CN109824984A - 用于汽车内饰件的阻燃pp材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)称取各原料：PP、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、玻璃纤维、膨润土、抗静电剂、阻燃剂、抗老化剂；(2)加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒。本发明解决了聚丙烯的高阻燃性和较高力学性能不能兼具的矛盾，研究了不同原料配伍对于材料阻燃性能的影响，在获得良好的阻燃性的基础上，研究和开发出一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料及其制备方法，不仅减少了阻燃PP材料中阻燃剂的总添加量，而且在提高材料阻燃性能的基础上改善了该复合材料的力学性能，并降低了产烟量，更为安全、环保；本发明阻燃性好、综合性能优良、环保性好。
Description
技术领域
本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料及其制备方法。
背景技术
聚合物材料由于其良好的机械加工性能以及化学稳定性而广泛用于工业、农业和日常生活中。然而，其应用受到不同程度的限制，因为它们中的大多数是易燃材料。因此，人们越来越关注聚合物材料的阻燃性。
聚丙烯(Polypropylene)是一种无毒、无臭、无味的，具有高结晶度的聚合物，是一种良好的热塑性树脂。跻身五大通用塑料之一的聚丙烯，其产量排名仅随聚乙烯和聚氯乙烯之后，消费量仅次于聚乙烯，是一种重要的塑料加工工业原料。
1954年，朱利奥·纳塔教授初次制备了具有高度立体规整性的结晶聚丙烯。三年之后，意大利的蒙特卡迪公司在费拉拉投资，建成第一套聚丙烯工业生产装置，其产量为6000吨/年，采用浆液法间歇式生产方式，使聚丙烯的生产首次实现工业化。自聚丙烯生产实现工业化以来，聚丙烯树脂及其制品得到了令世人瞩目的快速发展。
聚丙烯是通用热塑性树脂中用量增长最快的品种之一。其快速发展得益于以下几个方面：首先可用于制备聚丙烯的原料资源丰富，合成工艺并不复杂，可进行小规模投资，而且经济效益好；其次就聚丙烯而言，其相对密度小，加工性能好，强度高，刚性相对PE要好，耐应力开裂，不易被腐蚀，耐酸碱，且价格适中。这些优点使得聚丙烯被广泛用于汽车、家电、建筑、农业、医药卫生、食品包装等日常生活的各个领域。
PP有以下基本性质：
1、聚丙烯是结晶性高聚物，具有无毒、无味、无臭、质轻(密度一般为0.91g/cm3左右)、不吸水等特点，而且其制品机械强度较高；
2、聚丙烯为非极性有机物，因而它可以被非极性有机溶剂溶胀或是溶解，而且体系温度越高，溶胀或溶解得程度越大。聚丙烯对于极性溶剂一般比较稳定，但芳烃和氯化烃的温度在80℃以上时，对聚丙烯有溶胀或溶解作用，例如聚丙烯在四氯化碳、松节油、氯仿等极性溶剂中会有较大的溶胀，与此同时其拉伸强度下降明显；
3、聚丙烯的热稳定性很好，其制品热变形温度较高，可耐沸水，大部分制品降解温度可达300℃以上，不过聚丙烯在与氧气接触的情况下，当体系达到一定温度后会出现变黄的现象；
4、聚丙烯非常易燃烧，而且被点燃的聚丙烯不能自熄，燃烧过程会伴随熔滴滴落和大量的烟，由于熔滴的流延，使火势更容易扩大发展，不利于救援的开展与实施；
5、聚丙烯在紫外线照射下容易老化，如果需要降低光降解的速率，应当在制品中添加光稳定剂；
6、聚丙烯具有良好的化学稳定性，而且聚丙烯的结晶度越高其化学稳定性也更高；
7、聚丙烯是聚烯烃中耐热较高的一种，其熔点Tm通常在164℃～170℃。聚丙烯的熔体流动性好，但其熔体弹性通常较大，而且其制品的冷却凝固速度较快，这使得材料容易产生内应力。同时聚丙烯的成型收缩比率较大(约1％～2.5％)，因而厚壁制品易产生凹陷；
8、具有较高分子量的聚丙烯，通常具有很好的立构规整度，这使得聚丙烯更容易结晶。适当的结晶赋予了聚丙烯更好的力学强度、耐应力开裂性，以及较低的蠕变性；
9、聚丙烯具有优良的电绝缘性能，介电常数2.2～2.6。可以用来制作高温环境下的电器绝缘部件，但聚丙烯易产生静电；
10、聚丙烯耐寒性差，低温情况下容易发生脆断现象。这是由于在低温或高应变速率下，链节移动较困难，分子链弯曲性能下降聚丙烯吸收的冲击能量来不及传递，故表现出低温脆性。并且PP为结晶性聚合物，若形成较大的球晶，也可能使PP易于产生裂纹，冲击性能降低。
但是，聚丙烯的极限氧指数(LOI)通常只有17-18％，小于通常空气中氧气的浓度21％，换言之，聚丙烯在空气中遇火即可燃烧且离火不能自熄，且有滴落现象发生，属于易燃的高分子材料，这增加了聚丙烯应用的潜在风险。同时，聚丙烯还有缺口敏感性强、低温冲击强度低、模量小等缺点。这些缺点限制了聚丙烯在许多具有较高要求的工程领域的应用，因而聚丙烯的阻燃改性和增韧增强改性成为了许多学者的研究课题。
聚丙烯是一种通用塑料，具有优良的机械性能，良好的电绝缘性和耐化学腐蚀性。聚丙烯极易燃，在燃烧过程中，大量浓烟和有害物质对人们的生命财产安全构成严重威胁，严重限制了其应用。因此，人们越来越关注聚丙烯的阻燃性能。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，在保证良好力学性能的基础上，研究和开发出一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料及其制备方法，不仅减少了阻燃PP材料中阻燃剂的总添加量，而且在提高材料阻燃性能的基础上改善了该复合材料的力学性能，并降低了产烟量，更为安全、环保。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各原料：PP、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、玻璃纤维、膨润土、抗静电剂、阻燃剂、抗老化剂；
