CN107603007A

CN107603007A - 一种高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料及其制备方法

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Publication number: CN107603007A
Application number: CN201710708411.XA
Authority: CN
Inventors: 徐元元; 邢纪普; 任东方; 李荣群
Original assignee: HEFEI ORINKO PLASTICS GROUP CO Ltd
Current assignee: HEFEI ORINKO PLASTICS GROUP CO Ltd
Priority date: 2017-08-17
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明提供一种高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料及其及制备方法，高光阻燃抗菌耐候聚丙烯由PP树脂82‑88份，环保阻燃剂12‑15份、阻燃协效剂0‑1.5份，抗菌剂0.3‑0.6份、耐候剂0.3‑0.5份，抗氧化剂0.2‑0.4份，分散剂0.5‑1份，含氟聚合物加工助剂0.1份，色粉1‑2份按重量份组成。本发明方法制得的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料光泽度（60度角）可达85以上，阻燃等级UL‑94到达V‑0级，抗菌率达到99%以上，氙灯200h耐候测试∆E≤1.5。该材料满足欧盟ROHS和REACH法规规定，抗菌剂符合日本SIAA协会相关标准。此材料使用于智能马桶部件，能够有效预防由于马桶中与电接触部件起燃等造成的火灾隐患；具有SIAA标识的便座能够有效抑制细菌的产生，让人们的生活更健康。

Description

一种高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,通常为半透明无色固体，且无臭无毒。具有优异的物理性能和良好的化学稳定性，是目前使用最广泛的通用塑料之一。但由于聚丙烯氧指数极低，只有17-18，属于易燃材料，且在燃烧过程中产生大量熔滴、致使火焰传播，从而限制了其在电子、电器、交通、装饰材料等诸多领域的应用。

为了拓宽聚丙烯材料的应用领域，使其在智能马桶领域应用，要对其进行阻燃改性。传统的卤化物阻燃剂在燃烧时会放出大量的有毒气体，使其应用受到限制。无机阻燃剂与聚丙烯相容性差，且添加量大，力学性能大大降低。膨胀型阻燃剂具有一系列优点，成为近几年研究的热点。但其热稳定性差，易吸潮，也在一定程度上限制了其应用。以上阻燃体系添加量大，会严重影响聚丙烯材料的光泽度及耐候性，使聚丙烯材料失去光泽，长期放置老化严重。

随着人们对健康、安全意识的增加，抗菌材料日益受到关注。目前主要应用在纤维、塑料等领域。如抗菌袜、净水壶、马桶便座等。但抗菌剂在阻燃体系中容易失效。抗菌剂的加入易造成阻燃剂及最终制品的黄变。

发明内容

为克服现有阻燃体系光泽差、耐候性能欠佳、抗菌效率不高等技术缺陷，本发明公开了一种高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明方法制得的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，注塑的马桶部件具有高的光泽、优异的阻燃性能及耐候性，抗菌效果极佳，满足客户需求。

本发明的技术方案为：一种高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，由下列原料按重量份组成：

进一步方案，所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的至少一种。

进一步方案，所述的环保阻燃剂为八溴S醚、三氧化二锑中的至少一种。

进一步方案，所述的阻燃协效剂为抗滴落剂、降温母粒中的至少一种。

进一步方案，所述的抗菌剂为银系抗菌剂、银锌抗菌剂的至少一种。

进一步方案，所述的耐候剂为受阻苯甲酸酯类、苯并三唑中的至少一种。

进一步方案，所述抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，其中受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，硫代酯类抗氧剂为DLTP，亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。

进一步方案，所述分散剂为硬脂酸钙、N,N-亚乙基双硬脂酰胺中至少一种。

进一步方案，所述含氟聚合物加工助剂(PPA)为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯中至少一种。

进一步方案，所述色粉为钛白粉、酞青蓝中至少一种。

本发明的另一个发明目的是提供上述高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比，将抗菌剂部分分散剂在高混机中分散均匀，备用；

(2)按比例将聚丙烯、环保阻燃剂、阻燃协效剂放入混料机中，混合3-5分钟；

(3)将步骤(1)中的混合物料与耐候剂、抗氧剂、分散剂、色粉加入到步骤(2)中已混合好的混料机中，继续混料3-5分钟；

(4)将步骤(3)中混合好的物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料；其中挤出机的机筒温度为170-200℃，螺杆转速为400-550r/min，真空度为-0.04－-0.08MPa。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明预先将抗菌剂与分散剂在高混机中混合均匀，增加了抗菌剂在阻燃材料中的分散性，提高抗菌效率。

2、本发明加入环保阻燃剂在达到V0阻燃的同时，不影响材料的光泽度，对材料力学性能降低很小。

3、本发明加入阻燃协效剂，降低了阻燃剂的含量，降低成本，同时不影响材料的光泽度。

4、本发明中加入特定的耐候剂，有效避免耐候剂与阻燃剂的相互作用，使耐候性提高。

5、本发明加入特殊氟化物，明显改善制品黑点状态，降低产品不良率。

本发明方法制得的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料光泽度(60度角)可达85以上，阻燃等级UL-94到达V-0级，抗菌率达到99％以上，氙灯200h耐候测试ΔE≤1.5。该材料满足欧盟ROHS和REACH法规规定，抗菌剂符合日本SIAA协会相关标准。此材料使用于智能马桶部件，能够有效预防由于马桶中与电接触部件起燃等造成的火灾隐患；具有SIAA标识的便座能够有效抑制细菌的产生，让人们的生活更健康。

