CN107513209A - 无卤阻燃聚丙烯树脂组合物及其成型品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种无卤阻燃聚丙烯树脂组合物及其成型品。所述无卤阻燃聚丙烯树脂组合物包括聚丙烯树脂、增强填料、阻燃剂、增韧剂及相容剂。所述无卤阻燃聚丙烯树脂成型品是由所述无卤阻燃聚丙烯树脂组合物构成。本发明的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物及其成型品，在无卤环保阻燃的基础上，提高了组合物的综合力学性能，扩大了聚丙烯的应用。

Description

无卤阻燃聚丙烯树脂组合物及其成型品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种无卤阻燃聚丙烯树脂组合物及其成型品。
【背景技术】
聚丙烯(简称PP)具有比重小、来源广等优点，在通用塑料中应用最为广泛，但聚丙烯具有模量低、抗张强度小等缺点，尤其是添加了阻燃剂后的聚丙烯产品，综合力学性能变得更差，严重限制了聚丙烯在力学性能要求高产品中的应用。
有鉴于此，实有必要开发一种无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，以解决上述现有技术中添加了阻燃剂后力学性能变差的问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，该组合物在无卤环保阻燃的基础上提高了力学性能，扩大了聚丙烯的应用范围。
为了达到上述目的，本发明的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其按重量份数表示包括：
可选地，所述聚丙烯树脂为耐冲击无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。
可选地，在环境温度为230℃，负荷为2.6Kg时，所述聚丙烯树脂的熔融指数为2-45g/10min。
可选地，所述增强填料的主体为长短径比在2-500之间的矿物填料或短切纤维中的至少一种，所述矿物填料为硅灰石、硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、玻璃微珠或蒙脱土，所述短切纤维为玻璃纤维或碳纤维。
可选地，所述阻燃剂为磷酸铵盐类、聚磷酸铵类、有机磷盐类、膦酸酯类、亚磷酸酯类、磷酸酯类、鏻盐类、磷杂环及其衍生物类、单氰胺类、双氰胺类、三聚氰胺类、胍盐类及其衍生物、三聚氰胺多磷酸盐类、三聚氰胺多聚磷酸盐类、磷酸盐及其衍生物、红磷、氢氧化镁、氢氧化铝、可膨胀性石墨中的两种或两种以上复配。
可选地，所述阻燃剂中磷的质量分数为阻燃剂的4-40％，所述阻燃剂中氮的质量分数为阻燃剂的0-20％。
可选地，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、丁苯橡胶、苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物中的至少一种。
可选地，所述相容剂为聚烯烃接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物接枝马来酸酐中的至少一种。
可选地，所述无卤阻燃聚丙烯树脂组合物中还包括抗氧剂、紫外线吸收剂、脱模剂、润滑剂中的至少一种。
另外，本发明还提供一种无卤阻燃聚丙烯树脂成型品，其由所述无卤阻燃聚丙烯树脂组合物构成。
相较于现有技术，本发明的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，通过在聚丙烯树脂中添加增强填料、无卤阻燃剂、增韧剂及相容剂，能够在无卤环保阻燃的基础上，提高了组合物的综合力学性能，扩大了聚丙烯的应用，使聚丙烯应用在对力学性能和环保要求比较高的汽车、电子电器产品上。
【具体实施方式】
本发明的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其按重量份数表示包括：
聚丙烯树脂1-80份，所述聚丙烯树脂为耐冲击无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的一种或多种复配，在环境温度为230℃，负荷为2.6Kg时，所述聚丙烯树脂的熔融指数为2-45g/10min，确保得到的组合物具有优良的加工性能。
增强填料5-45份，所述增强填料的主体为长短径比在2-500之间的矿物填料或短切纤维中的至少一种，所述矿物填料为硅灰石、硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、玻璃微珠或蒙脱土，所述短切纤维为玻璃纤维或碳纤维。通过在组合物中添加增强材料，可以得到一种高强度、高负荷变形温度(HDT)的成型品，加入增强填料5-45份，能够使成型品的负荷变形温度达到138℃以上。
阻燃剂10-40份，所述阻燃剂为磷酸铵盐类、聚磷酸铵类、有机磷盐类、膦酸酯类、亚磷酸酯类、磷酸酯类、鏻盐类、磷杂环及其衍生物类、单氰胺类、双氰胺类、三聚氰胺类、胍盐类及其衍生物、三聚氰胺多磷酸盐类、三聚氰胺多聚磷酸盐类、磷酸盐及其衍生物、红磷、氢氧化镁、氢氧化铝、可膨胀性石墨中的两种或两种以上复配，确保成型品的阻燃等级能够达到UL-94 1.0mmV-0等级。其中，所述阻燃剂中磷的质量分数为阻燃剂的4-40％，所述阻燃剂中氮的质量分数为阻燃剂的0-20％。
增韧剂1-15份，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯丙烯弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)中的至少一种。所述增韧剂与聚丙烯树脂相容性良好，能够大幅提高聚丙烯树脂成型品的缺口冲击强度。
