CN110655714A - 一种电器专用聚丙烯复合塑料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电器专用塑料材料技术领域，具体涉及一种电器专用聚丙烯复合塑料及制备方法。一种电器专用聚丙烯复合塑料按重量份计，由如下原料制备而成：聚丙烯树脂65‑70份，改性短纤维3‑5份，复合阻燃剂5‑8份，纳米增光流动剂1‑3份，分散剂1‑3份，稳定剂1‑2份,无机填料5‑15份，一种电器专用聚丙烯复合塑料由如下方法制备得到：（1）改性短纤维的制备；（2）复合阻燃剂的制备；（3）纳米增光流动剂的制备；（4）将聚丙烯树脂，改性短纤维，增韧剂，复合阻燃剂，纳米增光流动剂，分散剂，稳定剂，无机填料在高速混合机混合均匀，经双螺杆挤出机在150～170℃挤出造粒，最后得到一种电器专用聚丙烯复合塑料。本发明产品的阻燃、高光泽、耐刮擦等综合性好。

Description

一种电器专用聚丙烯复合塑料及制备方法

技术领域

本发明属于电器专用塑料材料技术领域，具体涉及一种电器专用聚丙烯复合塑料及制备方法。

背景技术

目前高分子材料工业快速发展，应用领域不断拓展。特别是在各类小型家电产品、室内装饰中，聚丙烯作为常用的塑料，得到了广泛的应用。如在电风扇、电吹风、各种装饰边条等。在用于小型家电产品的聚丙烯面临着易燃的风险。其不但易燃，而且不同于ABS等工程塑料，聚丙烯硬度、耐刮擦性较低，制备的电器外壳光泽较差，品质较低。常规的加入纤维用于增强聚丙烯的强度，但在聚丙烯中极容易产生浮纤，影响制品表面。为了提升聚丙烯的耐刮擦性和刚性，常用加入滑石粉，但由于分散性和相容性影响，导致刚性增加，强度反而降低，加工流动性减弱，从而影响制品的品质。

另一方面，聚丙烯中常使用较多的润滑剂、分散剂提升加工流动性和阻燃剂的分散性，然而使得在树脂中的添加物加易产生分层，起霜，花纹等问题。

申请号为：201811646557.7的中国专利申请公开了一种高光泽、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：PP40-90份、POE3-15份、无卤阻燃剂5-30份、PP-kg-MAH0-8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。

申请号为：201810048265.7的中国专利申请公开了一种低浮纤玻纤增强阻燃聚丙烯材料，其特征在于：按重量份数计包括以下组分：聚丙烯树脂30-65份，热塑性弹性体4-10份，异形玻璃纤维10-40份，阻燃剂15-30份，相容剂1-6份，润滑剂0.3-1份，抗氧剂0.1-0.6份。本发明的一种低浮纤玻纤增强阻燃聚丙烯材料，采用的双螺杆挤出机，比普通挤出机有更高的长径比，增加了加纤之前原料的塑化和分散，改善了排气效果，保证熔体对玻璃纤维有更好的浸润，改善了现有玻纤增强阻燃聚丙烯材料外观差的问题，同时解决了浮纤、留痕等问题导致的其它性能缺陷。

申请号为：201110174676.9的专利申请公开了一种阻燃聚丙烯材料及其制备方法。阻燃聚丙烯材料按重量百分比由以下组分组成:PP树脂50-60%;阻燃剂20-30%;填料10-30%;耐刮擦剂0.2-5%;抗氧剂0.1-0.5%;润滑剂0.5-1.0%;其中,所述的PP树脂为均聚PP;所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑复配;所述的耐刮擦剂为硅酮和硅氧烷复配;润滑剂是硬脂酸盐类润滑剂。本发明阻燃聚丙烯材料表面耐刮擦性能好,机械性能优良且环保阻燃,能够满足家用电器和电子仪表对阻燃和耐刮擦性能的要求。

