CN107903496B - 一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种阻燃材料，特别涉及一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料及其制备方法，包括如下重量份的各物质：聚丙烯57.5～97.4份、偶联剂0.2～0.5份、阻燃剂2～10份、填充物0～30份、抗氧剂0.2～1份、润滑剂0.2～1份。其能有效满足低气味及针焰要求。

Description

一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃材料，特别涉及一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
阻燃聚丙烯广泛应用于家电与汽车行业，随着生活水平的提高，环保意识的不断增强，对阻燃材料的气味性及安全性要求也越来越严格，具体的：要求材料在加工及使用过程中味道须尽可能的低，特别是在汽车行业内，明确对气味性提出严格的要求，气味性须低于3.5级，所以，如何降低阻燃材料的气味性就成为行业改进的关键。
阻燃材料在使用过程中更多的是与电接触，实际应用中线路在短路的情况下会因过热而起火，所产生的火焰对周边零部件形成安全隐患，如果阻燃材料能满足针焰要求则可降低安全风险。
目前在家电及汽车领域应用最广泛的是V2阻燃聚丙烯，其阻燃体系以溴锑及磷氮溴居多，对于溴锑体系，无法避免游离溴存在，而游离溴是味道产生的主要来源，另外，溴锑体系的阻燃聚丙烯材料阻燃剂添加比例大，密度重，析出严重，无法满足气味性要求；对磷氮溴体系由于采用的是次磷酸盐作为原料之一，单纯的次磷酸盐的热稳定性较差，在高温剪切条件下，极易产生磷化氢气体而有刺鼻的味道，因此无法满足对气味的要求。
发明内容
本发明提供一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料及其制备方法，其能有效满足低气味及针焰要求。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为，一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，包括如下重量份的各物质：
Figure BDA0001484570650000011
Figure BDA0001484570650000021
作为本发明改进的技术方案，所述的聚丙烯选用均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或任意质量比的两种。
作为本发明改进的技术方案，所述的偶联剂选用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或任意质量比的两种。
作为本发明改进的技术方案，所述的阻燃剂选用混合物，所述混合物包括如下重量份的各物质：
Figure BDA0001484570650000022
所述的表面包覆改性无机次磷酸盐选用三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸铝或三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸钙；
三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸铝包括如下重量份的各物质：
三聚氰胺氰尿酸盐 1-3份
无机次磷酸铝 0.5-1.5份；
三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸钙包括如下重量份的各物质：
三聚氰胺氰尿酸盐 1-3份
无机次磷酸钙 0.5-1.5份。
作为本发明改进的技术方案，三聚氰胺溴酸盐选用三聚氰胺氢溴酸盐；所述的过氧化物为2，3-二甲基2，3-二苯基丁烷或对异丙苯聚合物、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯。
作为本发明改进的技术方案，所述的三聚氰胺盐选用三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐中的一种或任意质量比的两种。
作为本发明改进的技术方案，所述的填充物选用滑石粉、硫酸钡、硅灰石、高岭土、玻璃微珠、碳酸钙中的一种或任意质量比的多种。
作为本发明改进的技术方案，所述的抗氧剂选用抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或任意质量比的多种。、
作为本发明改进的技术方案，所述的润滑剂选用聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、N-N乙撑双硬脂酰胺中的一种或任意质量比的多种。
本发明的另一目的是提供一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：聚丙烯先与偶联剂相混合均匀，再加入阻燃剂、填充物、抗氧剂及润滑剂搅拌均匀，用螺杆长径比为44：1的双螺杆挤出机进行熔融造粒，挤出温度为170～190℃，将造粒进行注塑成型标准样条进行测试。
本发明的有益成果
作为阻燃剂成份的次磷酸盐在阻燃剂材料中是气味产生的主要来源，因此，采用经表面包覆处理的无机次磷酸盐作为阻燃剂的成份之一，包覆层能有效的对无机次磷酸盐进行保护，提升无机次磷酸盐的耐热性及加工性，降低了无机次磷酸盐因摩擦剪切产生气味性物质的释放；此外，阻燃剂中的三聚氰氨氰尿酸盐能有效协同次磷酸盐的阻燃，降低次磷酸盐的添加量，更进一步降低了气味的产生量，确保阻燃材料能顺利的通过气味性测试。通过磷氮的协同阻燃，阻燃材料在满足阻燃的条件下能顺利通过针焰测试。
因此，本发明的有益成果在于采用表面包覆处理的无机次磷酸盐作为阻燃剂的成份之一，与三聚氰氨氰尿酸盐协同阻燃，其有效改善了次磷酸盐的耐热性差、耐摩擦性差、气味性大的缺陷，确保了阻燃材料在满足气味性测试的条件下，能顺利通过阻燃测试及针焰测试。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，对本发明作进一步的说明：
一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，包括如下重量份的各物质：
Figure BDA0001484570650000031
其采用如下步骤制备而成：聚丙烯先与偶联剂相混合均匀，再加入阻燃剂、填充物、抗氧剂及润滑剂搅拌均匀，用螺杆长径比为44：1的双螺杆挤出机进行熔融造粒，挤出温度为170～190℃，将造粒进行注塑成型标准样条进行测试。。
为了保证阻燃聚丙烯材料的阻燃效果，聚丙烯选用均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或任意质量比的两种；偶联剂选用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或任意质量比的两种；阻燃剂选用混合物，所述混合物包括如下重量份的各物质：
Figure BDA0001484570650000041
所述的表面包覆改性无机次磷酸盐选用三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸铝或三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸钙；
三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸铝包括如下重量份的各物质：
三聚氰胺氰尿酸盐 1-3份
无机次磷酸铝 0.5-1.5份；
三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸钙包括如下重量份的各物质：
三聚氰胺氰尿酸盐 1-3份
无机次磷酸钙 0.5-1.5份；
