CN110628129A - 一种编织袋用阻燃聚丙烯材料 - Google Patents

一种编织袋用阻燃聚丙烯材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种编织袋用阻燃聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，乙烯‑醋酸乙烯共聚物20‑30份，阻燃剂15‑20份，填料25‑35份，抗紫外线剂1‑2份，抗氧剂1‑2份，增塑剂2‑4份，相容剂1‑3份，交联剂1‑1.5份，润滑剂1‑3份；其中，阻燃剂为改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌。本发明通过改性水滑石与三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌相互配合使得本发明具有良好的阻燃性，与炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维相互配合，使得本发明具有良好的机械性能，满足编织袋的力学要求。

Description

一种编织袋用阻燃聚丙烯材料
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阻燃聚丙烯材料。
背景技术
用作编织袋的材料有聚乙烯、聚丙烯等。聚丙烯简称PP，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、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，这使得聚丙烯自问世以来，便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。
但是聚丙烯的阻燃性差，且在燃烧过程中容易产生熔滴，使得编织袋在生产和使用中存在安全隐患。目前常通过添加大量阻燃剂来增加其阻燃性能，但是添加大量的阻燃会导致聚丙烯的机械性能降低。
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阻燃聚丙烯材料，本发明通过改性水滑石与三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌相互配合使得本发明具有良好的阻燃性，与炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维相互配合，使得本发明具有良好的机械性能，满足编织袋的力学要求。
本发明提出的一种编织袋用阻燃聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份，阻燃剂15-20份，填料25-35份，抗紫外线剂1-2份，抗氧剂1-2份，增塑剂2-4份，相容剂1-3份，交联剂1-1.5份，润滑剂1-3份；其中，阻燃剂为改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，在氮气氛围中，向水中同时滴加氢氧化钠水溶液和盐溶液，滴加完毕后调节pH＝11.5-12.5，升温至60-65℃，保温搅拌20-40min，加入异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，保温搅拌3-4h，然后保温静置10-12h，过滤，取滤饼洗涤，干燥得到改性水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的水溶液。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，氢氧化钠水溶液和盐溶液的滴加速度均为2-3ml/min。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，用氢氧化钠水溶液或硝酸水溶液调节pH。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，干燥温度为60-65℃，干燥时间为12-18h。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的摩尔比为2：0.8-1.2：0.2-0.3。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，盐溶液中硝酸铝的浓度为0.15-0.2mol/L。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，氢氧化钠水溶液的浓度为0.05-0.1mol/L。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.4-0.6：1：1。
优选地，在改性水滑石的制备过程中，硝酸铝和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的摩尔比为8-12：1。
优选地，改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌的重量比为5-7：2-3：1。
优选地，填料为炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维。
优选地，炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维的重量比为8-10：1-2：1-2。
优选地，炭黑为1000-2000目，聚酰亚胺纤维的长度为10-13mm。
上述水为去离子水。
本发明的制备方法为：将聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阻燃剂、填料、抗紫外线剂、抗氧剂、增塑剂、相容剂、交联剂、润滑剂共混，熔融，挤出成塑料布，并将塑料布裁剪成胚丝，将胚丝拉成扁丝备用。
本发明选用聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物以适宜比例共混，能增加聚丙烯的机械性能；用硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧为原料制备含有镧元素的水滑石，并在制备水滑石的过程中，添加异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，使其在水滑石层间插层，在水滑石表面接枝，从而改善水滑石的相容性，使其在聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中均匀分散，从而获得良好的阻燃性能，并且改性水滑石中镧元素可以与三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌以适宜比例协同作用，促进聚合物在燃烧时成炭，并与水滑石的阻燃作用相互配合，大大增加本发明的阻燃性能，并且镧元素可以增加聚合物的力学性能，从而增加本发明的机械性能；选用炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维以适宜比例相互配合，再与改性水滑石协同作用，可以大大改善本发明的机械性能，且填料的用量少；适宜粒径的炭黑和适宜长度的聚酰亚胺纤维可以进一步增加本发明的机械性能；炭黑、抗紫外线剂、抗氧剂相互配合，可以增加本发明的抗紫外线性能和抗氧化性能；相容剂、润滑剂可以促进各物质均匀分散；本发明通过上述各物质相互配合，具有良好的阻燃性和机械性能。
