CN112011128A - 一种聚丙烯中空挤出复合板材及其制备方法 - Google Patents

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王�华
梁娜
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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯中空挤出复合板材及其制备方法，其由聚丙烯55~75份、膨胀型阻燃剂20~30份、抗静电剂3~10份、高效分散剂0.1~0.5份、抗氧剂0.2~0.5份、润滑剂0.1~0.5份按照重量份制成，其中，所述膨胀型阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐类膨胀型阻燃剂，所述抗静电剂为乙氧基化的硼酸酯烷基胺抗静电剂。本发明中的聚丙烯中空板材具有优异的阻燃抗静电性能，即使在湿热环境下其阻燃性及抗静电性能同样表现优异。

Description

一种聚丙烯中空挤出复合板材及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种聚丙烯中空挤出复合板材及其制备方法。
背景技术
中空箱作为一种中转装置，主要应用于电子、包装、机械、轻工、邮政、食品、医药、农药、家电、广告、装潢、文化用品、光磁技术、生物工程医药卫生等各种行业领域，之前市场上流通最为广泛的是纸质中空箱，但纸质中空箱不防潮且不耐腐蚀、容易破损，通常使用一次后就无法再继续使用，多数为一次性产品，在这种情况下，PP中空箱应运而生。
PP中空箱的重量轻，相比于纸板结构产品，其具有防潮、抗腐蚀等优势；而相比于注塑产品，PP中空箱具有防震、可灵活设计结构，不需开注塑模具等优势。
但目前市场上流通最多的PP中空箱，多为回收聚丙烯，或者加一定碳酸钙挤出拉板制得。中空箱质量无法保证，容易破损，不能满足食品、烟草、物流运输等需求。为了使PP中空箱满足阻燃要求，一般会在聚丙烯材料中添加阻燃剂作为助剂，但阻燃聚丙烯中空箱所使用阻燃剂多为APP系列膨胀型阻燃剂，该类产品易析出，湿热环境下阻燃稳定性会变差，同时析出物附着材料表面，易粘灰尘。
发明内容
基于此，本发明提供了一种聚丙烯中空挤出复合板材，通过加入三聚氰胺类膨胀型阻燃剂和乙氧基化的硼酸酯烷基胺抗静电剂，同时在其他助剂和优化的配比下，解决了现有技术中阻燃聚丙烯中空箱易析出、湿热环境下阻燃稳定性差且产品表面易粘灰尘的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚丙烯中空挤出复合板材，其由聚丙烯55～75份、膨胀型阻燃剂20～30份、抗静电剂3～10份、高效分散剂0.1～0.5份、抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂0.1～0.5份按照重量份制成，其中，所述膨胀型阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐类膨胀型阻燃剂，所述抗静电剂为乙氧基化的硼酸酯烷基胺抗静电剂。
进一步的，所述聚丙烯为230℃、2.16kg条件下熔指小于4g/10min的共聚聚丙烯。
进一步的，所述高效分散剂为硅酮类分散剂。分散剂一般分为有机分散剂和无机分散剂，本申请中，优选硅酮类分散剂作为高效分散剂，可进一步提高本申请中产品的性能。
进一步的，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。
进一步的，所述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、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
本发明的另一个目的在于提供一种上述聚丙烯中空挤出复合板材的制备方法，包括以下步骤：
按照重量份配比将聚丙烯、膨胀型阻燃剂、抗静电剂、高效分散剂、抗氧剂和润滑剂混合得到混合物料；
将所述混合物料经熔融共混后挤出，再经过牵引、拉板成型，制得所述聚丙烯中空挤出复合板材。
进一步的，所述熔融共混后挤出在同向双螺杆挤出机中进行。
优选的，所述同向双螺杆挤出机的长径比至少为32～40，转速为180～400转/分，挤出温度为150～195℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中通过加入三聚氰胺类膨胀型阻燃剂作为阻燃剂，其在燃烧时可形成致密炭层，能够起到更好的隔氧、隔热以及隔离可燃气体传递的作用，从而保证聚丙烯中空包装箱的阻燃性能，同时这一类型的阻燃剂耐析出，即使在温热环境下也表现稳定的阻燃性。
同时本发明中还加入乙氧基化的硼酸酯烷基胺抗静电剂，其属亲水亲油两亲型的非离子表面活性剂，其亲水部分可在制品的表面形成吸水导电层，在浅表层呈微细的层状或筋状分布，构成导电性表层，在内部则形成“芯壳结构”并以此通路泄漏静电荷，既能表面吸水构成导电性表层达到抗静电效果，又能降低材料电阻率达到长期抗静电效果。同时，乙氧基化的硼酸酯烷基胺抗静电剂和三聚氰胺类膨胀型阻燃剂两者协效作用进一步提高板材的阻燃抗静电效果。
本发明的阻燃抗静电聚丙烯中空挤出复合板材由于优异的阻燃抗静电性能可广泛应用到食品、医药、家电、邮政、物流等包装产品领域。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
按重量配比分别称取58份干燥的共聚聚丙烯PP-K8003、30份阻燃剂FP-2500S、10份抗静电剂B-901、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混合后，经同向双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒制得聚丙烯复合材料，其中，同向螺杆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；然后将聚丙烯复合材料经过牵引、拉板成型制得聚丙烯中空挤出复合板材。
实施例2
按重量配比分别称取75份干燥的PPB-M02-V、20份阻燃剂110DM、3份抗静电剂B-901、0.1份抗氧剂1330、0.1份抗氧剂168、0.1份分散剂P121、0.1份润滑剂EBS混合后，经同向双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒制得聚丙烯复合材料，其中，同向双螺杆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；然后将聚丙烯复合材料经过牵引、拉板成型制得聚丙烯中空挤出复合板材。
实施例3