申请号为：201310545155.9的专利申请公开了一种玻纤增强阻燃改性PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PC树脂40%～60%、ABS树脂10%～40%、玻璃纤维5%～20%、纳米碳酸钙复合微粒2%～8%、阻燃母粒2%～8%、相容剂1%～3%、抗氧剂0.1%～0.5%、分散剂0.5%～1%。本发明的有益效果是，本发明在兼具有PC、ABS两者优点的同时，具有拉伸强度、弯曲强度、冲击强度优良的综合力学性能，而且光泽性好、阻燃性能优异，并且符合无卤、高效、安全、环保、无熔滴和UL94V-0级的阻燃性能，同时加工流动性好，制备方便简单，易于实现工业化生产等。

申请号为：201410171363.1的专利申请公开了一种家电产品用的玻纤增强阻燃聚丙烯材料，属改性聚丙烯塑料领域，包括以下按重量份数计量的原料组成：高抗冲共聚聚丙烯树脂、溴系阻燃剂、三氧化二锑、阻燃协效剂、无碱连续长玻璃纤维、相容剂、增韧剂、润滑剂、紫外线吸收剂和抗氧剂。本发明赋予玻纤增强阻燃聚丙烯材料较高的拉伸强度、弯曲模量、硬度的同时，还使得其兼顾了冲击强度好、成型收缩率小、不易老化等特点，同时，该材料的热变形温度大，高温条件下抗氧化性良好，阻燃UL94V-2和通过灼热丝KGWIT：700/3.0，成本低廉，重量轻，可代替金属材料或工程塑料用于制作一些需要阻燃和耐高温的家电产品。

现有聚丙烯用于电器壳材料存在易燃烧、光泽差、耐刮擦差的缺陷，添加阻燃剂的聚丙烯存在光泽度变差，力学性能降低，注塑加工性能降低的风险。

发明内容

针对现有聚丙烯用于电器壳材料存在易燃烧、光泽差、耐刮擦差的缺陷，添加阻燃剂的聚丙烯存在光泽度变差，力学性能降低，注塑加工性能降低的风险，为提升聚丙烯在用于电器产品时的光泽、力学性能、阻燃性能，提升整体电器品质，本发明提供一种电器专用聚丙烯复合塑料及制备方法。

为实现上述目的，本发明首先提出一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征具体表现在：

（1）改性短纤维的制备：将玻璃短纤维浸入熔化的硬脂酸，使玻璃短纤维界面充分接触硬脂酸，然后过滤除去熔化的硬脂酸，冷却得到改性短纤维；

（2）复合阻燃剂的制备：将5-10重量份的四溴双酚A、3-5重量份的六溴环十二烷与10-15重量份的沸石粉混合冷冻研磨，使沸石粉的网孔吸附四溴双酚A、六溴环十二烷，得复合沸石粉；

将8-12重量份的氯化石蜡-70加热至115℃与1-3重量份的三氧化二锑混合搅拌至分散形成液状物；将复合沸石粉送入流化床，将所述液状物高压形成喷雾，并将所述喷雾与复合沸石粉接触，使喷雾包覆在复合沸石粉的表面，得到球状的复合阻燃剂；

（3）纳米增光流动剂的制备：鳞片石墨、滑石粉、玻璃微球粉、马来酸酐、DCP、聚乙烯蜡在高速混合机混合均匀，经SLKG型连续粉体表面改性机进行改性，得到纳米增光流动剂；

（4）将聚丙烯树脂65-70重量份，改性短纤维3-5重量份，增韧剂1-3重量份，复合阻燃剂5-8重量份，纳米增光流动剂5-10重量份，分散剂1-3份，稳定剂1-2份，无机填料5-15份在高速混合机混合均匀，经双螺杆挤出机在150～170℃挤出造粒，最后得到一种电器专用聚丙烯复合塑料。

所述增韧剂选用聚氨酯弹性体、POE中的至少一种；

所述分散剂选用单甘脂、硅酮粉中的至少一种；

所述稳定剂为抗氧化剂；

所述无机填料优选为二氧化硅、钛白粉、碳酸钙、云母中的至少一种：

进一步优选的，步骤（1）所述玻璃短纤维的长度为1～12mm，优选为5～8mm。

进一步优选的，步骤（2）所述冷冻研磨的时间为15～85min，优选为35～45min。

进一步优选的，步骤（2）所述将5-8重量份的四溴双酚A、3-4重量份的六溴环十二烷与13-15重量份的沸石粉混合冷冻研磨，使沸石粉的网孔吸附四溴双酚A、六溴环十二烷，得复合沸石粉。

