CN113817262A - 高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚丙烯技术领域，尤其涉及一种高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯及其制备方法和应用。高光泽低表面析出无卤阻燃抗菌聚丙烯，其包括以下重量份的组分：聚丙烯70～94份；矿物填料0～16份；主抗氧剂0.2～0.5份；辅抗氧剂0.2～0.5份；偶联剂0～3份；磷氮复配型阻燃剂2～8份；成核剂0.1～0.5份；润滑剂0.2～0.5份。制备方法为：将聚丙烯、矿物填料、偶联剂混合后，在高混锅中混合，并设置转速大于200rpm，得到的聚丙烯物料与主抗氧剂、辅抗氧剂、磷氮复配型阻燃剂、成核剂、抗菌剂和润滑剂置于慢混锅中得到的混合物料通过双螺杆挤出。其解决现有阻燃剂，容易析出，影响表面光泽度的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及聚丙烯技术领域，尤其涉及一种高光泽低表面析出无卤 阻燃聚丙烯及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯的使用非常广，但是聚丙烯极易燃烧，因此，对于聚丙烯的 阻燃处理很关键。
在公开号为201210475660.6的发明专利中公开了一种高光泽低表面 析出抗菌耐候阻燃聚丙烯复合物及其制备方法，其使用溴锑阻燃剂，燃 烧发烟量大且释放出来的卤化氢气体具有高腐蚀性；使用八溴醚等阻燃 剂，容易析出，影响表面光泽度。在公开号为201410206925.1的发明专 利中公开了一种无卤阻燃抗菌抗老化聚丙烯复合材料及其制备方法，其 使用八溴醚等阻燃剂，容易析出，影响表面光泽度。
在公开号为CN111471181A中公开了一种包含磷氮阻燃剂的聚丙烯 复合材料，但是其中的磷氮阻燃剂需要与溴系阻燃剂配伍使用，使得表 面光泽度下降，经过换算，所制得的聚丙烯复合材料中溴系阻燃剂(八溴 醚、十溴二苯乙烷等)的含量0.5-1％，经过换算溴含量大于0.25％，溴 含量远远超过900ppm，不符合IEC 61249-2-21无卤要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种高光泽低表面析 出无卤阻燃聚丙烯，其解决现有阻燃剂，容易析出，影响表面光泽度的 技术问题。
相应地，本发明还提供上述高光泽低表面析出无卤阻燃抗菌聚丙烯 的制备方法。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种高光泽低表面析出无卤阻燃抗菌聚丙烯， 其包括以下重量份的组分：
聚丙烯70～94份；
矿物填料0～16份；
主抗氧剂0.2～0.5份；
辅抗氧剂0.2～0.5份；
偶联剂0～3份；
磷氮复配型阻燃剂2～8份；
成核剂0.1～0.5份；
润滑剂0.2～0.5份。
可选地，矿物填料包括碳酸钙、二氧化硅、滑石粉和硫酸钡；优选 为硫酸钡。
可选地，主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂；辅抗氧剂包括亚磷酸酯类 抗氧剂。
可选地，其还包括抗菌剂0.3～1份。
可选地，磷氮复配型阻燃剂主要由以下组分按以下重量配比混合而 成：磷酸盐60～90份、三聚氰胺溴化物2～3份、阻燃增效剂2～20份。
第二方面，本发明还提供一种高光泽低表面析出无卤阻燃抗菌聚丙 烯的制备方法，其包括以下步骤：
S1将聚丙烯、矿物填料、偶联剂混合后，在高混锅中混合，并设置 转速大于200rpm，得到聚丙烯物料；
S2将所得到的聚丙烯物料与主抗氧剂、辅抗氧剂、磷氮复配型阻燃 剂、成核剂、抗菌剂和润滑剂置于慢混锅中，慢混锅的转速设置为30rpm， 慢混后得到的混合物料通过双螺杆挤出后，冷却干燥后，切粒包装。
可选地，
所述双螺杆分为下料段、熔融段、熔融输送段、计量段和混炼段；
所述下料段的温度设置为155～165℃、
所述熔融段的温度设置为185～195℃、
所述熔融输送段的温度设置为195～205℃、
所述混炼段的温度设置为185～195℃、
所述计量段的温度设置为175～185℃、
或/和
所述熔融段和混炼段的温度设置为185～195℃。
优选地，双螺杆分为九个区，下料段位于一区，熔融段位于三区和 四区，熔融输送段位于五区和六区，混炼段七区和八区、计量段位于九 区。一区为下料段，温度设置接近PP熔点，若温度设置过高，PP熔化 后容易造成下料口堵塞；本发明中的五区温度设置为200℃有助于小分子 气体排出；本发明中的熔融段和混炼段(三区、四区和七区、八区)温 度设置为185～195℃，防止温度过高，造成物料降解。
其中，高效磷氮系阻燃剂，其添加量占物料的质量百分数为2～8％， 阻燃效果可以达到1.5mmV2。用量少，对材料性能与表面光泽度几乎无 影响，燃烧发烟量小腐蚀性小。
本发明的磷氮阻燃体系主要成分可分为酸源、碳源、气源三个部分。 首先生成具有强脱水作用的磷酸和焦磷酸，促进脱水炭化，生成气体， 形成一层多微孔的炭层，从而隔绝空气和热传导，保护聚合物主体，达 到阻燃目的。
其中，矿物填料为但不仅限于碳酸钙、二氧化硅、滑石粉和硫酸钡 中一种或两种以上的组合；
优选为，硫酸钡，硫酸钡在本发明的组分组合中对光泽度影响最小。
第三方面，本发明还提供一种上述高光泽低表面析出无卤阻燃抗菌 聚丙烯的在日用品方面的应用，其中，日用品包括马桶盖和坐垫。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明的一种高光泽低表面析出无卤阻燃抗 菌聚丙烯，由于采用磷氮阻燃剂，与溴锑阻燃剂相比，燃烧发烟量小腐 蚀性小；阻燃剂使用量少，对材料性能与表面光泽度几乎无影响；与八 溴醚等阻燃剂相比，低表面析出，表面光泽度高。
其中，本发明采用的磷氮阻燃体系使最后的抗菌聚丙烯的溴含量低 于900ppm，可以满足无卤要求，使聚丙烯具有较好的光泽度，还能满足 很好的阻燃效果。