(2)将各原料以转速为300-900r/min搅拌5-15min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 95-105份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1-3份、玻璃纤维5-15份、功能化膨润土10-20份、抗静电剂0.5-1.5份、阻燃剂3-7份、抗老化剂0.5-1.5份；
(2)将各原料以转速为300-900r/min搅拌5-15min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度165-175℃，二区温度175-185℃，三区温度185-195℃，四区温度190-200℃，五区温度195-205℃，六区温度200-210℃，七区温度205-215℃，八区温度210-220℃，九区温度215-225℃，螺杆转速为200-300r/min。
所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸双十二烷酯中的至少一种。
所述玻璃纤维的单丝直径为10-15μm，长度为2-5mm。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，其绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高。玻璃纤维是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。
所述功能化膨润土由下述方法制备：将膨润土、1,6-己二异氰酸酯按质量比为1：(0.02-0.06)混合，以转速为500-1000r/min搅拌10-20min，然后置于马弗炉中在温度为450-550℃进行煅烧1-3h，自然冷却至室温，得到活化膨润土；将活化膨润土、乙醇、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、衣康酸、二季戊四醇六丙烯酸酯按质量比为1：(10-20)：(1-2)：(0.5-1.5)：(1.5-2.5)混合后加入球磨机中研磨5-10h，出料后在温度为90-100℃、真空度为0.01-0.02MPa减压蒸馏去除乙醇，然后在温度为140-160℃烘干3-5h，得到预处理膨润土；将700-900mL乙二醇二乙醚和1.5-1.7mol 4-羟甲基-4-乙基-环状甲基膦酸酯混合，在氮气保护并以转速为100-300r/min搅拌下滴加0.4-0.6mol十二烷基三氯硅烷，控制滴加温度为50-60℃、滴加时间为10-30min，滴完后升温到110-125℃保温反应15-20h，得到反应液；将预处理膨润土、反应液按质量比为1：(0.05-0.15)混合，以转速为500-1000r/min搅拌20-40min，再在温度为100-110℃烘干5-15h，即得功能化膨润土。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2：1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用，有300多个产品。对膨润土的功能化处理是备受关注的改性研究之一，通过与改性剂的改性方法来改善膨润土土理化性质，可以有效改善膨润土的性能。
所述研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为(5-7)：(2-4)：1组成。
所述阻燃剂为对苯二胺化学接枝改性的聚磷酸铵衍生物、含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵中的至少一种。进一步地，所述阻燃剂为对苯二胺化学接枝改性的聚磷酸铵衍生物、含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵按质量比为1：(2-3)组成。
所述抗静电剂为月桂酸二乙醇酰胺、N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺中的至少一种。
本发明还提供了一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料采用上述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法制备而成。
本发明解决了聚丙烯的高阻燃性和较高力学性能不能兼具的矛盾，研究了不同原料配伍对于材料阻燃性能的影响，在获得良好的阻燃性的基础上，研究和开发出一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料及其制备方法，不仅减少了阻燃PP材料中阻燃剂的总添加量，而且在提高材料阻燃性能的基础上改善了该复合材料的力学性能，并降低了产烟量，更为安全、环保；本发明阻燃性好、综合性能优良、环保性好、制备工艺简单，具有良好的市场应用前景，推广开来将得到良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例中原料介绍：
