CN109705458B - 一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物及其制备方法，该高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物按重量份数计包括：67‑88.5份聚丙烯、4‑15份阻燃镭雕剂、2‑5份镭雕协效剂、0.5‑2份抗氧剂、2‑6份相容剂、1‑3份钛白粉、1‑2份其它助剂；其中，阻燃镭雕剂包含八溴双酚S醚和三氧化二锑；镭雕协效剂包含氧化锌和α‑纳米氧化铝。本发明提供的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物，其组分中加入阻燃镭雕剂和镭雕协效剂，通过两者的协调作用使得产品无需添加镭雕母粒便达到镭雕效果，并能够提高镭雕产品白度。

Description

一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及镭雕级聚丙烯改性材料，特别涉及一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物及其制备方法。
背景技术
镭雕，也叫激光雕刻或者激光打标，是一种用光学原理进行表面处理的工艺。利用激光器发射的高强度聚焦激光束在焦点处，使材料氧化因而对其进行加工；打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化出痕迹或者是通过光能烧掉部分物质，而“刻”出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图形、文字。目前，已经商品化激光标记的塑料包括聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯等，
中国专利CN108485071A公开了一种镭雕聚丙烯改性材料及其制备方法，通过添加滑石粉和镭雕母粒解决了聚丙烯镭雕和收缩率大的问题，但是整个产品需要额外添加镭雕母粒才可以达到一定的镭雕效果，镭雕母粒成本高，同时添加镭雕母粒很难达到高白度产品。因而，如何获得一种无需添加镭雕母粒便能达到镭雕效果并具有高白度的产品是本领域技术人员的诉求。
发明内容
为解决背景技术中提到如何获得一种无需添加镭雕母粒便能达到镭雕效果并具有高白度的产品，本发明提供一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物，按重量份数计包括以下组分：
聚丙烯：67-88.5份；
阻燃镭雕剂：4-15份；
镭雕协效剂：2-5份；
抗氧剂：0.5-2份；
相容剂：2-6份；
钛白粉：1-3份；
其它助剂：1-2份；
其中，所述阻燃镭雕剂包含八溴双酚S醚和三氧化二锑；
所述镭雕协效剂包含氧化锌和α-纳米氧化铝。
进一步地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的共混物；所述聚丙烯抗冲击强度≥7kJ/cm2，熔融指数≥15g/min。
进一步地，所述八溴双酚S醚、所述三氧化二锑和所述镭雕协效剂按重量份数之比为6:2:1。
进一步地，所述镭雕协效剂中的氧化锌和α-纳米氧化铝按重量份数之比为2:1。
进一步地，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，其中马来酸酐接枝率大于1.5％。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。
进一步地，所述其他助剂为防玻纤外漏剂改性乙撑双脂肪酸酰胺、硬脂酸钙、硅酮粉中的至少一种。
本发明还提供一种上述高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物的制备方法，包括如下步骤:
S1、将聚丙烯、阻燃镭雕剂、镭雕协效剂、抗氧剂、相容剂、钛白粉和其它助剂预混1-2分钟，备用；
S2、将S1的预混料从双螺杆挤出机的主喂料口中加入，挤出，冷却，造粒。
进一步地，S2中双螺杆挤出机的长径比为40:1，温度控制在180-200℃，转数为300-450r/min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的阻燃镭雕剂含有三氧化二锑，三氧化二锑能够吸收激光能量，将激光束转换成热能，对塑料产生加热、碳化、蒸发作用及化学反应，不仅解决了雕刻难的问题，同时可以使产品达到阻燃V2的效果；
(2)本发明的阻燃镭雕剂含有八溴双酚S醚，八溴双酚S醚的苯环容易氧化成炭，而镭雕协效剂中的氧化锌和α-纳米氧化铝，及阻燃镭雕剂中的三氧化二锑能够吸收激光能量产生大量的热，从而加速八溴双酚S醚的苯环成炭，提高了白雕黑的效果；
(3)本发明的镭雕协效剂中的氧化锌和α纳米氧化铝与阻燃镭雕剂中的三氧化二锑一起协效，通过吸收激光能量产生大量的热，加速八溴双酚S醚的苯环成炭，提高了白雕黑的效果，同时氧化锌、α纳米氧化铝和三氧化二锑都是白度较高的矿物提高产品的白度，克服了传统镭雕粉及其镭雕母粒无法适用于白度要求高的产品；
(4)本发明的相容剂选用聚丙烯接枝马来酸酐，马来酸酐接枝率大于1.5％；相对于纯PP而言，通过添加聚丙烯接枝马来酸酐能够改善镭雕效果，同时能缓解氧化锌对聚丙烯力学性能的影响。
综上所述，本发明的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物，其组分中加入阻燃镭雕剂和镭雕协效剂，通过两者的协调作用使得产品达到镭雕效果，无需添加镭雕母粒，并能够提高镭雕产品白度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如表1的实施例1-3和对比例1-3的原料配比(各组分以重量份数计)：
