CN114479262A - 阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用 - Google Patents

阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114479262A
CN114479262A CN202011149808.8A CN202011149808A CN114479262A CN 114479262 A CN114479262 A CN 114479262A CN 202011149808 A CN202011149808 A CN 202011149808A CN 114479262 A CN114479262 A CN 114479262A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polypropylene
flame
weight
flame retardant
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011149808.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114479262B (zh
Inventor
茹越
赖金梅
胡晨曦
郭照琰
戚桂村
李秉海
王湘
张江茹
韩朋
宋志海
蒋海斌
蔡传伦
姜超
刘文璐
张红彬
张晓红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
Priority to CN202011149808.8A priority Critical patent/CN114479262B/zh
Publication of CN114479262A publication Critical patent/CN114479262A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114479262B publication Critical patent/CN114479262B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321—Phosphates
    • C08K2003/322—Ammonium phosphate
    • C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/18—Spheres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及高分子材料领域，公开了一种阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用。所述聚丙烯组合物包括100重量份的聚丙烯、0.1‑10重量份的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α‑甲基苯乙烯共聚物微球、0.05‑2重量份的协同光扩散剂和1‑10重量份的阻燃剂。该阻燃光扩散聚丙烯组合物能够在改善聚丙烯材料的光扩散性能的同时，提高聚丙烯组合物的热变形性能以及阻燃性。

Description

阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其 制备方法与应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地，涉及一种阻燃光扩散聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术
LED灯目前已广泛的应用于室内和户外照明，其优秀的发光效率使其快速的取代了传统的白炽灯。光扩散材料是可以把点光源变为面光源的材料，绝大部分的LED灯中都使用了光扩散材料来改善其眩光问题，同时还可以提高其照射范围。现有技术中通常选用透明树脂作为光扩散材料的基体，主要包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚苯乙烯等材料，其中最常使用的是聚碳酸酯材料。光扩散剂主要使用有机硅树脂微球、聚甲基丙烯酸酯微球等有机光扩散剂，但也有部分产品使用碳酸钙、硫酸钡等无机光扩散剂。有机光扩散剂具有更好的分散性能，粒径和形貌也更加规整，因此其光扩散效果优于无机光扩散剂，但有机光扩散剂的成本也远高于无机光扩散剂。
目前LED灯用光扩散材料逐渐向高性价比、轻量化、阻燃功能发展，因此出现了以聚丙烯为基体的聚丙烯光扩散材料。但体系中仍然使用了大量的有机硅树脂等有机光扩散剂，无法实现高性价比、轻量化且具有阻燃功能的聚丙烯光扩散材料。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的存在LED灯用光扩散材料热变形温度低以及阻燃性能低的问题，提供一种阻燃光扩散聚丙烯组合物与应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用，该阻燃光扩散聚丙烯组合物能够在改善聚丙烯材料的光扩散性能的同时，提高聚丙烯组合物的阻燃性能以及热变形性能。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种阻燃光扩散聚丙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括100重量份的聚丙烯、0.1-10重量份的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球、0.01-2重量份的协同光扩散剂和1-10重量份的阻燃剂。
本发明第二方面提供一种阻燃光扩散聚丙烯，其特征在于，所述阻燃光扩散聚丙烯由上述阻燃光扩散聚丙烯组合物制得。
