CN107857935A - 一种灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，包括以下步骤：1)、将聚丙烯树脂100重量份、复配阻燃剂10‑35重量份、灰色色母0.5‑15重量份和发泡助剂0.1‑5重量份高速混合制得改性的聚丙烯微粒；2)、将上述改性的聚丙烯微粒投入反应釜，然后加热加压，并在瞬间释放至大气压，从而得到发泡聚丙烯珠粒。本发明通过采用聚丙烯树脂100重量份、氢氧化镁10‑35重量份、氢氧化铝5‑19重量份和聚磷酸铵2‑8重量份和三氧化二锑5‑10重量份制作出特殊的复配阻燃剂，与特殊的炭黑协同作用，相互制衡，使得灰色高阻燃聚丙烯发泡材料的氧指数测试结果最高可达到37％左右，同时保证EPP珠粒可在正常蒸汽范围内进行成型，珠粒间也能很好的熔结。

Description

一种灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法

技术领域

本发明涉及聚丙烯发泡珠粒的制备技术领域，具体为一种灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法。

背景技术

超临界釜压发泡法生产的EPP珠粒，凭借其优异的力学性能和高膨胀比的优势，在包装、汽车制造业、军工等领域的使用也日益增加。

另外，EPP由于其独特的生产工艺，不能单纯地通过在配方中加入助剂来提升其某一方面的性能。其中，阻燃就是EPP一个难以逾越的沟壑。目前阻燃剂一般分为无机阻燃剂和有机阻燃剂，普通的工程塑料可以通过加大阻燃剂的用量很容易就可以使氧指数达到30以上。而对于EPP而言，如果选用无机阻燃剂，大量的无机填料易充当成核剂功能，不仅不利于珠粒发泡，而且也会增加对珠粒后期成型的能耗问题；如果选用有机阻燃剂，小分子的有机物在EPP内部起到了润滑剂的作用，并能向EPP珠粒表面发生迁移，在后期成型过程中EPP珠粒间无法熔结。另外，发泡材料的蜂窝状结构，泡孔内部的空隙也是影响阻燃性能的关键因素。尤其特别的是，灰色的聚丙烯发泡珠粒中含有大量的炭黑组分，而一般情况下，炭黑是一种有效的助燃剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有灰色的聚丙烯发泡珠粒由于含有大量的炭黑而阻燃性不高的缺陷，旨在选择特定的阻燃剂、特定的色母及色母添加量(特定的炭黑)，来提高灰色EPP材料的阻燃性能，使其达到离火自熄的功能，从而进一步拓宽超临界釜压发泡法生产的EPP珠粒的应用领域。

一种灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，包括以下步骤：

1)、将聚丙烯树脂100重量份、复配阻燃剂10-35重量份、灰色色母0.5-15重量份和发泡助剂0.1-5重量份高速混合均匀后，经挤出机混炼、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯微粒；

2)、将上述改性的聚丙烯微粒投入反应釜，然后加热加压，在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一定倍率的发泡聚丙烯珠粒。

优选的，所述的聚丙烯树脂为丙烯的摩尔百分数至少为60％的聚丙烯均聚物和/或丙烯和一种或多种共聚单体的共聚物。优选的，丙烯的摩尔百分数至少为80％；

优选的，所述的共聚物为丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯无规共聚物或丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物。

优选的，复配阻燃剂包括聚丙烯树脂100重量份、氢氧化镁10-35重量份、氢氧化铝5-19重量份和聚磷酸铵2-8重量份和三氧化二锑5-10重量份。将复配阻燃剂的各组分在高速混合机中混合均匀后，通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到改性聚丙烯微粒生产时所需的复配阻燃剂。