进一步优选的，步骤（3）所述玻璃微球的粒径小于10微米。

进一步优选的，步骤（3）所述鳞片石墨、滑石粉、玻璃微球粉、马来酸酐、DCP、聚乙烯蜡按重量份计分别为：8-15份、10-20份、25-35份、0.1-0.2份、0.01-0.03份、2-5份。

进一步优选的，步骤（4）所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机。

本发明的第二个目的是提供由上述方法制备得到的一种电器专用聚丙烯复合塑料。本发明为了提高聚丙烯应用于电器的阻燃、高光泽、耐刮擦等综合性，将玻璃短纤维浸入熔化的硬脂酸，使玻璃短纤维界面充分接触硬脂酸，利于玻璃纤维在聚丙烯的分散，增加材料韧性，防止玻纤外露出现浮纤，影响光泽；通过将四溴双酚A、六溴环十二烷吸附于沸石粉，并包覆氯化石蜡，使阻燃剂协同阻燃性提高，而且防止阻燃剂在聚丙烯热加工中的析出，避免阻燃剂析出对光泽的影响；将鳞片石墨、滑石粉、玻璃微球粉、马来酸酐、DCP、聚乙烯蜡改性，使得粉体在复合细化的同时，在表面接枝马来酸酐并与聚乙烯蜡紧密结合，一方面，有利于在聚丙烯中分散，另一方面分散均匀的纳米增光流动剂具有优异的流动性辅助聚丙烯加工成型，提高光泽和表面耐刮擦性，从而提升整体品质。由于马来酸酐提供的极性基团和烯烃非极性链段，促使鳞片石墨、滑石粉、玻璃微球粉复合粉具有优异的分散相容性。克服聚丙烯易产生翘曲变形，刚性低，不耐刮擦的缺陷。

本发明得到的聚丙烯复合塑料为黑色光亮的粒料，可以直接成型制备各种电器壳，如电风扇外壳、电吹风外壳、充电器外壳等，表现为优异的光泽和耐刮性，对提升产品品质效果明显。

附图说明

图1：实施例1得到的聚丙烯复合塑料粒料。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

（1）改性短纤维的制备：将长度为5mm玻璃短纤维浸入熔化的硬脂酸，使玻璃短纤维界面充分接触硬脂酸，然后过滤除去熔化的硬脂酸，冷却得到改性短纤维；

（2）复合阻燃剂的制备：将50kg的四溴双酚A、30kg的六溴环十二烷与100kg的沸石粉混合冷冻研磨15min，使沸石粉的网孔吸附四溴双酚A、六溴环十二烷，得复合沸石粉；

将80kg的氯化石蜡-70加热至115℃与10kg的三氧化二锑混合搅拌至分散形成液状物；将复合沸石粉送入流化床，将所述液状物高压形成喷雾，并将喷雾与复合沸石粉接触，使喷雾包覆在复合沸石粉的表面，得到球状的复合阻燃剂；

（3）纳米增光流动剂的制备：80kg鳞片石墨、100kg滑石粉、250kg粒径小于10微米的玻璃微球粉、1kg马来酸酐、0.1kgDCP、20kg聚乙烯蜡在高速混合机混合均匀，经SLKG型连续粉体表面改性机进行改性，得到纳米增光流动剂；

（4）将聚丙烯树脂65kg，改性短纤维3kg，聚氨酯弹性体1kg，复合阻燃剂5kg，纳米增光流动剂5kg，分散剂硅酮粉1kg，1kg抗氧剂1010，钛白粉5.5kg在高速混合机混合均匀，经38型同向双螺杆挤出机在160℃挤出造粒，最后得到一种电器专用聚丙烯复合塑料。

实施例1得到的粒料具有良好的光泽，如附图1所示。

实施例2

（1）改性短纤维的制备：将长度为6mm玻璃短纤维浸入熔化的硬脂酸，使玻璃短纤维界面充分接触硬脂酸，然后过滤除去熔化的硬脂酸，冷却得到改性短纤维；

（2）复合阻燃剂的制备：将60kg的四溴双酚A、40kg的六溴环十二烷与120kg的沸石粉混合冷冻研磨25min，使沸石粉的网孔吸附四溴双酚A、六溴环十二烷，得复合沸石粉；