PP由中国石油化工股份有限公司北京燕山石化分公司生产，牌号：K8303。
玻璃纤维由淄博泰鑫复合材料有限公司提供，级别：E级，单丝直径：11-13μm，长度3mm。
十二烷基硅酸环膦基酯化合物按照申请号为201510707742.2的中国专利中实施例3所示方法制备。
膨润土由信阳市平桥区鑫润建材厂提供，粒度：325目。
对苯二胺化学接枝改性的聚磷酸铵衍生物按照申请号为201610704066.8的中国专利中实施例2所示方法制备。
球磨机由咸阳金宏通用机械有限公司提供，型号：GM/B-20-D型，4个球磨罐，每个球磨罐容积为20L，球磨罐转速设定为60r/min，装料量为球磨罐溶剂的1/3，每个球磨罐的研磨用的介质球重量为7.5kg，每个球磨罐的研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为6：3：1组成。
含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵按照申请号为201510410175.4的中国专利中实施例5所示方法制备。
实施例1
用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 100份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1.5份、玻璃纤维8份、膨润土17份、抗静电剂1份、阻燃剂4.5份、抗老化剂1份；
(2)将各原料以转速为500r/min搅拌10min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度195℃，五区温度200℃，六区温度205℃，七区温度210℃，八区温度215℃，九区温度220℃，螺杆转速为300r/min。
所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]。
所述玻璃纤维的单丝直径为11-13μm，长度为3mm。
所述阻燃剂为含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵。
所述抗静电剂为N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺。
实施例2
用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 100份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1.5份、玻璃纤维8份、功能化膨润土17份、抗静电剂1份、阻燃剂4.5份、抗老化剂1份；
(2)将各原料以转速为500r/min搅拌10min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度195℃，五区温度200℃，六区温度205℃，七区温度210℃，八区温度215℃，九区温度220℃，螺杆转速为300r/min。
所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]。
所述玻璃纤维的单丝直径为11-13μm，长度为3mm。
所述功能化膨润土由下述方法制备：将膨润土、1,6-己二异氰酸酯按质量比为1：0.03混合，以转速为900r/min搅拌15min，然后置于马弗炉中在温度为500℃进行煅烧2h，自然冷却至室温20℃，得到活化膨润土；将活化膨润土、乙醇、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、衣康酸、二季戊四醇六丙烯酸酯按质量比为1：15：1.5：1：2混合后加入球磨机中研磨8h，出料后在温度为95℃、真空度为0.01MPa减压蒸馏去除乙醇，然后在温度为150℃烘干4h，得到预处理膨润土；将800mL乙二醇二乙醚和1.6mol 4-羟甲基-4-乙基-环状甲基膦酸酯混合，在氮气保护并以转速为150r/min搅拌下滴加0.5mol十二烷基三氯硅烷，控制滴加温度为55℃、滴加时间为20min，滴完后升温到120℃保温反应18h，得到反应液；将预处理膨润土、反应液按质量比为1：0.1混合，以转速为900r/min搅拌30min，再在温度为105℃烘干10h，即得功能化膨润土。
所述研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为6：3：1组成。
所述阻燃剂为含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵。
所述抗静电剂为N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺。
实施例3
用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 100份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1.5份、玻璃纤维8份、功能化膨润土17份、抗静电剂1份、阻燃剂4.5份、抗老化剂1份；
(2)将各原料以转速为500r/min搅拌10min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度195℃，五区温度200℃，六区温度205℃，七区温度210℃，八区温度215℃，九区温度220℃，螺杆转速为300r/min。
所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]。
