CN110066452A - 一种高光阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，本发明属于阻燃聚丙烯复合材料生产领域，其由聚丙烯55‑80份、改性硫酸钡5‑15份、复配阻燃剂10‑22份、阻燃协效剂3‑8份、高效分散剂0.1‑0.5份、抗氧剂0.1‑0.5份、润滑剂0.1‑0.5份，经混合、挤出制备而成。本发明利用高效阻燃剂，同时配合改性硫酸钡，保证了材料的阻燃性、抗滴落性；同时，提高了复合材料的表面光泽度，保证材料的冲击强度。最终得到综合性能优良的高光阻燃聚丙烯产品。

Description

一种高光阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种高光阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术背景
针对当前的家用电器市场，为了满足市场对阻燃、高光、免喷的需要，在工程塑料产品的光泽度、阻燃性、环保等多方面提出更高要求。
八溴硫醚作为一种新型高性能阻燃剂，其相比于八溴醚、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷来说，对材料的光泽度损失最小，与高聚物相容性好，具有不析出、不起霜，无滴落，分解温度高，具有极好的热稳定性和光稳定性等优点。八溴硫醚的高效性，使其已在电子电器、汽车、机械及化工领域逐步应用起来。但经八溴硫醚阻燃改性的材料表面粗糙，光泽度低，会严重影响了制件的外观。
而P-Br系低卤阻燃剂的使用量低，无需添加Sb2O3即可实现阻燃。符合RoHS要求。
本发明拟通过八溴硫醚阻燃硫酸钡增强聚丙烯材料，达到V-0的效果，并同时保证材料的高泽性，有助于进一步拓展其在家用电器领域的应用。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种适用于工业化批量生产高光阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：
一种高光阻燃聚丙烯复合材料，该材料由以下组分按重量份制成：聚丙烯55-80份、改性硫酸钡5-15份、复配阻燃剂10-22份、阻燃协效剂3-8份、高效分散剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-0.5份、润滑剂0.1-0.5份。
进一步方案，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或两种以上的混合物。
所述改性硫酸钡是将目数为800以上的硫酸钡经硬脂酸钠改性所得，通过硬脂酸钠改性后硫酸钡有助于其在PP基材中的分散。
所述复配阻燃剂为八溴硫醚与P-Br系低卤阻燃剂按质量比为2：1～4：1复配而成。
所述协效剂为三氧化二锑、硼酸锌中的一种或两种以上的混合物。
所述高效分散剂为硅酮类分散剂E525或P121。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1330、抗氧剂168中的一种或两种以上的混合物。
所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙或季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种高光阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，按重量份，将聚丙烯、改性硫酸钡、复配阻燃剂、阻燃协效剂、高效分散剂、抗氧剂和润滑剂一起加入高混机中混合均匀；然后将混合物加入挤出机中，经熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型所得。
进一步方案，所述的挤出机为同向双螺杆挤出机，其长径比至少为32～40，挤出机的转速为180-400转/分，挤出温度为170-195℃。
本发明通过加入球状结构的硫酸钡，并通过硬脂酸钠改性，有助于其在PP基材中的分散，使其对PP分子链之间的移动阻碍作用小，复合材料的表面越平滑，对光的反射率就越大，光泽度越高；同时，硫酸钡的加入，一方面增加了分子链之间的距离，减小了分子间的作用力，使分子间相对滑动更容易；另一方面增加了材料的非晶区，受冲击过程中，硫酸钡部分吸收冲击能，从而使材料的冲击强度增加。
本发明加入的八溴硫醚的产品结构是在四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚分子中引入强极性的砜基团代替异丙基，其端基锚结构，使其与聚丙烯的相容性更好，不易析出，抗滴落。其通过捕获复合材料燃烧过程中产生的自由基，抑制链反应，生成不燃气体，稀释氧气浓度等，达到阻燃的效果。
本发明通过八溴硫醚、磷-溴系低卤阻燃剂和协效剂共同作用，共同提高聚丙烯的阻燃性能，该物质与传统的溴系阻燃剂相比，添加量少，阻燃效果好，不需要添加三氧化二锑，溴含量低，阻燃剂不析出，符合ROHS环保要求。
经过上述改性后的高光阻燃聚丙烯复合材料更多地应用到电子电器日用产品领域。
具体实施方式：
本发明的高光阻燃聚丙烯复合材料涉及材料型号如下：
其中所用聚丙烯为PP-S700、PP-K7926；
所用硫酸钡为改性硫酸钡；
所用阻燃剂复配物为八溴S醚和P-Br系如PP302N2、FSL-FR1101、FR-BN100；
所用阻协效剂为Sb2O3；
所用抗氧剂为1010、抗氧剂1330和抗氧剂168；
所用分散剂为E525、P121；
所用润滑剂为EBS、硬脂酸钙、硬脂酸锌。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