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
一种编织袋用阻燃聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20份，阻燃剂20份，填料25份，抗紫外线剂2份，抗氧剂1份，增塑剂4份，相容剂1份，交联剂1.5份，润滑剂1份；其中，阻燃剂为改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌。
实施例2
一种编织袋用阻燃聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物30份，阻燃剂15份，填料35份，紫外线剂吸收剂UV-531 1份，抗氧剂1010 2份，环氧大豆油2份，马来酸酐接枝相容剂3份，过氧化二异丙苯1份，石蜡3份；其中，阻燃剂为改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌；
其中，在改性水滑石的制备过程中，在氮气氛围中，向水中同时以2ml/min的速度滴加浓度为0.1mol/L氢氧化钠水溶液和硝酸铝的浓度为0.15mol/L的盐溶液，滴加完毕后调节pH＝12.5，升温至60℃，保温搅拌40min，加入异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，保温搅拌3h，然后保温静置12h，过滤，取滤饼水洗，升温至60℃，干燥18h得到改性水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的水溶液，其中，硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的摩尔比为2：0.8：0.3，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.4：1：1，硝酸铝和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的摩尔比为8：1。
实施例3
一种编织袋用阻燃聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物22份，阻燃剂18份，填料28份，紫外线剂吸收剂UV-531 1.7份，抗氧剂1010 1.3份，环氧大豆油3.5份，马来酸酐接枝相容剂1.5份，过氧化二异丙苯1.3份，石蜡1.5份；其中，阻燃剂为改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌；
其中，在改性水滑石的制备过程中，在氮气氛围中，向水中同时以3ml/min的速度滴加浓度为0.05mol/L氢氧化钠水溶液和硝酸铝的浓度为0.2mol/L的盐溶液，滴加完毕后调节pH＝11.5，升温至65℃，保温搅拌20min，加入异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，保温搅拌4h，然后保温静置10h，过滤，取滤饼水洗，升温至65℃，干燥12h得到改性水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的水溶液，其中，硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的摩尔比为2：1.2：0.2，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.6：1：1，硝酸铝和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的摩尔比为12：1；
改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌的重量比为5：3：1；
填料为1000目炭黑、桑枝韧皮纤维素、长度为10-13mm聚酰亚胺纤维，其中，炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维的重量比为10：1：2。
实施例4
一种编织袋用阻燃聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物28份，阻燃剂16份，填料32份，紫外线剂吸收剂UV-531 1.3份，抗氧剂1010 1.7份，环氧大豆油2.5份，马来酸酐接枝相容剂2.5份，过氧化二异丙苯1.1份，石蜡2.5份；其中，阻燃剂为改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌；
其中，在改性水滑石的制备过程中，在氮气氛围中，向水中同时以2.2ml/min的速度滴加浓度为0.08mol/L氢氧化钠水溶液和硝酸铝的浓度为0.16mol/L的盐溶液，滴加完毕后调节pH＝12.2，升温至61℃，保温搅拌35min，加入异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，保温搅拌3.3h，然后保温静置11.5h，过滤，取滤饼水洗，升温至61℃，干燥16h得到改性水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的水溶液，其中，硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的摩尔比为2：0.9：0.27，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.45：1：1，硝酸铝和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的摩尔比为9：1；
改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌的重量比为7：2：1；
填料为2000目炭黑、桑枝韧皮纤维素、长度为10-13mm聚酰亚胺纤维，其中，炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维的重量比为8：2：1。
实施例5