所述玻璃纤维的单丝直径为11-13μm，长度为3mm。
所述功能化膨润土由下述方法制备：将膨润土、乙醇、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、衣康酸、二季戊四醇六丙烯酸酯按质量比为1：15：1.5：1：2混合后加入球磨机中研磨8h，出料后在温度为95℃、真空度为0.01MPa减压蒸馏去除乙醇，然后在温度为150℃烘干4h，得到预处理膨润土；将800mL乙二醇二乙醚和1.6mol 4-羟甲基-4-乙基-环状甲基膦酸酯混合，在氮气保护并以转速为150r/min搅拌下滴加0.5mol十二烷基三氯硅烷，控制滴加温度为55℃、滴加时间为20min，滴完后升温到120℃保温反应18h，得到反应液；将预处理膨润土、反应液按质量比为1：0.1混合，以转速为900r/min搅拌30min，再在温度为105℃烘干10h，即得功能化膨润土。
所述研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为6：3：1组成。
所述阻燃剂为含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵。
所述抗静电剂为N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺。
实施例4
用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 100份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1.5份、玻璃纤维8份、功能化膨润土17份、抗静电剂1份、阻燃剂4.5份、抗老化剂1份；
(2)将各原料以转速为500r/min搅拌10min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度195℃，五区温度200℃，六区温度205℃，七区温度210℃，八区温度215℃，九区温度220℃，螺杆转速为300r/min。
所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]。
所述玻璃纤维的单丝直径为11-13μm，长度为3mm。
所述功能化膨润土由下述方法制备：将膨润土、1,6-己二异氰酸酯按质量比为1：0.03混合，以转速为900r/min搅拌15min，然后置于马弗炉中在温度为500℃进行煅烧2h，自然冷却至室温20℃，得到活化膨润土；将800mL乙二醇二乙醚和1.6mol 4-羟甲基-4-乙基-环状甲基膦酸酯混合，在氮气保护并以转速为150r/min搅拌下滴加0.5mol十二烷基三氯硅烷，控制滴加温度为55℃、滴加时间为20min，滴完后升温到120℃保温反应18h，得到反应液；将活化膨润土、反应液按质量比为1：0.1混合，以转速为900r/min搅拌30min，再在温度为105℃烘干10h，即得功能化膨润土。
所述研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为6：3：1组成。
所述阻燃剂为含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵。
所述抗静电剂为N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺。
实施例5
用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 100份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1.5份、玻璃纤维8份、功能化膨润土17份、抗静电剂1份、阻燃剂4.5份、抗老化剂1份；
(2)将各原料以转速为500r/min搅拌10min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度195℃，五区温度200℃，六区温度205℃，七区温度210℃，八区温度215℃，九区温度220℃，螺杆转速为300r/min。
所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]。
所述玻璃纤维的单丝直径为11-13μm，长度为3mm。
所述功能化膨润土由下述方法制备：将膨润土、1,6-己二异氰酸酯按质量比为1：0.03混合，以转速为900r/min搅拌15min，然后置于马弗炉中在温度为500℃进行煅烧2h，自然冷却至室温20℃，得到活化膨润土；将活化膨润土、乙醇、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、衣康酸、二季戊四醇六丙烯酸酯按质量比为1：15：1.5：1：2混合后以转速为300r/min搅拌8h，然后在温度为95℃、真空度为0.01MPa减压蒸馏去除乙醇，然后在温度为150℃烘干4h，得到预处理膨润土；将800mL乙二醇二乙醚和1.6mol 4-羟甲基-4-乙基-环状甲基膦酸酯混合，在氮气保护并以转速为150r/min搅拌下滴加0.5mol十二烷基三氯硅烷，控制滴加温度为55℃、滴加时间为20min，滴完后升温到120℃保温反应18h，得到反应液；将预处理膨润土、反应液按质量比为1：0.1混合，以转速为900r/min搅拌30min，再在温度为105℃烘干10h，即得功能化膨润土。
所述研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为6：3：1组成。
