CN109749243A

CN109749243A - 一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯及其制备方法

Info

Publication number: CN109749243A
Application number: CN201811646557.7A
Authority: CN
Inventors: 郭金龙; 蔡铁锦; 董伟
Original assignee: Jiangsu And Wei Mei Development In Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu And Wei Mei Development In Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2019-05-14

Abstract

本发明公开了一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯及其制备方法，具体涉及高分子材料技术领域，所述制备原料按质量份数计，包括如下组分：PP 40‑90份、POE 3‑15份、无卤阻燃剂5‑30份、PP‑g‑MAH 0‑8份、玻璃鳞片5‑30份、扁平玻璃纤维10‑60份、抗氧剂0.2‑1.5份、润滑剂0.2‑2.0份、超支化流动改性剂0.2‑1份；所述PP为聚丙烯或者丙烯‑乙烯共聚物。本发明通过超支化流动改性剂来提高材料的流动性，有助于无卤阻燃剂粉末和扁平玻璃纤维的分布均匀，可避免因为流动性差，分布不均引起的注塑表观银丝，浮纤等缺陷，并且可有助于提供更多的各向同性分散体，而这可以显著改善注塑部件因为流动方向和横向流动方向之间不均匀收缩引起的制品翘曲。

Description

一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯及其制备方法。

背景技术

PP是现在四大通用塑料之首，广泛应用于工业、农业、交通运输及日常生活中，与人的生活密切相关，成为不可或缺的材料之一。随着人们对健康和环境安全要求的日益严格，无卤阻燃剂的环境友好性及对人体危害更小的优势越发明显，应用领域正逐步扩大。

专利申请公布号CN 108070143 A的发明专利公开了一种玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用，该玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料在受强热或燃烧时，表面可生成一层均匀的多孔炭质泡沫层，能起到隔热、隔氧、抑烟、防熔滴的作用，且无卤环保、低烟、低毒、无腐蚀性气体产生，具有良好的阻燃和抑烟功能，满足了人们对塑胶建筑模板阻燃化的要求，在发生火灾时能有效降低毒气、毒烟产生，降低火势蔓延速度，为人们争取宝贵的逃生时间。

但是其在实际使用时，仍旧存在较多缺点，如由于添加了阻燃剂和玻纤，材料流动性降低，制品表观存在阻燃剂分散不均，浮纤等外观缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯及其制备方法，通过超支化流动改性剂来提高材料的流动性，有助于无卤阻燃剂粉末和扁平玻璃纤维的分布均匀，同时，有利于注塑成型，可以显著改善因为流动性差，分布不均引起的注塑表观银丝，浮纤等缺陷，并且可进一步使用扁平玻璃纤维替代常规圆形玻璃纤维，由于扁平玻璃纤维倾向于在平面薄片中流动而不是滚动，这将有助于提供更多的各向同性分散体，而这可以显著改善注塑部件因为流动方向和横向流动方向之间不均匀收缩引起的制品翘曲，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，所述制备原料按质量份数计，包括如下组分：PP 40-90份、POE 3-15份、无卤阻燃剂5-30份、PP-g-MAH 0-8份、玻璃鳞片5-30份、扁平玻璃纤维10-60份、抗氧剂0.2-1.5份、润滑剂0.2-2.0份、超支化流动改性剂0.2-1份；

所述PP为聚丙烯或者丙烯-乙烯共聚物；

所述POE为乙烯-辛烯共聚物；

所述无卤阻燃剂为氮磷复配阻燃剂；

所述玻璃鳞片选用的是采用的900-7000目筛筛分出粒径为1.25-15μm的玻璃鳞片颗粒；

所述扁平玻璃纤维宽度为8-15μm，扁平比为3-5；

所述抗氧剂包括四(3、5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯，三(2、4-二叔丁基)亚磷酸苯酯；

