CN110591225A - 一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料 - Google Patents

一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：S1、制备改性水滑石：将衣康酸插层水滑石、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中分散均匀，在氮气氛围中，加入烯丙基磷酸二甲酯混匀，升温至60‑70℃，加入偶氮二异丁腈，保温搅拌2‑3h，滴加丙烯酸甲酯，继续保温搅拌2‑3h，破乳，离心，洗涤沉淀，干燥得到改性水滑石；S2、共混：将聚丙烯、抗氧剂、改性水滑石、填料、增塑剂、相容剂、交联剂、润滑剂、成核剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝得到编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料。本发明制备得到的聚丙烯材料阻燃性好，抗冲击性能高。

Description

一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料
技术领域
本发明涉及编织袋技术领域，尤其涉及一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料。
背景技术
聚丙烯是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质。聚丙烯具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、良好的高耐磨加工性能等，广泛应用于机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装等众领域。但是聚丙烯的阻燃性差，且其冲击强度低、刚性差，需要对其进行改善。
水滑石具有良好的阻燃性能，且无卤不会对环境造成二次污染，可以用于聚丙烯的阻燃改性。但是水滑石很容易团聚，与聚丙烯的相容性差，到导致聚丙烯的冲击强度和刚性会进一步降低。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料，本发明制备得到的聚丙烯材料具有良好的阻燃性和抗冲击性能。
本发明提出的一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备改性水滑石：将衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中分散均匀，在氮气氛围中，加入烯丙基磷酸二甲酯混匀，升温至60-70℃，加入偶氮二异丁腈，保温搅拌2-3h，滴加丙烯酸甲酯，继续保温搅拌2-3h，破乳，离心，洗涤沉淀，干燥得到改性水滑石；
S2、共混：将聚丙烯、抗氧剂、改性水滑石、填料、增塑剂、相容剂、交联剂、润滑剂、成核剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝得到编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料。
优选地，在S1中，衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、烯丙基磷酸二甲酯、偶氮二异丁腈、丙烯酸甲酯、乙醇的重量比为20-30：2-4：15-20：0.1-0.3：10-15：300-400。
优选地，在S1中，衣康酸插层水滑石的制备方法为：向水中同时滴加浓度为0.1-0.15mol/L的氢氧化钠水溶液和盐溶液，滴加完毕后调节pH＝10-11，升温至60-65℃，保温搅拌60-90min，加入衣康酸，保温搅拌1-2h，然后保温静置10-12h，过滤，取滤饼水洗得到插层水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝的混合水溶液，硝酸镁、硝酸铝的摩尔比为2-2.5：1。
优选地，氢氧化钠水溶液和盐溶液的滴加速度均为3-5ml/min。
优选地，用氢氧化钠水溶液或硝酸水溶液调节pH。
优选地，盐溶液中硝酸铝的浓度为0.1-0.15mol/L。
优选地，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.1-0.2：1：1。
优选地，硝酸铝和衣康酸的摩尔比为1.5-2：1。
优选地，在S2中，填料为椰壳纤维、炭黑、蒙脱土，其中，椰壳纤维、炭黑、蒙脱土的重量比为1-2：4-6：2-3。
优选地，在S2中，成核剂为庚二酸和硬脂酸钙，其中，庚二酸和硬脂酸钙的重量比为1：1-2。
优选地，在S2中，聚丙烯、抗氧剂、改性水滑石、填料、增塑剂、相容剂、交联剂、润滑剂、成核剂的重量比为60-80：0.5-1：10-15：20-30：1-3：1-2：0.5-0.7：1-2：0.4-0.6。
上述水为去离子水。
本发明在制备MgAl类水滑石的过程中，添加衣康酸得到衣康酸插层的水滑石，从而在水滑石中引入碳碳双键，然后与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、烯丙基磷酸二甲酯、丙烯酸甲酯发生共聚得到改性水滑石，在水滑石上接枝了大量的磷，水滑石和磷元素相互配合，大大增加聚丙烯的阻燃性能，并且与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、烯丙基磷酸二甲酯、丙烯酸甲酯共聚，改善了水滑石在聚丙烯中的相容性，使得水滑石均匀分散在聚丙烯中，从而进一步增加聚丙烯的阻燃性，并且增加聚丙烯的机械性能；椰壳纤维、炭黑、蒙脱土相互配合，可以增加聚丙烯的抗冲击性能；选用庚二酸和硬脂酸钙相互配合，可以促进聚丙烯更多的形成β晶型，进一步增加聚丙烯的抗冲击性能；相容剂、润滑剂可以促进各物质均匀分散；通过上述各物质相互配合，使得本发明制得的聚丙烯材料具有良好的阻燃性和抗冲击性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备改性水滑石：将衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中分散均匀，在氮气氛围中，加入烯丙基磷酸二甲酯混匀，升温至65℃，加入偶氮二异丁腈，保温搅拌2.5h，滴加丙烯酸甲酯，继续保温搅拌2.5h，破乳，离心，洗涤沉淀，干燥得到改性水滑石；
S2、共混：将聚丙烯、抗氧剂、改性水滑石、填料、增塑剂、相容剂、交联剂、润滑剂、成核剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝得到编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料。