将90kg的氯化石蜡-70加热至115℃与10kg的三氧化二锑混合搅拌至分散形成液状物；将复合沸石粉送入流化床，将所述液状物高压形成喷雾，并将喷雾与复合沸石粉接触，使喷雾包覆在复合沸石粉的表面，得到球状的复合阻燃剂；

(3)纳米增光流动剂的制备：80kg鳞片石墨、100kg滑石粉、250kg粒径小于10微米玻璃微球粉、1kg马来酸酐、0.1kgDCP、20kg聚乙烯蜡在高速混合机混合均匀，经SLKG型连续粉体表面改性机进行改性，得到纳米增光流动剂；

（4）将聚丙烯树脂70kg，改性短纤维3kg，聚氨酯弹性体1kg，复合阻燃剂5kg，纳米增光流动剂5kg，分散剂硅酮粉1kg，抗氧剂168 1kg，云母粉5.5kg在高速混合机混合均匀，经38型同向双螺杆挤出机在160℃挤出造粒，最后得到一种电器专用聚丙烯复合塑料。

实施例3

（1）改性短纤维的制备：将长度为8mm玻璃短纤维浸入熔化的硬脂酸，使玻璃短纤维界面充分接触硬脂酸，然后过滤除去熔化的硬脂酸，冷却得到改性短纤维；

（2）复合阻燃剂的制备：将70kg的四溴双酚A、40kg的六溴环十二烷与120kg的沸石粉混合冷冻研磨45min，使沸石粉的网孔吸附四溴双酚A、六溴环十二烷，得复合沸石粉；

将100kg的氯化石蜡-70加热至115℃与20kg的三氧化二锑混合搅拌至分散形成液状物；将复合沸石粉送入流化床，将所述液状物高压形成喷雾，并将喷雾与复合沸石粉接触，使喷雾包覆在复合沸石粉的表面，得到球状的复合阻燃剂；

(3)纳米增光流动剂的制备：90kg鳞片石墨、110kg滑石粉、280kg粒径小于10微米玻璃微球粉、1.5kg马来酸酐、0.15kgDCP、25kg聚乙烯蜡在高速混合机混合均匀，经SLKG型连续粉体表面改性机进行改性，得到纳米增光流动剂；

（4）将聚丙烯树脂70kg，改性短纤维4kg，聚氨酯弹性体1.5kg，复合阻燃剂6kg，纳米增光流动剂6kg，分散剂硅酮粉1kg，抗氧剂1076 1kg，无机填料碳酸钙6kg在高速混合机混合均匀，经38型同向双螺杆挤出机在160℃挤出造粒，最后得到一种电器专用聚丙烯复合塑料。

实施例4

（1）改性短纤维的制备：将长度为10mm玻璃短纤维浸入熔化的硬脂酸，使玻璃短纤维界面充分接触硬脂酸，然后过滤除去熔化的硬脂酸，冷却得到改性短纤维；

（2）复合阻燃剂的制备：将100kg的四溴双酚A、40kg的六溴环十二烷与120kg的沸石粉混合冷冻研磨25min，使沸石粉的网孔吸附四溴双酚A、六溴环十二烷，得复合沸石粉；

将90kg的氯化石蜡-70加热至115℃与10kg的三氧化二锑混合搅拌至分散形成液状物；将复合沸石粉送入流化床，将所述液状物高压形成喷雾，并将喷雾与复合沸石粉接触，使喷雾包覆在复合沸石粉的表面，得到球状的复合阻燃剂；

(3)纳米增光流动剂的制备：80kg鳞片石墨、150kg滑石粉、250kg粒径小于10微米玻璃微球粉、1kg马来酸酐、0.1kgDCP、20kg聚乙烯蜡在高速混合机混合均匀，经SLKG型连续粉体表面改性机进行改性，得到纳米增光流动剂；