所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、EBS、硅酮、硅油及其组合物；

所述超支化流动改性剂为聚酯、聚烯烃类的超支化聚合物，其分子量为1000-20000。

在一个优选地实施方式中，所述扁平玻璃纤维选用的是改性扁平玻璃纤维。

在一个优选地实施方式中，所述制备原料的各组分质量份分别为PP 40-70份、POE5-15份、无卤阻燃剂10-28份、PP-g-MAH 0-6份、玻璃鳞片8-25份、扁平玻璃纤维15-40份、抗氧剂0.5-1.0份、润滑剂0.5-1.0份、超支化流动改性剂0.2-0.8份，所述玻璃鳞片选用的是采用的2500-6000目筛筛分出粒径为2.5-6.5μm的玻璃鳞片颗粒。

本发明还提供了一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯的制备方法，具体包括如下操作步骤：

S1：原料预混合：按上述原料的质量份配比，取干燥后的PP、POE和PP-g-MAH，并将其与抗氧剂以及润滑剂一起置于高速混合机中，在常温下充分混合均匀；

S2：扁平玻璃纤维的改性处理：

(1)将扁平玻璃纤维置于工作气体为氮气，工作压强为10-20Pa，放电功率为80-110W的低温等离子体装置中处理100-120s，得到预处理扁平玻璃纤维；

(2)将聚乙烯醇和水按固液比(2-6)g：100mL混合，在80-90℃下以200-400r/min的转速搅拌20-40min，得到聚乙烯醇溶液；

(3)将预处理扁平玻璃纤维和聚乙烯醇溶液按固液比(8-12)g:100mL混合，在80-90℃下以200-400r/min的转速搅拌40-60min，得到的固体在80-90℃下真空干燥12-18h，从而得到改性扁平玻璃纤维；

S3：将S1中制得的混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入到该双螺杆挤出机中，同时，按上述原料的质量份配比，将S2中制备的改性扁平玻璃纤维、玻璃鳞片、无卤阻燃剂以及超支化流动改性剂依次从双螺杆挤出机的侧喂料口加入到该双螺杆挤出机中，经过拉条、冷却、切粒和干燥后得到高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯。

在一个优选地实施方式中，所述S3中双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制其加工温度为230-250℃。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过超支化流动改性剂来提高材料的流动性，有助于无卤阻燃剂粉末和扁平玻璃纤维的分布均匀，同时，有利于注塑成型，可以显著改善因为流动性差，分布不均引起的注塑表观银丝，浮纤等缺陷，提高了材料的表观性能；并且可进一步使用扁平玻璃纤维替代常规圆形玻璃纤维，由于扁平玻璃纤维倾向于在平面薄片中流动而不是滚动，这将有助于提供更多的各向同性分散体，而这可以显著改善注塑部件因为流动方向和横向流动方向之间不均匀收缩引起的制品翘曲；

2、本发明通过使用玻璃鳞片，有利于降低材料的翘曲性，使材料在高温高湿环境下的应用，长期保持优异的性能；同时增强材料的阻隔性，有效阻挡小分子向外迁移，使材料具有耐析出，抗迁移的特性。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1

本实施例提供了一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其制备原料按质量份数计，包括如下组分：PP 40份、POE 5份、无卤阻燃剂10份、PP-g-MAH 1.0份、玻璃鳞片8份、扁平玻璃纤维15份、抗氧剂0.8份、润滑剂0.8份、超支化流动改性剂0.2份。

本实施例还提供了一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯的制备方法，具体包括如下操作步骤：

S1：原料预混合：取干燥后的40份PP、5份POE和1.0份PP-g-MAH，并将其与0.8份抗氧剂以及0.8份润滑剂一起置于高速混合机中，在常温下充分混合均匀；

S2：扁平玻璃纤维的改性处理：

S3：将S1中制得的混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入到该双螺杆挤出机中，同时，将15份S2中制备的改性扁平玻璃纤维、8份玻璃鳞片、10份无卤阻燃剂以及0.2份超支化流动改性剂依次从双螺杆挤出机的侧喂料口加入到该双螺杆挤出机中，经过拉条、冷却、切粒和干燥后得到高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制其加工温度为230℃。

实施例2

本实施例提供了一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其制备原料按质量份数计，包括如下组分：PP 49份、POE 8份、无卤阻燃剂22份、PP-g-MAH 4份、玻璃鳞片10份、扁平玻璃纤维20份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份、超支化流动改性剂0.6份。