具体实施方式

为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。

实施例一：

本实施例中的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料是由下列原料按重量份组成：

具体制备方法包括以下步骤：

(1)按配比，将抗菌剂0.3份和硬脂酸钙0.2份在高混机中分散均匀，备用；

(2)按比例将均聚聚丙烯88份、八溴S醚10份，三氧化二锑2份放入混料机中，混合3-5分钟；

(3)将步骤(1)中的混合物料与受阻胺类光稳剂0.3份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份、硬脂酸钙0.3份、聚四氟乙烯0.1份，钛白粉1份加入到步骤(2)中已混合好的混料机中，继续混料3-5分钟；

实施例二：

具体制备方法包括以下步骤：

(2)按比例将均聚聚丙烯83份、八溴S醚12份、三氧化二锑3份、降温母粒0.5份放入混料机中，混合3-5分钟；

(3)将步骤(1)中的混合物料与受阻胺类光稳剂0.3份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、硬脂酸钙0.3份、聚偏二氟乙烯0.1份，钛白粉1份加入到步骤(2)中已混合好的混料机中，继续混料3-5分钟；

实施例三：

具体制备方法包括以下步骤：

(2)按比例将均聚聚丙烯82份、八溴S醚12份、三氧化二锑3份、抗滴落剂1份、降温母粒0.5份放入混料机中，混合3-5分钟；

(3)将步骤(1)中的混合物料与苯并三唑类耐候剂0.3份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、硬脂酸钙0.3份、聚偏二氟乙烯0.1份，钛白粉1份加入到步骤(2)中已混合好的混料机中，继续混料3-5分钟；

实施例四：

具体制备方法包括以下步骤：

(3)将步骤(1)中的混合物料与苯并三唑类耐候剂0.3份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、硬脂酸钙0.3份、TAS-2A 0.5份，聚偏二氟乙烯0.1份，钛白粉1份加入到步骤(2)中已混合好的混料机中，继续混料3-5分钟；

实施例五：

具体制备方法包括以下步骤：

(1)按配比，将抗菌剂0.6份和硬脂酸钙0.2份在高混机中分散均匀，备用；

(3)将步骤(1)中的混合物料与受阻胺类光稳剂和苯并三唑类耐候剂各0.3份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、硬脂酸钙0.3份、TAS-2A 0.5份，聚偏二氟乙烯0.1份，钛白粉1份加入到步骤(2)中已混合好的混料机中，继续混料3-5分钟；

实施例六：

具体制备方法包括以下步骤：

(3)将步骤(1)中的混合物料与受阻胺类光稳剂和苯并三唑类耐候剂各0.3份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、硬脂酸钙0.3份、PVDF 0.2份，聚偏二氟乙烯0.1份，钛白粉2份加入到步骤(2)中已混合好的混料机中，继续混料3-5分钟；

对比例：

具体制备方法包括以下步骤：

(1)按比例将均聚聚丙烯80份，与八溴S醚13份，三氧化二锑5份，混合3分钟，

(2)按比例将抗菌剂0.6份，受阻胺类光稳剂0.3，硬脂酸钙0.5份，抗氧剂1010，抗氧剂168，钛白粉2份，混合3-5分钟；

(3)将步骤(2)中混合好的物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料；其中挤出机的机筒温度为170-200℃，螺杆转速为400-550r/min，真空度为-0.04－-0.08MPa。

将上述实施例1-6高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料和对比例普通聚丙烯复合材料主要物性指标根据相关检测标准测试其光泽度、阻燃性、耐候性、抗菌率，其检测标准与检测结果如表1所示：

表1：实施例1-6的高光阻燃抗菌耐候PP专用料主要物性指标

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

2、本发明加入环保阻燃剂再达到V0阻燃的同时，不影响材料的光泽度，对材料力学性能降低很小。

4、本发明中加入特定的耐候性组合，有效避免耐候性与阻燃剂的相互作用，使耐候性提高。

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

1.一种高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列原料按重量份组成：

聚丙烯 82-88份，

环保阻燃剂 12-15份，

阻燃协效剂 0-1.5份，

抗菌剂 0.3-0.6份，

耐候剂 0.3-0.5份，

抗氧剂 0.2-0.4份，

分散剂 0.5-1份，

含氟聚合物加工助剂 0.1份，

色粉 1-2份。

2.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的环保阻燃剂为八溴S醚、三氧化二锑中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的阻燃协效剂为抗滴落剂、降温母粒中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗菌剂为银系抗菌剂、银锌抗菌剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的耐候剂为受阻苯甲酸酯类、苯并三唑中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，其中受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，硫代酯类抗氧剂为DLTP，亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。

8.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述分散剂为硬脂酸钙、N,N-亚乙基双硬脂酰胺中至少一种。

9.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述含氟聚合物加工助剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯中至少一种。

10.根据权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料，其特征在于：所述色粉为钛白粉、酞青蓝中至少一种。

11.一种制备如权利要求1所述的高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1) 按配比，将抗菌剂与部分分散剂在高混机中分散均匀，备用；

(2)按比例将聚丙烯、环保阻燃剂、阻燃协效剂一起加入到高速混合机中混合3-5分钟；

(3)将步骤（1）中的混合物料与耐候剂、抗氧剂、分散剂、含氟聚合物加工助剂及色粉加入到步骤（2）中已混合好的混料机中，继续混合3-5分钟；

(4)将步骤（3）中的混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光阻燃抗菌耐候聚丙烯复合材料；其中挤出机的机筒温度为170-200℃，螺杆转速为400-550r/min，真空度为-0.04－-0.08MPa。