所述的过氧化物为2，3-二甲基2，3-二苯基丁烷或对异丙苯聚合物、二- (叔丁基过氧化异丙基)苯；所述的三聚氰胺盐选用三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐中的一种或任意质量比的两种。
优选地，在保证阻燃聚丙烯材料的阻燃效果下，为降低成本也为进一步的优化性能，所述的填充物选用滑石粉、硫酸钡、硅灰石、高岭土、玻璃微珠、碳酸钙中的一种或任意质量比的多种；所述的抗氧剂选用抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或任意质量比的多种；所述的润滑剂选用聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、N-N乙撑双硬脂酰胺中的一种或任意质量比的多种。
具体地，
实施例1
一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的原料组成如下表1所示：
表1：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的原料组成：
Figure BDA0001484570650000042
Figure BDA0001484570650000051
实施例2：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的原料组成如下表 2所示：
表2：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料原料组成：
Figure BDA0001484570650000052
实施例3：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的原料组成如下表 3所示：
表3：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料原料组成：
Figure BDA0001484570650000053
Figure BDA0001484570650000061
实施例4：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的原料组成如下表 4所示：
表4：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料原料组成：
Figure BDA0001484570650000062
实施例5：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的原料组成如下表5所示：
表5：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料原料组成：
Figure BDA0001484570650000071
实施例6：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的原料组成如下表 6所示：
表6：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料原料组成：
Figure BDA0001484570650000072
Figure BDA0001484570650000081
实施例7：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的原料组成如下表 7所示：
表7：一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料原料组成：
Figure BDA0001484570650000082
根据实施例1～7所制的样品1～7，气味性测试按照大众VW50180方法进行测试：将所得到样品制成统一大小的色板，放置在封口三角烧杯中，置于80℃的烘箱中烘烤2H后，打开烧杯，对比气味性，按照：1、无异味；2、稍有气味；3、有味道，但不刺激；4、有刺激气味；5、强烈的刺激气味；6、无法忍受的味道，六个等级进行划分。其物性指标见表8：
表8：物性对比
Figure BDA0001484570650000083
Figure BDA0001484570650000091
从表8可以看出，实施例1～7所得到材料均能满足V2阻燃要求、针焰及气味性测试，满足家电及汽车行业对阻燃材料的气味性测试要求。
上述实施例中所提到的内容并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的构思前提下，其他显而易见的替换都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，其特征在于，包括如下重量份的各物质：
Figure FDA0002348319600000011
所述的阻燃剂选用混合物，所述混合物包括如下重量份的各物质：
Figure FDA0002348319600000012
所述的表面包覆改性无机次磷酸盐选用三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸铝或三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸钙；
三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸铝包括如下重量份的各物质：
三聚氰胺氰尿酸盐 1-3份
无机次磷酸铝 0.5-1.5份；
三聚氰胺氰尿酸盐包覆无机次磷酸钙包括如下重量份的各物质：
三聚氰胺氰尿酸盐 1-3份
无机次磷酸钙 0.5-1.5份；
所述的三聚氰胺盐选用三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐中的一种或任意质量比的两种。
2.根据权利要求1所述的一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯选用均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或任意质量比的两种。
3.根据权利要求1所述的一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的偶联剂选用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或任意质量比的两种。
4.根据权利要求1所述的一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的过氧化物为二叔丁基过氧化异丙基苯。
5.根据权利要求1所述的一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的填充物选用滑石粉、硫酸钡、硅灰石、高岭土、玻璃微珠、碳酸钙中的一种或任意质量比的多种。
6.根据权利要求1所述的一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗氧剂选用抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或任意质量比的多种。
7.根据权利要求1所述的一种具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的润滑剂选用聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、N,N'-乙撑双硬脂酰胺中的一种或任意质量比的多种。
8.一种如权利要求1-7任一所述的具有低气味及针焰性能的阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：聚丙烯先与偶联剂相混合均匀，再加入阻燃剂、填充物、抗氧剂及润滑剂搅拌均匀，用螺杆长径比为44：1的双螺杆挤出机进行熔融造粒，挤出温度为170～190℃，将造粒进行注塑成型标准样条进行测试。
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