所述阻燃剂为含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵。
所述抗静电剂为N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺。
实施例6
用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 100份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1.5份、玻璃纤维8份、功能化膨润土17份、抗静电剂1份、阻燃剂4.5份、抗老化剂1份；
(2)将各原料以转速为500r/min搅拌10min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度195℃，五区温度200℃，六区温度205℃，七区温度210℃，八区温度215℃，九区温度220℃，螺杆转速为300r/min。
所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]。
所述玻璃纤维的单丝直径为11-13μm，长度为3mm。
所述功能化膨润土由下述方法制备：将膨润土、1,6-己二异氰酸酯按质量比为1：0.03混合，以转速为900r/min搅拌15min，然后置于马弗炉中在温度为500℃进行煅烧2h，自然冷却至室温20℃，得到活化膨润土；将活化膨润土、乙醇、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、衣康酸、二季戊四醇六丙烯酸酯按质量比为1：15：1.5：1：2混合后加入球磨机中研磨8h，出料后在温度为95℃、真空度为0.01MPa减压蒸馏去除乙醇，然后在温度为150℃烘干4h，得到预处理膨润土；将800mL乙二醇二乙醚和1.6mol 4-羟甲基-4-乙基-环状甲基膦酸酯混合，在氮气保护并以转速为150r/min搅拌下滴加0.5mol十二烷基三氯硅烷，控制滴加温度为55℃、滴加时间为20min，滴完后升温到120℃保温反应18h，得到反应液；将预处理膨润土、反应液按质量比为1：0.1混合，以转速为900r/min搅拌30min，再在温度为105℃烘干10h，即得功能化膨润土。
所述研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为6：3：1组成。
所述阻燃剂为对苯二胺化学接枝改性的聚磷酸铵衍生物。
所述抗静电剂为N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺。
实施例7
用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 100份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1.5份、玻璃纤维8份、功能化膨润土17份、抗静电剂1份、阻燃剂4.5份、抗老化剂1份；
(2)将各原料以转速为500r/min搅拌10min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度195℃，五区温度200℃，六区温度205℃，七区温度210℃，八区温度215℃，九区温度220℃，螺杆转速为300r/min。
所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]。
所述玻璃纤维的单丝直径为11-13μm，长度为3mm。
所述功能化膨润土由下述方法制备：将膨润土、1,6-己二异氰酸酯按质量比为1：0.03混合，以转速为900r/min搅拌15min，然后置于马弗炉中在温度为500℃进行煅烧2h，自然冷却至室温20℃，得到活化膨润土；将活化膨润土、乙醇、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、衣康酸、二季戊四醇六丙烯酸酯按质量比为1：15：1.5：1：2混合后加入球磨机中研磨8h，出料后在温度为95℃、真空度为0.01MPa减压蒸馏去除乙醇，然后在温度为150℃烘干4h，得到预处理膨润土；将800mL乙二醇二乙醚和1.6mol 4-羟甲基-4-乙基-环状甲基膦酸酯混合，在氮气保护并以转速为150r/min搅拌下滴加0.5mol十二烷基三氯硅烷，控制滴加温度为55℃、滴加时间为20min，滴完后升温到120℃保温反应18h，得到反应液；将预处理膨润土、反应液按质量比为1：0.1混合，以转速为900r/min搅拌30min，再在温度为105℃烘干10h，即得功能化膨润土。
所述研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为6：3：1组成。
所述阻燃剂为对苯二胺化学接枝改性的聚磷酸铵衍生物、含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵按质量比为1：2混合得到的混合物。
所述抗静电剂为N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺。
测试例1
将实施例制备的用于汽车内饰件的阻燃PP材料进行阻燃性能测试。具体结果见表1。
按GB/T2406.2-2009标准，利用JF-3型氧指数测定仪测定材料的氧指数，试样尺寸为80mm×6mm×3mm，平行测试10个样品，取平均值。
表1：氧指数测试结果表
测试例2
将实施例制备的用于汽车内饰件的阻燃PP材料进行拉伸性能测试。具体结果见表2。