（4）将聚丙烯树脂70kg，改性短纤维3kg，聚氨酯弹性体1kg，复合阻燃剂5kg，纳米增光流动剂5kg，分散剂单甘脂1.5kg，抗氧剂168 1kg，云母粉6kg在高速混合机混合均匀，经同向双螺杆挤出机在160℃挤出造粒，最后得到一种电器专用聚丙烯复合塑料。

对比例1

对比例1的复合阻燃剂没有采用在沸石网孔吸附，而是直接四溴双酚A、六溴环十二烷与氯化石蜡-70、三氧化二锑混合。其余与实施例1一致。由于没有将阻燃剂预处理，在后期，阻燃剂在聚丙烯热加工中时容易析出，影响复合塑料的光泽。

对比例2

对比例2的没有使用纳米增光流动剂，其余与实施例1一致。由于没有纳米增光流动剂的辅助，影响复合聚丙烯的光泽、流动性和表面耐刮擦性，从而影响塑料的整体品质。

性能测试：

流动性能：将实施例1-4、对比例1-2得到的复合塑料将得到的聚丙烯复合塑料粒料测试其熔体指数；按照GB/T 3682，测试条件为170℃、2.16kg。

缺口冲击强度：按照GB/T9352对实施例1-4、对比例1-2的塑料进行制样。按照GB/T1843测试缺口冲击强度。

光泽度：参考GB/T8807，测试60度的Gloss值以衡量光泽性能。

测试结果如表1所示。

表1：

Claims (9)

1.一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：

（1）改性短纤维的制备：将玻璃短纤维浸入熔化的硬脂酸，使玻璃短纤维界面充分接触硬脂酸，然后过滤除去熔化的硬脂酸，冷却得到改性短纤维；

（2）复合阻燃剂的制备：将5-10重量份的四溴双酚A、3-5重量份的六溴环十二烷与10-15重量份的沸石粉混合冷冻研磨，使沸石粉的网孔吸附四溴双酚A、六溴环十二烷，得复合沸石粉；

将8-12重量份的氯化石蜡-70加热至115℃与1-3重量份的三氧化二锑混合搅拌至分散形成液状物；将复合沸石粉送入流化床，将所述液状物高压形成喷雾，并将所述喷雾与复合沸石粉接触，使喷雾包覆在复合沸石粉的表面，得到球状的复合阻燃剂；

（3）纳米增光流动剂的制备：鳞片石墨、滑石粉、玻璃微球粉、马来酸酐、DCP、聚乙烯蜡在高速混合机混合均匀，经SLKG型连续粉体表面改性机进行改性，得到纳米增光流动剂；

（4）将聚丙烯树脂65-70重量份，改性短纤维3-5重量份，增韧剂1-3重量份，复合阻燃剂5-8重量份，纳米增光流动剂5-10重量份，分散剂1-3份，稳定剂1-2份，无机填料5-15份在高速混合机混合均匀，经双螺杆挤出机在150～170℃挤出造粒，最后得到一种电器专用聚丙烯复合塑料。

2.根据权利要求1所述的一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述玻璃短纤维的长度为1～12mm。

3.根据权利要求1所述的一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述冷冻研磨的时间为15～85min。

4.根据权利要求1所述的一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述将5-8重量份的四溴双酚A、3-4重量份的六溴环十二烷与13-15重量份的沸石粉混合冷冻研磨，使沸石粉的网孔吸附四溴双酚A、六溴环十二烷，得复合沸石粉。

5.根据权利要求1所述的一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述玻璃微球的粒径小于10微米。

6.根据权利要求1所述的一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述鳞片石墨、滑石粉、玻璃微球粉、马来酸酐、DCP、聚乙烯蜡按重量份计分别为：8-15份、10-20份、25-35份、0.1-0.2份、0.01-0.03份、2-5份。

7.根据权利要求1所述的一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述增韧剂选用聚氨酯弹性体、POE中的至少一种；所述分散剂选用单甘脂、硅酮粉中的至少一种；所述稳定剂为抗氧化剂；所述无机填料为二氧化硅、钛白粉、碳酸钙、云母中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种电器专用聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机。

9.一种电器专用聚丙烯复合塑料，其特征在于由权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。

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