S1：原料预混合：按上述原料的质量份配比，取干燥后的49份PP、8份POE和4份PP-g-MAH，并将其与0.5份抗氧剂以及0.5份润滑剂一起置于高速混合机中，在常温下充分混合均匀；

S2：扁平玻璃纤维的改性处理：

S3：将S1中制得的混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入到该双螺杆挤出机中，同时，将20份S2中制备的改性扁平玻璃纤维、10份玻璃鳞片、22份无卤阻燃剂以及0.6份超支化流动改性剂依次从双螺杆挤出机的侧喂料口加入到该双螺杆挤出机中，经过拉条、冷却、切粒和干燥后得到高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制其加工温度为240℃。

实施例3

本实施例提供了一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其制备原料按质量份数计，包括如下组分：PP 70份、POE 15份、无卤阻燃剂28份、PP-g-MAH 6份、玻璃鳞片25份、扁平玻璃纤维40份、抗氧剂1.0份、润滑剂1.0份、超支化流动改性剂0.8份。

S1：原料预混合：取干燥后的70份PP、15份POE和6份PP-g-MAH，并将其与1.0份抗氧剂以及1.0份润滑剂一起置于高速混合机中，在常温下充分混合均匀；

S2：扁平玻璃纤维的改性处理：

S3：将S1中制得的混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入到该双螺杆挤出机中，同时，将40份S2中制备的改性扁平玻璃纤维、25份玻璃鳞片、28份无卤阻燃剂以及0.8份超支化流动改性剂依次从双螺杆挤出机的侧喂料口加入到该双螺杆挤出机中，经过拉条、冷却、切粒和干燥后得到高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制其加工温度为250℃。

分别对实施例1-3制备得到的增强无卤阻燃聚丙烯的性能参数进行检测，并与现有普通增强无卤阻燃聚丙烯对比，测试结果如下表所示：

由表中数据对比数据可知，按优选配方比制备出来的增强无卤阻燃聚丙烯的表观性能、析出率以及翘曲率等指标明显优于市面上现有的普通增强无卤阻燃聚丙烯，尤其在PP 49份、POE 8份、无卤阻燃剂22份、PP-g-MAH 4份、玻璃鳞片10份、扁平玻璃纤维20份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份、超支化流动改性剂0.6份，同时，在制备过程中将双螺杆挤出机的加工温度为230-250℃时，上述实施例制备的增强无卤阻燃聚丙烯的析出率和翘曲率指标能达到最优值，且表观性能和阻燃性能也明显提升。

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，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

1.一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于：所述制备原料按质量份数计，包括如下组分：PP 40-90份、POE 3-15份、无卤阻燃剂5-30份、PP-g-MAH 0-8份、玻璃鳞片5-30份、扁平玻璃纤维10-60份、抗氧剂0.2-1.5份、润滑剂0.2-2.0份、超支化流动改性剂0.2-1份；

所述PP为聚丙烯或者丙烯-乙烯共聚物；

所述POE为乙烯-辛烯共聚物；

所述无卤阻燃剂为氮磷复配阻燃剂；

所述扁平玻璃纤维宽度为8-15μm，扁平比为3-5；

2.根据权利要求1所述的一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于：所述扁平玻璃纤维选用的是改性扁平玻璃纤维。

3.根据权利要求1所述的一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于：所述制备原料的各组分质量份分别为PP 40-70份、POE 5-15份、无卤阻燃剂10-28份、PP-g-MAH 0-6份、玻璃鳞片8-25份、扁平玻璃纤维15-40份、抗氧剂0.5-1.0份、润滑剂0.5-1.0份、超支化流动改性剂0.2-0.8份，所述玻璃鳞片选用的是采用的2500-6000目筛筛分出粒径为2.5-6.5μm的玻璃鳞片颗粒。

4.根据权利要求1-3中任一所述的一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯，提供一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯的制备方法，具体包括如下操作步骤：

S2：扁平玻璃纤维的改性处理：

5.根据权利要求4所述的一种高光泽、耐析出、低翘曲增强无卤阻燃聚丙烯的制备方法，其特征在于：所述S3中双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制其加工温度为230-250℃。