本发明第三方面提供一种上述阻燃光扩散聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将上述阻燃光扩散聚丙烯组合物混合均匀后，经熔融共混而制得。
本发明第四方面提供一种上述阻燃光扩散聚丙烯组合物或上述阻燃光扩散聚丙烯在照明体，优选为LED灯中的应用。
通过上述技术方案，本发明提供的阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
本发明中所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物中采用马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球与协同光扩散即共同作为光扩散剂来改善聚丙烯材料的光扩散性能，并与阻燃剂相配合。由此获得的组合物在在改善聚丙烯材料光扩散性能的同时也能够提高聚丙烯组合物的热变形温度和阻燃性。
进一步地，本发明中，所使用的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球兼具耐热性和转光性，作为光扩散剂使用时，既可以减少紫外线对聚丙烯材料的影响，减少光稳定剂的使用，又可以改善材料的使用温度。与阻燃剂配合可制备得到性能较好的阻燃光扩散材料。
更进一步地，本发明所述的阻燃光扩散聚丙烯材料的制备方法中，使用通用的橡塑共混设备，将用于制备所述组合物的所有组分一次性共混制备出具有阻燃性能的光扩散聚丙烯组合物，工艺简单、易于实施。
附图说明
图1是制备例1共聚物的红外光谱图；
图2是制备例1共聚物的扫描电镜图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种阻燃光扩散聚丙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括100重量份的聚丙烯、0.1-10重量份的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球、0.01-2重量份的协同光扩散剂和1-10重量份的阻燃剂。
本发明中，所述阻燃光扩散聚丙烯组合物中包含马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球，这种微球兼具耐热性和转光性，作为光扩散剂使用时，既可以减少紫外线对聚丙烯材料的影响，减少光稳定剂的使用，又可以改善材料的使用温度。能够与组合物中的阻燃剂以及协同光扩散剂相互配合可得到综合性能优异的阻燃光扩散聚丙烯组合物。
为进一步改善组合物的光扩散性能，并提高组合物的热变形温度以及阻燃性，优选地，所述组合物包括100重量份的聚丙烯、0.5-10重量份的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球、0.05-1重量份的协同光扩散剂和1-8重量份的阻燃剂。
更进一步地，所述组合物包括100重量份的聚丙烯、0.5-5重量份的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球、0.1-0.5重量份的协同光扩散剂和2-5重量份的阻燃剂。
马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球
本发明中，所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球兼具耐热性和转光性，作为光扩散剂使用时，既可以减少紫外线对聚丙烯材料的影响，减少光稳定剂的使用，又可以提高材料的热变形温度，进而提高材料的使用温度。并且能够与组合物中的阻燃剂以及协同光扩散剂相互配合，使得组合物的光扩散性能以及阻燃性得到提高。
并且相比于现有技术中常规的无机光扩散剂以及马来酸酐二元共聚微球而言，包含马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球的聚丙烯具有更为优异的透光率。
根据本发明，所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球包含式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元、式(3)所示的结构单元和式(4)所示的结构单元；
Figure BDA0002740820480000041
基于共聚物各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为47-50％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为10-15％，式(3)结构单元的摩尔含量为10-15％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为18-32％。
本发明中，所述共聚物微球中各结构单元的摩尔含量的总和为100％。
本发明中，共聚物中各结构单元的含量采用1H NMR进行测试，测试方法为通过1HNMR中对应结构单元中的特征氢对应峰面积的比例计算得到的。
本发明中，将特定的共聚单体以本发明所限定的用量比例进行共聚，能够使得获得的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物具有良好均匀度的微球，且制得的共聚物微球在介质中具有良好的分散性，微球间不易发生聚集，将其作为光扩散剂，能够使得材料具有光致发光性能，并且能够提高组合物的热变形温度以及阻燃性。
进一步地，为了获得性能更为优异、微球形貌更为均匀的共聚微球，进而具有更为优异的光致发光效果、耐热性以及阻燃性的共聚物微球，优选地，基于聚合物各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为48-50％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为10-15％，式(3)结构单元的摩尔含量为10-15％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为18-30％。