按重量配比分别称取66份干燥的PP-EP30R、25份阻燃剂110DM、7份抗静电剂B-901、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.2份分散剂P121、0.3份润滑剂硬脂酸钙混合后，经同向双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒制得聚丙烯复合材料，其中，同向双螺杆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；然后将聚丙烯复合材料经过牵引、拉板成型制得聚丙烯中空挤出复合板材。
实施例4
按重量配比分别称66份干燥的PP-K8303、25份阻燃剂FP-2500S、7份抗静电剂B-901、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混合后，经同向双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒制得聚丙烯复合材料，其中，同向双螺杆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；然后将聚丙烯复合材料经过牵引、拉板成型制得聚丙烯中空挤出复合板材。
实施例5
按重量配比分别称66份干燥的PP-K8303、25份阻燃剂FP-2500S、7份抗静电剂B-901、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.5份分散剂E525、0.5份润滑剂EBS混合后，经同向双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒制得聚丙烯复合材料，其中，同向双螺杆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；然后将聚丙烯复合材料经过牵引、拉板成型制得聚丙烯中空挤出复合板材。
对比例1
按重量配比分别称66份干燥的PP-K8303、25份APP型膨胀型阻燃剂SR201C(山东旭锐)、7份抗静电剂B-901、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混合后，经同向双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒制得聚丙烯复合材料，其中，同向双螺杆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；然后将聚丙烯复合材料经过牵引、拉板成型制得聚丙烯中空挤出复合板材。
对比例2
按重量配比分别称66份干燥的PP-K8303、25份阻燃剂FP-2500S、7份导电炭黑RC-69(天津晶林)、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混合后，经同向双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒制得聚丙烯复合材料，其中，同向双螺杆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；然后将聚丙烯复合材料经过牵引、拉板成型制得聚丙烯中空挤出复合板材。
将实施例1～4和对比例1～2中制得的聚丙烯中空复合板材进行相关测试，测试结果见表1：
表1聚丙烯中空挤出复合板材性能测试
实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
阻燃级别 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-1 V-1
表面电阻率(Ω) 10<sup>7</sup> 10<sup>10</sup> 10<sup>9</sup> 10<sup>9</sup> 10<sup>9</sup> 10<sup>10</sup> 10<sup>12</sup>
注：表1中阻燃级别的测试采用UL94垂直燃烧法，表面电阻率采用ASTM D257标准测试。以上测试数据均是在温度65℃、湿度65％的恒温恒湿环境下放置168h后再于室温放置48h后的测试结果。
从表1中可以看出本发明中添加了三聚氰胺磷酸盐类膨胀型阻燃剂及乙氧基化的硼酸酯烷基胺抗静电剂，两者协效作用使得其制备的复合材料的阻燃性及抗静电性能经过湿热环境后，相对传统材料，阻燃性及抗静电性能相对于对比例均得到提升。
同时本发明制备的聚丙烯中空挤出复合板材表面无析出，阻燃和抗静电性能好，不易粘灰尘，可满足其不同性能的需要，达到阻燃与抗静电效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种聚丙烯中空挤出复合板材，其特征在于，其由聚丙烯55~75份、膨胀型阻燃剂20~30份、抗静电剂3~10份、高效分散剂0.1~0.5份、抗氧剂 0.2~0.5份、润滑剂0.1~0.5份按照重量份制成，其中，所述膨胀型阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐类膨胀型阻燃剂，所述抗静电剂为乙氧基化的硼酸酯烷基胺抗静电剂。
2.如权利要求1所述的聚丙烯中空挤出复合板材，其特征在于，所述聚丙烯为230℃、2.16kg条件下熔指小于4g/10min的共聚聚丙烯。
3.如权利要求1所述的聚丙烯中空挤出复合板材，其特征在于，所述高效分散剂为硅酮类分散剂。
4.如权利要求1所述的聚丙烯中空挤出复合板材，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。
5.如权利要求1所述的聚丙烯中空挤出复合板材，其特征在于，所述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、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
6.一种如权利要求1~5任一项所述的聚丙烯中空挤出复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照重量份配比将聚丙烯、膨胀型阻燃剂、抗静电剂、高效分散剂、抗氧剂和润滑剂混合得到混合物料；
将所述混合物料经熔融共混后挤出，再经过牵引、拉板成型，制得所述聚丙烯中空挤出复合板材。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混后挤出在同向双螺杆挤出机中进行。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述同向双螺杆挤出机的长径比至少为32~40，转速为180~400转/分，挤出温度为150~195℃。
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