷偶联剂与氧化铝颗粒的质量比为3:100;溶剂为无水乙醇或二甲苯;滤渣干燥的温度为120℃,干燥时间为24h。
作为本发明的一种优选实施方式,所述聚丙烯材料还包括20-50重量份的氮化硼。本发明所述术语“氮化硼”由氮原子和硼原子所构成的晶体,通常为黑色、棕色或暗红色晶体,为闪锌矿结构,具有良好的导热性,其热导率为200-300W/m·k,在聚丙烯材料体系中添加氮化硼,可以进一步提高聚丙烯材料的热性能。
本发明所述术语“颜料”为本领域常见的颜料,为本领域技术人员所知并可获得的。
本发明所述术语“马来酸酐接枝聚丙烯”为本领域常见的马来酸酐改性丙烯酸技术,为本领域技术人员所知并可获得的。
作为本发明的一种优选实施方式,所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
作为本发明的一种优选实施方式,所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。
作为本发明的一种优选实施方式,所述阻燃剂为十溴二苯乙烷和/或三氧化二锑。
作为本发明的一种优选实施方式,所述抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚。
作为本发明的一种优选实施方式,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯。
作为本发明的一种优选实施方式,所述润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺。
本发明的抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法,按所需组分比例称量,并将上述原料在120-150℃下干燥6-10h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度在170-250℃,螺杆转速为10-40rpm,喂料转速为6-10rpm,切粒机转速为120-200rpm。
本发明的应用,将抗静电阻燃导热型聚丙烯材料用于电器外壳。
实施例1:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 50重量份、乙烯辛烯共聚物5重量份、马来酸酐接枝聚丙烯2重量份、改性氧化铝40重量份、阻燃剂20重量份、抗静电剂1重量份、抗氧剂0.5重量份、润滑剂3重量份、滑石粉3重量份、颜料1重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-氨丙基三乙氧基硅烷的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为200nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺。
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为30rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为120rpm。
实施例2:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 50重量份、乙烯辛烯共聚物8重量份、马来酸酐接枝聚丙烯5重量份、改性氧化铝45重量份、阻燃剂25重量份、抗静电剂2重量份、抗氧剂1重量份、润滑剂3重量份、滑石粉3重量份、颜料0.5重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为400nm;阻燃剂为三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为20rpm,喂料转速为10rpm,切粒机转速为150rpm。
实施例3:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 60重量份、乙烯辛烯共聚物8重量份、马来酸酐接枝聚丙烯5重量份、改性氧化铝49重量份、阻燃剂27重量份、抗静电剂2重量份、抗氧剂1重量份、润滑剂5重量份、滑石粉5重量份、颜料0.5重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为400nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为20rpm,喂料转速为6rpm,切粒机转速为150rpm。
实施例4
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯60重量份、乙烯辛烯共聚物8重量份、马来酸酐接枝聚丙烯8重量份、改性氧化铝53重量份、阻燃剂32重量份、抗静电剂3重量份、抗氧剂1.5重量份、润滑剂6重量份、滑石粉5重量份、颜料1重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为400nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为30rpm,喂料转速为10rpm,切粒机转速为170rpm。
实施例5:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 65重量份、乙烯辛烯共聚物10重量份、马来酸酐接枝聚丙烯7重量份、改性氧化铝55重量份、阻燃剂39重量份、抗静电剂4重量份、抗氧剂1.5重量份、润滑剂10重量份、滑石粉6重量份、颜料1重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为500nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为20rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为180rpm。
实施例6:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 70重量份、乙烯辛烯共聚物12重量份、马来酸酐接枝聚丙烯10重量份、改性氧化铝63重量份、阻燃剂45重量份、抗静电剂5重量份、抗氧剂2重量份、润滑剂-10重量份、滑石粉8重量份、颜料1.5重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为500nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为20rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为180rpm。
实施例7:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 75重量份、乙烯辛烯共聚物13重量份、马来酸酐接枝聚丙烯10重量份、改性氧化铝50重量份、20重量份的氮化硼、阻燃剂40重量份、抗静电剂5重量份、抗氧剂2重量份、润滑剂10重量份、滑石粉8重量份、颜料1.5重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为500nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为40rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为180rpm。
实施例8:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 80重量份、乙烯辛烯共聚物15重量份、马来酸酐接枝聚丙烯8重量份、改性氧化铝55重量份、28重量份的氮化硼、阻燃剂45重量份、抗静电剂5重量份、抗氧剂2重量份、润滑剂10重量份、滑石粉8重量份、颜料2重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为500nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区250℃,机头温度190℃,螺杆转速为40rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为180rpm。
实施例9:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 90重量份、乙烯辛烯共聚物15重量份、马来酸酐接枝聚丙烯10重量份、改性氧化铝63重量份、35重量份的氮化硼、阻燃剂42重量份、抗静电剂5重量份、抗氧剂2重量份、润滑剂8重量份、滑石粉8重量份、颜料2重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为600nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区250℃,机头温度190℃,螺杆转速为30rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为180rpm。
实施例10:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:聚丙烯 100重量份、乙烯辛烯共聚物15重量份、马来酸酐接枝聚丙烯10重量份、改性氧化铝70重量份、43重量份的氮化硼、阻燃剂45重量份、抗静电剂5重量份、抗氧剂2重量份、润滑剂10重量份、滑石粉8重量份、颜料0.5重量份;其中,所述改性氧化铝为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷改性的氧化铝,所述改性氧化铝的粒径为800nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺。