根据本发明，所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球的粒径为0.4-2.5微米，优选为0.4-1.5微米。
本发明中，所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球的粒径通过扫描电镜进行测量。
本发明的一个具体实施方式中，所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球按照以下方法制备：
(1)在惰性气氛中，将聚合单体、引发剂溶解于有机溶剂中，形成均相溶液；
(2)所述均相溶液进行聚合反应得到共聚物乳状悬浮液后，离心分离得到所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球；
其中，所述聚合单体为共聚单体I、共聚单体II、共聚单体III和共聚单体IV；
所述共聚单体I-IV分别具有式(5)-式(8)所示的结构
Figure BDA0002740820480000061
本发明中，采用共聚的方式，将特定的共聚单体按照本发明所提供的方法进行共聚得到共聚物微球，制得的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球呈现良好的均匀度，且微球表面洁净，与聚丙烯基体之间具有优异的相容性。该共聚物微球能够与协同光扩散剂以及阻燃剂相互配合，能够提高聚丙烯组合物的光扩散性、阻燃性以及热变形温度。
本发明中，所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球是由共聚单体I、共聚单体II、共聚单体III和共聚单体IV经共聚而得到。具体的，共聚单体I、共聚单体II以及共聚单体IV的引入使得聚合过程中，聚合体系形成自稳定体系，进而使得聚合物微球在有机溶剂中均匀分散，且微球之间不发生凝聚。
根据本发明，基于所述均相溶液的总重量，所述聚合单体的质量浓度为4-22wt％，优选为10-20wt％。
根据本发明，基于聚合单体的总重量，所述共聚单体I的用量为40-50wt％，所述共聚单体II的用量为5-15wt％，所述共聚单体III的用量为7-14wt％，所述共聚单体IV的用量为25-41wt％。
本发明中，为了获得颗粒均匀且形貌优异的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球，发明人对聚合过程中，共聚单体I、共聚单体II、共聚单体III和共聚单体IV各自的用量进行了研究，研究表明，当各聚合单体满足上述范围时，制得的四元共聚物微球的颗粒均匀、颗粒形貌优异，且颗粒表面洁净。
更进一步地，基于聚合单体的总重量，所述共聚单体I的用量为41-47wt％，所述共聚单体II的用量为7-10wt％，所述共聚单体III的用量为9-13wt％，所述共聚单体IV的用量为29-41wt％。
根据本发明，所述引发剂为有机过氧化物和/或偶氮化合物。
根据本发明，所述有机过氧化物选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯和过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。
根据本发明，所述偶氮化合物选自偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈。
根据本发明，基于所述均相溶液的总重量，所述引发剂的质量浓度为0.2-3.8wt％，优选为0.5-3.5wt％，更优选为1-3wt％。
根据本发明，所述有机溶剂为有机酸烷基酯。
本发明中，选用有机酸烷基酯作为有机溶剂，其能够与本发明所述的特定用量的共聚单体I、共聚单体II、共聚单体III和共聚单体IV相互配合，能够实现共聚单体I、共聚单体II、共聚单体III和共聚单体IV的自稳定沉淀聚合反应，所述聚合反应体系中无需添加任何稳定剂以及助稳定剂，具有自稳定的分散效应，所获得的聚合物微球表面洁净无污染。
根据本发明，所述有机酸烷基酯的通式为R1COOR2，其中，R1选自H、C1-4的烷基、苯基和苄基中的至少一种，R2为C1-10的烷基。
优选地，R1为C1-4的烷基和/或苯基，R2为C1-7的烷基。
更进一步地，所述有机溶剂选自甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸苄酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸异戊酯、异戊酸乙酯、异戊酸异戊酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸异戊酯、苯乙酸甲酯和苯乙酸乙酯中的至少一种。
本发明中，所述共聚单体I、共聚单体II、共聚单体III、共聚单体IV、引发剂和有机溶剂的总用量为100wt％。
根据本发明，所述聚合反应的条件包括：聚合温度为66-86℃，优选为68-85℃；聚合时间为4-20h，优选为4-8h。
本发明中，采用水浴和/或油浴用以提供本发明聚合所需要的热量。
本发明中，所述聚合反应在惰性气氛中，优选为氮气气氛中进行。
本发明中，采用固液分离的方式对聚合反应得到的共聚物乳状悬浮液进行分离，以得到马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球。
本发明中，可以采用现有技术中常规的固液分离方式，优选地，采用离心分离。
本发明中，采用离心分离时，离心的转速为1000-3000rad/min，离心时间为10-30min。
协同光扩散剂