一种编织袋用阻燃聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物25份，阻燃剂17份，填料30份，紫外线剂吸收剂UV-531 1.5份，抗氧剂1010 1.5份，环氧大豆油3份，马来酸酐接枝相容剂2份，过氧化二异丙苯1.2份，石蜡2份；其中，阻燃剂为改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌；
其中，在改性水滑石的制备过程中，在氮气氛围中，向水中同时以2.5ml/min的速度滴加浓度为0.07mol/L氢氧化钠水溶液和硝酸铝的浓度为0.17mol/L的盐溶液，滴加完毕后调节pH＝12，升温至62℃，保温搅拌30min，加入异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，保温搅拌3.5h，然后保温静置11h，过滤，取滤饼水洗，升温至62℃，干燥15h得到改性水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的水溶液，其中，硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的摩尔比为2：1：0.25，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.5：1：1，硝酸铝和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的摩尔比为10：1；
改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌的重量比为6：2.5：1；
填料为2000目炭黑、桑枝韧皮纤维素、长度为10-13mm聚酰亚胺纤维，其中，炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维的重量比为9：1.5：1.5。
对照例1：不加改性水滑石，其他同实施例5。
对照例2：不加三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌，其他同实施例5。
对照例3：不加填料，其他同实施例5。
检测实施例5、对照例1-3的性能，结果如下：
项目 对照例1 对照例2 对照例3 实施例5
阻燃等级(厚度为1.6mm) V-2 V-2 V-0 V-0
极限氧指数％ 20.3 20.7 29.1 29.3
拉伸强度MPa 50.7 87.2 43.8 84.6
断裂伸长率％ 56.3 41.5 57.1 48.1
由上表可以看出，改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌相同作用，使得本发明具有良好的阻燃性，改性水滑石和适宜的填料协同作用，使得本发明具有良好的机械性能。
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)

1.一种编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份，阻燃剂15-20份，填料25-35份，抗紫外线剂1-2份，抗氧剂1-2份，增塑剂2-4份，相容剂1-3份，交联剂1-1.5份，润滑剂1-3份；其中，阻燃剂为改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌。
2.根据权利要求1所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，在改性水滑石的制备过程中，在氮气氛围中，向水中同时滴加氢氧化钠水溶液和盐溶液，滴加完毕后调节pH＝11.5-12.5，升温至60-65℃，保温搅拌20-40min，加入异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，保温搅拌3-4h，然后保温静置10-12h，过滤，取滤饼洗涤，干燥得到改性水滑石，其中，盐溶液为硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的水溶液。
3.根据权利要求2所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，在改性水滑石的制备过程中，氢氧化钠水溶液和盐溶液的滴加速度均为2-3ml/min。
4.根据权利要求2或3所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，在改性水滑石的制备过程中，用氢氧化钠水溶液或硝酸水溶液调节pH。
5.根据权利要求2-4任一项所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，在改性水滑石的制备过程中，干燥温度为60-65℃，干燥时间为12-18h。
6.根据权利要求2-5任一项所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，在改性水滑石的制备过程中，硝酸镁、硝酸铝、硝酸镧的摩尔比为2：0.8-1.2：0.2-0.3。
7.根据权利要求2-6任一项所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，在改性水滑石的制备过程中，盐溶液中硝酸铝的浓度为0.15-0.2mol/L。
8.根据权利要求2-7任一项所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，在改性水滑石的制备过程中，氢氧化钠水溶液的浓度为0.05-0.1mol/L。
9.根据权利要求2-8任一项所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，在改性水滑石的制备过程中，氢氧化钠水溶液、盐溶液、水的体积比为0.4-0.6：1：1；优选地，在改性水滑石的制备过程中，硝酸铝和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的摩尔比为8-12：1。
10.根据权利要求1-9任一项所述编织袋用阻燃聚丙烯材料，其特征在于，改性水滑石、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌的重量比为5-7：2-3：1；优选地，填料为炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维；优选地，炭黑、桑枝韧皮纤维素、聚酰亚胺纤维的重量比为8-10：1-2：1-2；优选地，炭黑为1000-2000目，聚酰亚胺纤维的长度为10-13mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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