实施例2
一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备改性水滑石：向水中同时以3ml/min的速度滴加浓度为0.15mol/L的氢氧化钠水溶液和盐溶液，滴加完毕后调节pH＝10，升温至65℃，保温搅拌60min，加入衣康酸，保温搅拌2h，然后保温静置10h，过滤，取滤饼水洗得到插层水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝的混合水溶液，硝酸镁、硝酸铝的摩尔比为2.5：1，盐溶液中硝酸铝的浓度为0.1mol/L，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.2：1：1，硝酸铝和衣康酸的摩尔比为1.5：1；
将衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中分散均匀，在氮气氛围中，加入烯丙基磷酸二甲酯混匀，升温至70℃，加入偶氮二异丁腈，保温搅拌2h，滴加丙烯酸甲酯，继续保温搅拌3h，破乳，离心，洗涤沉淀，干燥得到改性水滑石，其中，衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、烯丙基磷酸二甲酯、偶氮二异丁腈、丙烯酸甲酯、乙醇的重量比为20：4：15：0.3：10：400；
S2、共混：将聚丙烯、抗氧剂1010、改性水滑石、填料、柠檬酸三丁酯、马来酸酐接枝相容剂、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、成核剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝得到编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料。
实施例3
一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备改性水滑石：向水中同时以5ml/min的速度滴加浓度为0.1mol/L的氢氧化钠水溶液和盐溶液，滴加完毕后调节pH＝11，升温至60℃，保温搅拌90min，加入衣康酸，保温搅拌1h，然后保温静置12h，过滤，取滤饼水洗得到插层水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝的混合水溶液，硝酸镁、硝酸铝的摩尔比为2：1，盐溶液中硝酸铝的浓度为0.15mol/L，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.1：1：1，硝酸铝和衣康酸的摩尔比为2：1；
将衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中分散均匀，在氮气氛围中，加入烯丙基磷酸二甲酯混匀，升温至60℃，加入偶氮二异丁腈，保温搅拌3h，滴加丙烯酸甲酯，继续保温搅拌2h，破乳，离心，洗涤沉淀，干燥得到改性水滑石，其中，衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、烯丙基磷酸二甲酯、偶氮二异丁腈、丙烯酸甲酯、乙醇的重量比为30：2：20：0.1：15：300；
S2、共混：将聚丙烯、抗氧剂1010、改性水滑石、填料、柠檬酸三丁酯、马来酸酐接枝相容剂、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、成核剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝得到编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料；
其中，填料为椰壳纤维、炭黑、蒙脱土，其中，椰壳纤维、炭黑、蒙脱土的重量比为2：4：3；
成核剂为庚二酸和硬脂酸钙，其中，庚二酸和硬脂酸钙的重量比为1：1；
聚丙烯、抗氧剂1010、改性水滑石、填料、柠檬酸三丁酯、马来酸酐接枝相容剂、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、成核剂的重量比为80：0.5：15：20：3：1：0.7：1：0.6。
实施例4
一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备改性水滑石：向水中同时以3.5ml/min的速度滴加浓度为0.13mol/L的氢氧化钠水溶液和盐溶液，滴加完毕后调节pH＝10.2，升温至63℃，保温搅拌70min，加入衣康酸，保温搅拌1.8h，然后保温静置10.5h，过滤，取滤饼水洗得到插层水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝的混合水溶液，硝酸镁、硝酸铝的摩尔比为2.3：1，盐溶液中硝酸铝的浓度为0.11mol/L，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.18：1：1，硝酸铝和衣康酸的摩尔比为1.6：1；
将衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中分散均匀，在氮气氛围中，加入烯丙基磷酸二甲酯混匀，升温至67℃，加入偶氮二异丁腈，保温搅拌2.3h，滴加丙烯酸甲酯，继续保温搅拌2.7h，破乳，离心，洗涤沉淀，干燥得到改性水滑石，其中，衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、烯丙基磷酸二甲酯、偶氮二异丁腈、丙烯酸甲酯、乙醇的重量比为23：3.5：16：0.25：11：370；
S2、共混：将聚丙烯、抗氧剂1010、改性水滑石、填料、柠檬酸三丁酯、马来酸酐接枝相容剂、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、成核剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝得到编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料；
其中，填料为椰壳纤维、炭黑、蒙脱土，其中，椰壳纤维、炭黑、蒙脱土的重量比为1：6：2；
成核剂为庚二酸和硬脂酸钙，其中，庚二酸和硬脂酸钙的重量比为1：2；
聚丙烯、抗氧剂1010、改性水滑石、填料、柠檬酸三丁酯、马来酸酐接枝相容剂、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、成核剂的重量比为60：1：10：30：1：2：0.5：2：0.4。