其中，本发明的抗菌剂采用包括无机盐的掺杂型氧化锌，并进行活 化处理后，以添加较少的量与本发明其它组分的组合，使所制得的高光 泽低表面析出无卤阻燃抗菌聚丙烯抗菌效率高，不含重金属。经过试验 表明，本发明的无卤阻燃抗菌聚丙烯，对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏 菌抗菌率大于99％。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合通过具体实施方式， 将更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然以下显示了本发明的示例 性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐 述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地 理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
以下实施例按表1的质量配比按以下的制备方法制得的高光低表面 析出无卤阻燃抗菌聚丙烯：
S1将聚丙烯、矿物填料、偶联剂混合后，在高混锅中混合，并设置 转速大于200rpm，得到聚丙烯物料；
S2将所得到的聚丙烯物料与受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、 阻燃剂、成核剂、抗菌剂和润滑剂置于慢混锅中，慢混锅的转速设置为 30rpm，慢混后得到的混合物料通过双螺杆挤出后，冷却干燥后，切粒包 装。
其中，双螺杆分为下料段、熔融段、熔融输送段、计量段和混炼段；
其中，下料段的温度设置为155～165℃、
其中，熔融段的温度设置为185～195℃、
其中，熔融输送段的温度设置为195～205℃、
其中，混炼段的温度设置为185～195℃、
其中，计量段的温度设置为175～185℃、
其中，熔融段和混炼段的温度设置为185～195℃。
表1各实施例中各组分的重量份
实施例2的混合磷氮复配型阻燃剂中各组分按重量份分别为磷酸盐90 份、三聚氰胺溴化物2份、阻燃增效剂20份；
实施例3和实施例4中的混合磷氮复配型阻燃剂中各组分按重量份分别 为磷酸盐80份、三聚氰胺溴化物2.5份、阻燃增效剂2份。
本发明实施例2-4制得的聚丙烯，其溴含量低于900ppm，满足无卤阻 燃抗菌聚丙烯对于卤含量的要求。
将上述实施例1-4得到的聚丙烯进行性能的测定，得到如表2的数据：
表2各实施例的性能测试结果
从实施例1和实施例2的结果对比可以得到，在110℃下热处理10h后， 光泽度维持到60％，而添加八溴醚材料光泽度降低到18％，表明本发明使用 磷氮复配型阻燃剂与其它组分的组合，添加量少，低表面析出。
从实施例4和实施例5的对比可知，普通的磷氮复配型阻燃剂MPP(三 聚氰胺磷酸盐)处理后的阻燃性能显著小于本发明实施例4中的磷氮复配型 阻燃剂，实施例3与实施例2对比发现使用滑石粉作为填料，材料表面光泽 度急剧下降，而使用硫酸钡作为填料与本发明中其它组分的组合，材料表面 光泽度保持较高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而 非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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 方案的范围。
Claims (8)
1.一种高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯，其特征在于，其包括以下重量份的组分：
聚丙烯70～94份；
矿物填料0～16份；
主抗氧剂0.2～0.5份；
辅抗氧剂0.2～0.5份；
偶联剂0～3份；
磷氮复配型阻燃剂2～8份；
成核剂0.1～0.5份；
润滑剂0.2～0.5份。
2.如权利要求1所述的高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯，其特征在于：所述矿物填料包括碳酸钙、二氧化硅、滑石粉和硫酸钡；优选为硫酸钡。
3.如权利要求1所述的高光泽低表面析出无卤阻燃抗菌聚丙烯，其特征在于：
所述主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂；
所述辅抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂。
4.如权利要求1所述的高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯，其特征在于，所述磷氮复配型阻燃剂主要由以下组分按以下重量配比混合而成：磷酸盐60～90份、三聚氰胺溴化物2～3份、阻燃增效剂2～20份。
5.如权利要求1所述的高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯，其特征在于，其还包括抗菌剂0.3～1份。
6.一种如权利要求1所述的高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1将聚丙烯、矿物填料、偶联剂混合后，在高混锅中混合，并设置转速大于200rpm，得到聚丙烯物料；
S2将所得到的聚丙烯物料与主抗氧剂、辅抗氧剂、磷氮复配型阻燃剂、成核剂、抗菌剂和润滑剂置于慢混锅中，慢混锅的转速设置为30rpm，慢混后得到的混合物料通过双螺杆挤出后，冷却干燥后，切粒包装。
7.如权利要求6所述的高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯的制备方法，其特征在于：
所述双螺杆分为下料段、熔融段、熔融输送段、计量段和混炼段；
所述下料段的温度设置为155～165℃、
所述熔融段的温度设置为185～195℃、
所述熔融输送段的温度设置为195～205℃、
所述混炼段的温度设置为185～195℃、
所述计量段的温度设置为175～185℃、
或/和
所述熔融段和混炼段的温度设置为185～195℃。
8.一种如权利要求1所述的高光泽低表面析出无卤阻燃聚丙烯的在日用品方面的应用，其特征在于：所述日用品包括马桶盖和坐垫。
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