按GB/T1040-92的测试标准，采用万能拉力机测试各试样的拉伸性能，每组样条5根，室温25℃下，拉伸速度为50mm/min。测试结果取平均值。
表2：拉伸性能测试结果表
本发明解决了聚丙烯的高阻燃性和较高力学性能不能兼具的矛盾，研究了不同原料配伍对于材料阻燃性能的影响，在获得良好的阻燃性的基础上，研究和开发出一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料及其制备方法，不仅减少了阻燃PP材料中阻燃剂的总添加量，而且在提高材料阻燃性能的基础上改善了该复合材料的力学性能，并降低了产烟量，更为安全、环保；本发明阻燃性好、综合性能优良、环保性好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取各原料：PP、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、玻璃纤维、膨润土、抗静电剂、阻燃剂、抗老化剂；
(2)将各原料以转速为300-900r/min搅拌5-15min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
2.一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：PP 95-105份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯1-3份、玻璃纤维5-15份、功能化膨润土10-20份、抗静电剂0.5-1.5份、阻燃剂3-7份、抗老化剂0.5-1.5份；
(2)将各原料以转速为300-900r/min搅拌5-15min后加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却牵条、风干切粒制得用于汽车内饰件的阻燃PP材料。
3.根据权利要求2所述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度165-175℃，二区温度175-185℃，三区温度185-195℃，四区温度190-200℃，五区温度195-205℃，六区温度200-210℃，七区温度205-215℃，八区温度210-220℃，九区温度215-225℃，螺杆转速为200-300r/min。
4.根据权利要求2所述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，所述抗老化剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸双十二烷酯中的至少一种。
5.根据权利要求2所述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维的单丝直径为10-15μm，长度为2-5mm。
6.根据权利要求2所述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，所述功能化膨润土由下述方法制备：将膨润土、1,6-己二异氰酸酯按质量比为1：(0.02-0.06)混合，以转速为500-1000r/min搅拌10-20min，然后置于马弗炉中在温度为450-550℃进行煅烧1-3h，自然冷却至室温，得到活化膨润土；将活化膨润土、乙醇、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、衣康酸、二季戊四醇六丙烯酸酯按质量比为1：(10-20)：(1-2)：(0.5-1.5)：(1.5-2.5)混合后加入球磨机中研磨5-10h，出料后在温度为90-100℃、真空度为0.01-0.02MPa减压蒸馏去除乙醇，然后在温度为140-160℃烘干3-5h，得到预处理膨润土；将700-900mL乙二醇二乙醚和1.5-1.7mol 4-羟甲基-4-乙基-环状甲基膦酸酯混合，在氮气保护并以转速为100-300r/min搅拌下滴加0.4-0.6mol十二烷基三氯硅烷，控制滴加温度为50-60℃、滴加时间为10-30min，滴完后升温到110-125℃保温反应15-20h，得到反应液；将预处理膨润土、反应液按质量比为1：(0.05-0.15)混合，以转速为500-1000r/min搅拌20-40min，再在温度为100-110℃烘干5-15h，即得功能化膨润土。
7.根据权利要求6所述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，所述研磨用的介质球由φ7、φ10、φ15的氧化锆球按质量比为(5-7)：(2-4)：1组成。
8.根据权利要求2所述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，所述阻燃剂为对苯二胺化学接枝改性的聚磷酸铵衍生物、含硅聚苯并噁嗪表面改性聚磷酸铵中的至少一种。
9.根据权利要求2所述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法，其特征在于，所述抗静电剂为月桂酸二乙醇酰胺、N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺中的至少一种。
10.一种用于汽车内饰件的阻燃PP材料采用权利要求1-9中任一项所述用于汽车内饰件的阻燃PP材料的制备方法制备而成。
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