实施例5
一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备改性水滑石：向水中同时以4ml/min的速度滴加浓度为0.12mol/L的氢氧化钠水溶液和盐溶液，滴加完毕后调节pH＝10.5，升温至62℃，保温搅拌80min，加入衣康酸，保温搅拌1.5h，然后保温静置11h，过滤，取滤饼水洗得到插层水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝的混合水溶液，硝酸镁、硝酸铝的摩尔比为2.2：1，盐溶液中硝酸铝的浓度为0.12mol/L，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.15：1：1，硝酸铝和衣康酸的摩尔比为1.7：1；
将衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中分散均匀，在氮气氛围中，加入烯丙基磷酸二甲酯混匀，升温至65℃，加入偶氮二异丁腈，保温搅拌2.5h，滴加丙烯酸甲酯，继续保温搅拌2.5h，破乳，离心，洗涤沉淀，干燥得到改性水滑石，其中，衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、烯丙基磷酸二甲酯、偶氮二异丁腈、丙烯酸甲酯、乙醇的重量比为25：3：17：0.2：12：350；
S2、共混：将聚丙烯、抗氧剂1010、改性水滑石、填料、柠檬酸三丁酯、马来酸酐接枝相容剂、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、成核剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝得到编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料；
其中，填料为椰壳纤维、炭黑、蒙脱土，其中，椰壳纤维、炭黑、蒙脱土的重量比为1.5：5：2.5；
成核剂为庚二酸和硬脂酸钙，其中，庚二酸和硬脂酸钙的重量比为1：1.5；
聚丙烯、抗氧剂1010、改性水滑石、填料、柠檬酸三丁酯、马来酸酐接枝相容剂、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、成核剂的重量比为70：0.7：12：25：2：1.5：0.6：1.5：0.5。
对照例1：将改性水滑石改成水滑石，其他同实施例5。
检测实施例5、对照例1制得的聚丙烯材料的性能，结果如下：
项目 对照例1 实施例5
阻燃等级(厚度为1.6mm) 无等级 V-0
极限氧指数％ 16.0 27.3
拉伸强度MPa 48.6 78.1
冲击强度kJ/m<sup>2</sup> 31.7 50.4
由上表可以看出，本发明制备得到的聚丙烯材料具有良好的阻燃性和抗冲击性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备改性水滑石：将衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中分散均匀，在氮气氛围中，加入烯丙基磷酸二甲酯混匀，升温至60-70℃，加入偶氮二异丁腈，保温搅拌2-3h，滴加丙烯酸甲酯，继续保温搅拌2-3h，破乳，离心，洗涤沉淀，干燥得到改性水滑石；
S2、共混：将聚丙烯、抗氧剂、改性水滑石、填料、增塑剂、相容剂、交联剂、润滑剂、成核剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝得到编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料。
2.根据权利要求1所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，在S1中，衣康酸插层水滑石、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、烯丙基磷酸二甲酯、偶氮二异丁腈、丙烯酸甲酯、乙醇的重量比为20-30：2-4：15-20：0.1-0.3：10-15：300-400。
3.根据权利要求1或2所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，在S1中，衣康酸插层水滑石的制备方法为：向水中同时滴加浓度为0.1-0.15mol/L的氢氧化钠水溶液和盐溶液，滴加完毕后调节pH＝10-11，升温至60-65℃，保温搅拌60-90min，加入衣康酸，保温搅拌1-2h，然后保温静置10-12h，过滤，取滤饼水洗得到插层水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝的混合水溶液，硝酸镁、硝酸铝的摩尔比为2-2.5：1。
4.根据权利要求3所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，氢氧化钠水溶液和盐溶液的滴加速度均为3-5ml/min；优选地，用氢氧化钠水溶液或硝酸水溶液调节pH。
5.根据权利要求3所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，盐溶液中硝酸铝的浓度为0.1-0.15mol/L。
6.根据权利要求3所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.1-0.2：1：1。
7.根据权利要求3所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，硝酸铝和衣康酸的摩尔比为1.5-2：1。
8.根据权利要求1-7任一项所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，在S2中，填料为椰壳纤维、炭黑、蒙脱土，其中，椰壳纤维、炭黑、蒙脱土的重量比为1-2：4-6：2-3。
9.根据权利要求1-8任一项所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，在S2中，成核剂为庚二酸和硬脂酸钙，其中，庚二酸和硬脂酸钙的重量比为1：1-2。
10.根据权利要求1-9任一项所述编织袋用水滑石阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，在S2中，聚丙烯、抗氧剂、改性水滑石、填料、增塑剂、相容剂、交联剂、润滑剂、成核剂的重量比为60-80：0.5-1：10-15：20-30：1-3：1-2：0.5-0.7：1-2：0.4-0.6。
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