本发明中，在组合物中添加协同光扩散剂与马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球相互配合，能够在提高组合物的光扩散性能的同时，显著改善组合物的耐热变形性以及阻燃性，进而获得具有阻燃新的光扩散聚丙烯组合物。
随着协同光扩散剂的粒径增加，其对雾度的改善越明显，但对透光率的影响也就越大。本发明中，经过研究发现，当协同光扩散剂的粒径为1.5-20微米，优选为1.5-16微米时，能够在改善组合物的雾度的同时，不影响组合物的透光率，实现雾度和透光率之间的平衡。
根据本发明，所述协同光扩散剂选自有机硅树脂微球和/或聚甲基丙烯酸甲酯微球。本发明中，有机硅树脂微球和聚甲基丙烯酸甲酯微球可以为任意比例混合使用。
聚丙烯
本发明中，为了使得光扩散聚丙烯同时具有高的透光率以及高的雾度，可选用具有高透光率的共聚聚丙烯作为组合物的基体材料。优选地，所述聚丙烯为丙烯与α-烯烃经共聚得到的无规共聚聚丙烯。
本发明中，所述α-烯烃选自乙烯和/或1-丁烯。
根据本发明，所述聚丙烯在230℃和2.16kg载荷下的熔融指数为2.5-60g/10min。当熔融指数过大或过小时，会影响马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球以及协同光扩散剂的分散性，从而影响材料的光扩散性能。进一步地，当聚丙烯的熔融指数满足上述范围时，聚丙烯具有优异的加工性能。
阻燃剂
本发明中，所述阻燃剂选自多聚磷酸铵和/或三聚氰胺多磷酸盐。为了改善组合物的阻燃性，所述阻燃剂为多聚磷酸铵和三聚氰胺多磷酸盐。进一步地，当多聚磷酸铵和三聚氰胺多磷酸盐的质量比为7：3-3：7时，二者具有优异的协同阻燃效果。
本发明中，所述多聚磷酸铵的磷含量大于25wt％，平均粒径为10-20μm；所述三聚氰胺多聚磷酸盐的磷含量大于14wt％，平均粒径为5-15μm。聚磷酸铵和三聚氰胺多聚磷酸盐中的磷含量越高阻燃性越好。但当阻燃剂添加含量过多时，会影响材料的光扩散效果，因此，相对于100重量份的聚丙烯，阻燃剂的用量为1-10重量份，优选为1-8重量份，更优选为2-5重量份。
抗氧剂
根据本发明，优选地，组合物还包括0.1-1重量份，优选0.1-0.6重量份的抗氧剂。
本发明中，所述抗氧剂可以选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫脂类抗氧剂中的至少一种。具体地，所述受阻酚类抗氧剂可以是单酚、双酚以及多酚类；所述亚磷酸酯类抗氧剂包括烷基亚磷酸酯和芳基亚磷酸酯；所述硫脂抗氧剂包括硫代脂抗氧剂、硫醚酚抗氧剂、硫代双酚抗氧剂。所述抗氧剂可以是复合抗氧剂，可以是受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫脂类抗氧剂中的多种按一定质量比例混合而成的复合物。所述受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫脂类抗氧剂均是已知物质，可以商购获得。例如抗氧剂1010(受阻酚抗氧剂)、抗氧剂168(亚磷酸酯抗氧剂)。
其他助剂
本发明中，所述组合物中还可以含有其他助剂，不对聚丙烯性能产生影响。所述助剂可以选自爽滑剂、抗静电剂、润滑剂和增塑剂中的至少一种。
本发明第二方面提供一种耐热光扩散聚丙烯，其特征在于，所述耐热光扩散聚丙烯由上述耐热光扩散聚丙烯组合物制得。
根据本发明，所述光扩散聚丙烯的热变形温度为T2，所述聚丙烯的热变形温度为T1，T2-T1≥1℃；在厚度为2mm的条件下，所述阻燃光扩散聚丙烯的透光率大于70％，雾度大于80％，UL94测试为V2级以上。
根据本发明，T2-T1≥1.5℃，在厚度为2mm的条件下，所述阻燃光扩散聚丙烯的透光率大于72％，雾度大于85％，UL94测试为V2级以上。
根据本发明，T2-T1≥2℃，在厚度为2mm的条件下，所述阻燃光扩散聚丙烯的透光率大于75％，雾度大于85％，UL94测试为V2级以上。
本发明第三方面提供上述阻燃光扩散聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将上述阻燃光扩散聚丙烯组合物混合均匀后，经熔融共混而制得。
本发明中，所述熔融共混可以在本领域中常规的橡塑共混设备，例如双螺杆挤出机等中进行。
本发明的一个具体实施方式中，耐热光扩散聚丙烯按照以下方法制备：扩散聚丙烯组合物中的各组分按照用量进行混合，再将得到的混合物进行挤出造粒，得到光扩散聚丙烯。挤出温度可以为185-215℃。可以采用本领域常规的挤出机，例如双螺杆挤出机，进行常规的挤出造粒。
本发明第四方面提供上述阻燃光扩散聚丙烯组合物或上述耐热光扩散聚丙烯在照明体，优选为LED灯中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
按照下式对马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球的聚合收率(Cp)进行计算：
Cp＝Mp×100％/Mm
其中，Mp为所得聚合物的质量；Mm为所加单体的总质量。
共聚物微球的形态以及尺寸采用扫描电子显微SEM进行观察与测量；
共聚物的红外光谱图采用FI-IR进行测试；
共聚物中各结构单元的含量采用1H NMR进行测试，测试方法为通过1H NMR中对应结构单元中的特征氢对应峰面积的比例测算出各个结构单元的含量；
透光率和雾度按照GB/T2410进行测试，样品厚度2mm；
热变形温度按照GB/T 1 634.1-2004标准测试；
阻燃标准按照ANSI/UL94-1985测试，样条厚度3.2mm；
共聚单体I，具有式(5)所示结构，购自百灵威科技有限公司；
共聚单体II，具有式(6)所示的结构，购自百灵威科技有限公司；
共聚单体III，具有式(7)所示的结构，购自百灵威科技有限公司；
共聚单体IV，具有式(8)所示的结构，购自百灵威科技有限公司；
PP-1：聚丙烯M250E采购自上海石化，熔融指数为2.6g/10min；
PP-2：聚丙烯M800E采购自上海石化，熔融指数8.0g/10min；