相容剂1-15份，所述相容剂为聚烯烃接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物接枝马来酸酐中的至少一种。所述相容剂能明显增强聚丙烯树脂与增强填料、阻燃剂的相容性，改善聚丙烯树脂成型品的综合力学性能。其中，所述聚烯烃接枝马来酸酐可为聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐，聚烯烃弹性体接枝马来酸酐可为聚乙烯弹性体接枝马来酸酐、聚丙烯弹性体接枝马来酸酐。
其中，在不损害本发明的效果的范围内，所述无卤阻燃聚丙烯树脂组合物中还包括抗氧剂、紫外线吸收剂、脱模剂、润滑剂中的至少一种，从而得到其他功能性复合材料。
为对本发明的目的、功效及技术手段有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。
实施例1
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。在加工时为了防止阻燃剂热分解，最高加工温度控制在230℃以下。
比较例1
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。在加工时为了防止阻燃剂热分解，最高加工温度控制在230℃以下。
实施例2
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。在加工时为了防止阻燃剂热分解，最高加工温度控制在230℃以下。
比较例2
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。在加工时为了防止阻燃剂热分解，最高加工温度控制在230℃以下。
以上各实施例及比较例熔融挤出造粒后，然后将各实施例及比较例中的粒子在注塑机上注塑成型GB标准测试样条，按GB标准测试所得材料的机械性能，并按照UL-94标准测试阻燃性能，测试结果如表1所示：
表1：各实施例的测试结果
测试项目 测试标准 实施例1 比较例1 实施例2 比较例2
拉伸强度(MPa) ISO1183 56.9 39.86 59.9 42.96
断裂伸长率(％) ISO527-1,-2 4.96 1.97 5.16 2.46
弯曲强度(MPa) ISO 178 91.7 63.4 102.1 67.8
弯曲模量(MPa) ISO 178 4637 4669 5142 4076
冲击强度(KJ/m2) ISO 180 9.5 4.3 10.5 5.1
负荷变形温度(℃) ISO75-2 138.5 132 140.5 135
阻燃等级 UL-94 1.6mm V-0 1.6mm V-0 3.2mm V-1 3.2mm V-1
通过表1可以得知：将实施例1、比较例1及实施例2、比较例2分别做对比，可以得知通过在聚丙烯树脂中添加增韧剂及相容剂，能够极大程度地提高所得材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度，且提高了负荷变形温度，因此，在无卤环保阻燃聚丙烯的基础上，提高了所得材料的综合力学性能，扩大了聚丙烯的应用。
另外，本发明还提供一种无卤阻燃聚丙烯树脂成型品，其由所述无卤阻燃聚丙烯树脂组合物构成，即由所述无卤阻燃聚丙烯树脂组合物经过注塑成型后得到无卤阻燃聚丙烯树脂成型品。所述成型品能够用在对力学性能和环保要求比较高的汽车、电子电器产品上，扩大了聚丙烯的应用。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，按重量份数表示包括：
2.如权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂为耐冲击无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，在环境温度为230℃，负荷为2.6Kg时，所述聚丙烯树脂的熔融指数为2-45g/10min。
4.如权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述增强填料的主体为长短径比在2-500之间的矿物填料或短切纤维中的至少一种，所述矿物填料为硅灰石、硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、玻璃微珠或蒙脱土，所述短切纤维为玻璃纤维或碳纤维。
5.如权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸铵盐类、聚磷酸铵类、有机磷盐类、膦酸酯类、亚磷酸酯类、磷酸酯类、鏻盐类、磷杂环及其衍生物类、单氰胺类、双氰胺类、三聚氰胺类、胍盐类及其衍生物、三聚氰胺多磷酸盐类、三聚氰胺多聚磷酸盐类、磷酸盐及其衍生物、红磷、氢氧化镁、氢氧化铝、可膨胀性石墨中的两种或两种以上复配。
6.如权利要求1或5所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述阻燃剂中磷的质量分数为阻燃剂的4-40％，所述阻燃剂中氮的质量分数为阻燃剂的0-20％。
7.如权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、丁苯橡胶、苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物中的至少一种。
8.如权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述相容剂为聚烯烃接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物接枝马来酸酐中的至少一种。
9.如权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述无卤阻燃聚丙烯树脂组合物中还包括抗氧剂、紫外线吸收剂、脱模剂、润滑剂中的至少一种。
10.一种无卤阻燃聚丙烯树脂成型品，其特征在于，所述无卤阻燃聚丙烯树脂成型品由权利要求1至9中任意一项所述的无卤阻燃聚丙烯树脂组合物构成。
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