表1
组分 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
聚丙烯 85.4 83.4 81.4 95.4 93.4 87.4
八溴双酚S醚 4 6 8 0 0 6
镭雕母粒 0 0 0 0 2 0
三氧化二锑 2 2 2 0 0 2
镭雕协效剂 2 2 2 0 0 0
相容剂 2 2 2 0 2 2
抗氧剂 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
钛白粉 1 1 1 1 1 1
其他助剂 1 1 1 1 1 1
其中，聚丙烯选用均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的共混物，其抗冲击强度为30kJ/cm2，熔融指数为25g/min；
镭雕协效剂选用氧化锌和α-纳米氧化铝的组合物，氧化锌和α-纳米氧化铝按重量份数之比为2:1；
相容剂选用聚丙烯接枝马来酸酐，其中马来酸酐接枝率为1.5％；
抗氧剂选用抗氧剂1010；
其他助剂选用防玻纤外漏剂改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)、硬脂酸钙和硅酮粉的组合物；
镭雕母粒选用LaserAT-8637。
上述实施例和对比例的制备方法包括：
S1、按表1各组分配比称取原料，将聚丙烯、八溴双酚S醚、镭雕母粒、三氧化二锑、镭雕协效剂、相容剂、抗氧剂、钛白粉和其他助剂加入到混料锅中，转速300-500r/min，预混2min，备用；
S2、将S1的预混料从双螺杆挤出机的主喂料口中加入，双螺杆挤出机的各段温度分别为：180℃，180℃，190℃，190℃，200℃，185℃，185℃，185℃，190℃，200℃，机头温度为200℃，螺杆转速为300-450r/min，挤出，冷却，造粒。
上述实施例1-3和对比例1-3所获得的聚丙烯改性料按照下述标准进行测试，其性能测试结果如表2所示：
测试标准：拉伸测试依照国标GB/T1040，弯曲强度测试依照国标GB/T9341，弯曲模量测试依照国标GB/T9341，阻燃等级依照国标GB/T2408-2008,采用垂直燃烧测试，白度依照国标GB 2913-1982。
镭雕清晰度采用色差仪对镭雕部位进行色差测量，划分等级为五级,其中，一星级表示色差变化ΔL：10-20；二星级表示色差变化ΔL：1:21-35；三星级表示色差变化ΔL：36-50；四星级表示色差变化ΔL：51-65；五星级表示色差变化ΔL大于65。
表2
Figure BDA0001884134210000051
根据表2的测试结果，发现：实施例1-3与对比例2相比，实施例1-3的白度和镭雕清晰度明显高于对比例2，由此证明，本发明的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物的白度和镭雕效果明显优于通过添加市场购买的镭雕母粒LaserAT-8637进行改性的聚丙烯材料。通过对比例3与对比例2相比发现，对比例3的白度高于对比例2的白度，证明了添加八溴双酚S醚与三氧化二锑能够起到协效作用，提高镭雕产品的白度，同时镭雕产品的阻燃等级达到V2级别。通过实施例1-3与对比例1相比发现，实施例1-3的白度、镭雕清晰度和阻燃等级均明显优于对比例1，由此证明本发明通过添加阻燃镭雕剂和镭雕协效剂能够提高产品的镭雕效果和白度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物，其特征在于：按重量份数计包括以下组分：
聚丙烯：67-88.5份；
阻燃镭雕剂：4-15份；
镭雕协效剂：2-5份；
抗氧剂：0.5-2份；
相容剂：2-6份；
钛白粉：1-3份；
其它助剂：1-2份；
其中，所述阻燃镭雕剂包含4份八溴双酚S醚和2份三氧化二锑，或6份八溴双酚S醚和2份三氧化二锑，或8份八溴双酚S醚和2份三氧化二锑；
所述镭雕协效剂包含氧化锌和α-纳米氧化铝；
所述镭雕协效剂中的氧化锌和α-纳米氧化铝按重量份数之比为2:1；
所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，其中马来酸酐接枝率大于1.5%。
2.根据权利要求1所述的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的共混物；所述聚丙烯抗冲击强度≥7kJ/cm2，熔融指数≥15g/min。
3.根据权利要求1所述的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物，其特征在于：所述其他助剂为防玻纤外漏剂改性乙撑双脂肪酸酰胺、硬脂酸钙、硅酮粉中的至少一种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤:
S1、将聚丙烯、阻燃镭雕剂、镭雕协效剂、抗氧剂、相容剂、钛白粉和其它助剂预混1-2分钟，备用；
S2、将S1的预混料从双螺杆挤出机的主喂料口中加入，挤出，冷却，造粒。
6.根据权利要求5所述的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于：S2中双螺杆挤出机的长径比为40:1，温度控制在180-200℃，转数为300-450r/min。
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