PP-3：聚丙烯M60ET采购自镇海炼化，熔融指数60g/10min；
协同光扩散剂B1：有机硅树脂，采购自道康宁30-424(粒径2-3微米)；
协同光扩散剂B2：聚甲基丙烯酸甲酯微球，购自综研化学MTR-16H(粒径16微米)；
阻燃剂1：多聚磷酸铵；
阻燃剂2：三聚氰胺多聚磷酸盐；
抗氧剂1：抗氧剂168；
抗氧剂2：抗氧剂1010；
实施例以及对比例所用其它试剂均为市售。
制备例1-5用于制备马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球。
制备例1
将10g共聚单体I、1g偶氮二异丁腈、5.9g共聚单体IV、2.15g共聚单体II、2.6g共聚单体III和87.8g乙酸异戊酯加入500mL三口烧瓶中，物料混合均匀后，通氮气20分钟，将三口烧瓶移入70℃水浴中，反应5h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到聚合物微球A1 14.57g，对应聚合物收率71.2％。聚合物微球的粒径为1.2微米。
将聚合物微球A1进行1H NMR测定，测得基于聚合物中各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为48％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为15％，式(3)结构单元的摩尔含量为15％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为32％，结果如表1所示。
由图1可知，1786cm-1、1890cm-1为酐基的特征吸收峰，1250cm-1为C-O键的吸收峰，而709cm-1为C-O的苯基官能团的吸收峰，基于此，可以确定聚合物为马来酸酐-醋酸乙烯酯-α-甲基苯乙烯-苯乙烯的共聚物。
图2为共聚物微球的SEM图，从图中可以看出，共聚物微球的颗粒均匀，且颗粒表面洁净未被污染。
制备例2
将9.6g共聚单体I、0.8g偶氮二异丁腈、7.08g共聚单体IV、1.72g共聚单体II、2.08g共聚单体III和88g丁酸丁酯加入500mL三口烧瓶中，物料混合均匀后，通氮气20分钟，将三口烧瓶移入60℃水浴中，反应24h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到聚合物微球A2 14.63g，对应聚合物收率70.7％。聚合物微球的粒径为1.5微米。
将聚合物微球A2进行1H NMR测定，测得基于聚合物中各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为50％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为15％，式(3)结构单元的摩尔含量为15％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为20％，结果如表1所示。
制备例3
将10.2g共聚单体I、偶氮二异丁腈0.2g、8.26g共聚单体IV、2.58g共聚单体II、3.12g共聚单体III和苯甲酸丁酯87.8g加入500mL三口烧瓶中，物料混合均匀后，通氮气20分钟，将三口烧瓶移入90℃水浴中，反应3h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到聚合物微球A3 16.36g，对应聚合物收率68.9％。聚合物微球的粒径为1.5微米。
将聚合物微球A3进行1H NMR测定，测得基于聚合物中各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为47％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为10％，式(3)结构单元的摩尔含量为15％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为28％，结果如表1所示。
制备例4
将9.8g共聚单体I、偶氮二异丁腈0.89g、9.44g共聚单体IV、1.72g共聚单体II、2.08g共聚单体III和异戊酸异戊酯87.8g加入500mL三口烧瓶中，物料混合均匀后，通氮气20分钟，将三口烧瓶移入70℃水浴中，反应5h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到聚合物微球A4 12.66g，对应聚合物收率54.9％。聚合物微球尺寸为1.3微米。
将聚合物微球A4进行1H NMR测定，测得基于聚合物中各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为48％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为10％，式(3)结构单元的摩尔含量为10％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为32％，结果如表1所示。
制备例5
将2.45g共聚单体I、0.2g偶氮二异丁腈、1.48g共聚单体IV、0.53g共聚单体II、0.65g共聚单体III和87.8g乙酸异戊酯加入500mL三口烧瓶中，物料混合均匀后，通氮气20分钟，将三口烧瓶移入70℃水浴中，反应5h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到聚合物微球A5 3g，对应聚合物收率50％。聚合物微球的粒径为0.4微米。
将聚合物微球A5进行1H NMR测定，测得基于聚合物中各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为48％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为15％，式(3)结构单元的摩尔含量为15％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为32％，结果如表1所示。