按重量配比分别称80份干燥的PP-K7926、7份改性硫酸钡、10份复配阻燃剂(八溴硫醚与P-Br系低卤阻燃剂质量比为2：1)、3份协效剂Sb2O3、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.3份分散剂E525、0.2份润滑剂EBS，经挤出机挤出，水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为150℃，180℃，185℃，190℃，190℃，195℃，主机转速为180rpm，真空度为-0.03MPa。
实施例2
按重量配比分别称取55份干燥的PP-S700、15份改性硫酸钡、22份阻燃复配剂(八溴硫醚与P-Br系低卤阻燃剂质量比为3：1)、8份协效剂硼酸锌、0.1份抗氧剂1330、0.1份抗氧剂168、0.1份分散剂P121、0.5份润滑剂EBS；经挤出机挤出，水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为150℃，180℃，185℃，190℃，190℃，195℃，主机转速为200rpm，真空度为-0.05MPa。
实施例3
按重量配比分别称取40份干燥的PP-S700、30份干燥的PP-K7926、10份改性硫酸钡、14份阻燃复配剂(八溴硫醚与P-Br系低卤阻燃剂质量比为4：1)、6份协效剂Sb2O3、0.1份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.3份润滑剂硬脂酸钙；经挤出机挤出，水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为150℃，180℃，185℃，190℃，190℃，195℃，主机转速为350rpm，真空度为-0.05MPa。
实施例4
按重量配比分别称72份干燥的PP-S700、5份改性硫酸钡、10份阻燃复配剂(八溴硫醚与P-Br系低卤阻燃剂质量比为2：1)、3份协效剂Sb2O3、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.3份分散剂E525、0.2份润滑剂EBS，经挤出机挤出，水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为150℃，180℃，185℃，190℃，190℃，195℃，主机转速为400rpm，真空度为-0.06MPa。
实施例1-4制备的复合材料的测试数据如下表所示：
备注：以上数据采用ASTM样条测试方法进行测试。
从上表可看出，本发明制备的复合材料的光泽度、冲击强度与阻燃性均得到较大的提升；并且从以上数据可以看出，使用不同类型的基料，产品的阻燃和光泽度有不同程度的变化，因此，本发明可根据客户需求，满足其不同性能的需要，满足产品的阻燃要求，同时保证产品的高刚性、高韧性、高光泽，可广泛用于一些免喷涂高光家用电器产品。
需要说明的是，以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种高光阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：该材料由以下组分按重量份制成：聚丙烯55-80份、改性硫酸钡5-15份、复配阻燃剂10-22份、阻燃协效剂3-8份、高效分散剂0.1-0.5份、抗氧剂 0.1-0.5份、润滑剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的高光阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的高光阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述改性硫酸钡是将目数为800以上的硫酸钡经硬脂酸钠改性所得。
4.根据权利要求1所述的高光阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述复配阻燃剂为八溴硫醚与P-Br系低卤阻燃剂按质量比为2：1~4：1复配而成。
5.根据权利要求1所述的高光阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述协效剂为三氧化二锑、硼酸锌中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的高光阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述高效分散剂为硅酮类分散剂E525或P121。
7.根据权利要求1所述的高光阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1330、抗氧剂168中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的高光阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙或季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
9.一种制备如权利要求1-8中任一项所述的高光阻燃聚丙烯复合材料的方法，其特征在于：按重量份，将聚丙烯、改性硫酸钡、复配阻燃剂、阻燃协效剂、高效分散剂、抗氧剂和润滑剂一起加入高混机中混合均匀；然后将混合物加入挤出机中，经熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型所得。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的挤出机为同向双螺杆挤出机，其长径比至少为32～40，挤出机的转速为180-400转/分，挤出温度为170-195℃。
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