进一步的，复配阻燃剂中的聚丙烯树脂与制备改性的聚丙烯微粒的聚丙烯树脂为同一种聚丙烯树脂。

进一步的，灰色色母中炭黑的质量分数为5-30％。其中炭黑为橡胶炭黑，可通过改变灰色色母的添加量，来实现聚丙烯发泡珠粒的不同等级灰色程度。

进一步的，发泡助剂包括成核助剂、稳定剂、抗氧剂、润滑剂和防静电剂，需根据实际生产需要酌情添加。

发明所得到的高阻燃聚丙烯发泡珠粒的DSC熔融曲线均出现双熔融峰结构，其中高温熔融峰出现是因为在发泡过程的气体浸渍期间，树脂颗粒中有未熔的晶体进一步重排、完善而形成了熔融温度高于聚丙烯原始熔点的晶体结构；低温熔融峰的出现是气体浸渍期间树脂中已融化的晶体在释压后的冷却过程中重结晶的缘故。EPP制件模塑成型的蒸汽温度一般选在EPP双熔融峰之间的温度。在成型时EPP的低温晶体融化以促进珠粒间的粘结，而高温晶体不熔化以保证发泡珠粒的泡孔形态和模塑制品的力学性能。高温熔融峰的热焓值一般优选为10-25J/g，其热焓过低发泡珠粒的吸能性会变差，热焓值高时发泡珠粒不易熔结。

本发明通过采用聚丙烯树脂100重量份、氢氧化镁10-35重量份、氢氧化铝5-19重量份和聚磷酸铵2-8重量份和三氧化二锑5-10重量份制作出特殊的复配阻燃剂，与特殊的橡胶炭黑协同作用，相互制衡，使得灰色高阻燃聚丙烯发泡材料的氧指数测试结果最高可达到37％左右，同时保证EPP珠粒可在正常蒸汽范围内进行成型，珠粒间也能很好的熔结。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒典型的双熔融峰曲线；

图2是实施例B的灰色高阻燃发泡聚丙烯珠粒图片；

图3是实施例D的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒SEM图(EPP珠粒的断面扫描电镜图)。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

按照下表的配方制作实施例A-E，并进行氧指数测试。氧指数测试方法为：将模塑成型的板材(46cm×35cm×6cm)裁切为10mm×10mm×150mm的标准样条。将标准样条竖直地固定在氧指数仪的玻璃燃烧筒中，其底座与可产生氮氧混合气流的装置相连。点燃试样的顶端，混合气流中的氧浓度将会持续下降，直至火焰熄灭。

由表1可知，色母和复配阻燃剂的用量存在一定程度上的协同效应，并非通过简单的实验就能摸索出二者的添加比例，想要保持灰度又保持阻燃性能，必须将各成分的配比限定在本发明的范围内。在达到正常的成型压力及性能情况下，可使得灰色高阻燃EPP材料的氧指数高达到37％，同时保证EPP珠粒可在正常蒸汽范围内进行成型，珠粒间也能很好的熔结。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将聚丙烯树脂100重量份、复配阻燃剂10-35重量份、灰色色母0.5-15重量份和发泡助剂0.1-5重量份高速混合均匀后，经挤出机混炼、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成改性的聚丙烯微粒；

2)、将上述改性的聚丙烯微粒投入反应釜，然后加热加压，在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一定倍率的发泡聚丙烯珠粒。

2.如权利要求1所述的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述的聚丙烯树脂为丙烯的摩尔百分数至少为60％的聚丙烯均聚物和/或丙烯和一种或多种共聚单体的共聚物。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的共聚物为丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯无规共聚物或丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物。

4.如权利要求1所述的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中复配阻燃剂包括聚丙烯树脂100重量份、氢氧化镁10-35重量份、氢氧化铝5-19重量份和聚磷酸铵2-8重量份和三氧化二锑5-10重量份。

5.如权利要求4所述的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，复配阻燃剂中的聚丙烯树脂与制备改性的聚丙烯微粒的聚丙烯树脂为同一种聚丙烯树脂。

6.如权利要求4或5所述的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，将复配阻燃剂的各组分在高速混合机中混合均匀后，通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到改性聚丙烯微粒生产时所需的复配阻燃剂。

7.如权利要求1所述的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的灰色色母中炭黑的质量分数为5-30％。

8.如权利要求7所述的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，灰色色母中炭黑为橡胶炭黑。

9.如权利要求1所述的灰色高阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述的发泡助剂包括成核助剂、稳定剂、抗氧剂、润滑剂和防静电剂。