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:
按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为30rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为180rpm。
本发明中:实施例2与实施例1相同,不同的是聚丙烯材料还包括20-50重量份的氮化硼。实施例3与实施例1相同,不同的是所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。实施例4与实施例3相同,不同的是硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。实施例5与实施例1相同,不同的是阻燃剂为十溴二苯乙烷和/或三氧化二锑。实施例6与实施例1相同,不同的是抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚。实施例7与实施例1相同,不同的是抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯。实施例8与实施例1相同,不同的是润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺。上述所用原料都是市售的。
实施方式10,抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的应用,将抗静电阻燃导热型聚丙烯材料用于电器外壳。
对比例1:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:
聚丙烯 60重量份、乙烯辛烯共聚物8重量份、马来酸酐接枝聚丙烯5重量份、氧化铝49重量份、阻燃剂27重量份、抗静电剂2重量份、抗氧剂1重量份、润滑剂5重量份、滑石粉5重量份、颜料0.5重量份;其中,所述氧化铝的粒径为400nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:
按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为30rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为180rpm。
对比例2:
一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的组分及重量份为:
聚丙烯 75重量份、乙烯辛烯共聚物13重量份、马来酸酐接枝聚丙烯10重量份、氧化铝50重量份、20重量份的氮化硼、阻燃剂40重量份、抗静电剂5重量份、抗氧剂2重量份、润滑剂10重量份、滑石粉8重量份、颜料1.5重量份;其中,所述氧化铝的粒径为500nm;阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑;抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚;抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯;润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺;
抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的制备方法:
按上述所需组分比例称量,并将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为40rpm,喂料转速为8rpm,切粒机转速为180rpm。
性能测试
(1)导电性能的测定
采用平板硫化机在15MPa下模压3min,得到抗静电阻燃导热型聚丙烯材料薄片,利用高阻仪对复合材料的体积电阻率进行测试,测试电压为100V。
(2)导热性能的测定
采用热线法对抗静电阻燃导热型聚丙烯材料薄片进行导热系数的测定,测试电压为2.5V,测试时间为3min。
(3)阻燃性能的测定
对抗静电阻燃导热型聚丙烯材料薄片进行垂直燃烧(UL 94)阻燃性能测定。
以上测试结果见下表。
例子 | 导热系数(W/m·k) | 体积电阻率(Ω·cm) | 阻燃等级(UL 94) |
实施例1 | 0.9124 | 9.7×108 | V-0 |
实施例2 | 0.9453 | 8.4×108 | V-0 |
实施例3 | 1.0243 | 7.9×108 | V-0 |
实施例4 | 1.0398 | 7.3×108 | V-0 |
实施例5 | 1.0542 | 7.0×107 | V-0 |
实施例6 | 1.0686 | 6.8×107 | V-0 |
实施例7 | 1.0779 | 3.9×106 | V-0 |
实施例8 | 1.0876 | 2.7×106 | V-0 |
实施例9 | 1.0931 | 1.8×106 | V-0 |
实施例10 | 1.1012 | 1.7×106 | V-0 |
对比例1 | 0.2856 | >1014 | V-2 |
对比例2 | 0.4354 | >1014 | V-2 |
通过上述实施例与对比例的测试结果说明,本发明由于在材料中采用了改性的氧化铝和氮化硼,其导热系数大大高于对比值,体积电阻率明显变小,阻燃等级提高了二个等级,因此本发明的机械性能、阻燃性能、抗静电性能和导热性能得以极大,具有很好的工业应用价值。
Claims (10)
1.一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,以重量份计,包括以下的组分:
聚丙烯50-100份、乙烯辛烯共聚物5-15份、马来酸酐接枝聚丙烯2-10份、改性氧化铝40-70份、阻燃剂20-50份、抗静电剂1-5份、抗氧剂0.5-2份、润滑剂 3-10份、滑石粉2-8份、颜料0.5-2份;其特征在于:所述的改性氧化铝为硅烷偶联剂的改性氧化铝,改性氧化铝的粒径为200-800nm。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,其特征在于:还包括20-50份氮化硼。
3. 根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,其特征在于:所述的硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
4. 根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,其特征在于:所述的硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,其特征在于:所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷和/或三氧化二锑。
6.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,其特征在于:所述的抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚。
7.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,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]季戊四醇酯和/或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯。
8.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃导热型聚丙烯材料,其特征在于:所述的润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺。
9.一种制备权利要求1所述的抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的方法,包括以下步骤:
1)、改性氧化铝的制备方法:将氧化铝颗粒加入到溶剂中超声分散,升温至50-60℃后加入硅烷偶联剂,随后搅拌升温至70℃反应4-5h,冷却后过滤并保留滤渣,滤渣干燥后即为改性氧化铝颗粒;其中,硅烷偶联剂与氧化铝颗粒的质量比为3:100;溶剂为无水乙醇或二甲苯;滤渣干燥的温度为120℃,干燥时间为24h。
2)、制备抗静电阻燃导热型聚丙烯材料:取聚丙烯50-100份、乙烯辛烯共聚物5-15份、马来酸酐接枝聚丙烯2-10份、改性氧化铝40-70份、阻燃剂20-50份、抗静电剂1-5份、抗氧剂0.5-2份、润滑剂 3-10份、滑石粉2-8份、颜料0.5-2份;将上述原料在120℃下干燥6h,并经高速混合,并由双螺杆挤出机挤出造粒,即得抗静电阻燃导热型聚丙烯材料;其中双螺杆挤出机各区温度为:一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区200℃、五区200℃,机头温度190℃,螺杆转速为20-40rpm,喂料转速为6-10rpm,切粒机转速为120-180rpm。
10.一种权利要求1所述的抗静电阻燃导热型聚丙烯材料的应用,其特征在于:是将抗静电阻燃导热型聚丙烯材料用于电器外壳。
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