表1
共聚物微球 马来酸酐％ 醋酸乙烯酯％ 苯乙烯％ α-甲基苯乙烯％ 粒径/μm
A1 48 15 15 32 1.2
A2 50 15 15 20 1.5
A3 47 10 15 28 1.5
A4 48 10 10 32 1.3
A5 48 15 15 32 0.4
实施例1-22以及对比例1-9
按照表2所列出的阻燃光扩散聚丙烯组合物中各组分的种类以及用量，将聚丙烯、共聚物微球、有机硅树脂微球、抗氧剂和阻燃剂通过高速搅拌机混合均匀。随后将物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混并造粒，制备得到耐热光扩散聚丙烯组合物，螺杆加工温度范围为185-215℃。将造粒所得材料按标准注射成测试样品进行测试，测试结果见表3。
表2(克)
Figure BDA0002740820480000151
Figure BDA0002740820480000161
表3
Figure BDA0002740820480000162
Figure BDA0002740820480000171
由表1和表2可知，相对于对比例1-9，本发明实施例1-22所提供包含马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球、协同光扩散剂和阻燃剂的聚丙烯组合物具有高的透光率以及雾度，即组合物具有较好的光扩散性能，并且组合物具有良好的阻燃性以及高的热变形温度。本发明通过对聚丙烯组合物中各组分的种类以及用量的调控，实现了聚丙烯组合物的光扩散性能、阻燃性以及热变形性能之间的平衡，使得获得的聚丙烯组合物具有优异的综合性能。
具体的，单独含有马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球的对比例3所提供的聚丙烯组合物的雾度、热变形温度以及阻燃性均显著降低；而单独含有协同光扩散剂的对比例2和对比例8所提用的聚丙烯组合物的热变形温度和阻燃性均显著降低；而单独含有阻燃剂的对比例4所提用的聚丙烯组合物的热变形温度以及雾度显著降低。而马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球的用量过大的对比例6中，得到的聚丙烯组合物的透光率显著降低。而马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球的用量过小的对比例5中，得到的聚丙烯组合物的热变形温度降低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种阻燃光扩散聚丙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括100重量份的聚丙烯、0.1-10重量份的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球、0.01-2重量份的协同光扩散剂和1-10重量份的阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物，其中，所述组合物包括100重量份的聚丙烯、0.5-10重量份的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球、0.05-1重量份的协同光扩散剂和1-8重量份的阻燃剂；
优选地，所述组合物包括100重量份的聚丙烯、0.5-5重量份的马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球、0.1-0.5重量份的协同光扩散剂和2-5重量份的阻燃剂。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物，其中，所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球包含式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元、式(3)所示的结构单元和式(4)所示的结构单元；
Figure FDA0002740820470000011
基于共聚物各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为47-50％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为10-15％，式(3)结构单元的摩尔含量为10-15％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为18-32％；
优选地，基于聚合物各结构单元的总摩尔量，所述式(1)所示结构单元的摩尔含量为48-50％，式(2)所述结构单元的摩尔含量为10-15％，式(3)结构单元的摩尔含量为10-15％；式(4)所述结构单元的摩尔含量为18-30％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物，其中，所述马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球的粒径为0.4-2.5微米，优选为0.4-1.5微米；
优选地，所述协同光扩散剂的粒径为1.5-20微米，优选为1.5-16微米。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物，其中，所述协同光扩散剂选自有机硅树脂微球和/或聚甲基丙烯酸甲酯微球；
优选地，所述阻燃剂选自多聚磷酸铵和/或三聚氰胺多磷酸盐。
6.根据权利要求5所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物，其中，所述阻燃剂为多聚磷酸铵和三聚氰胺多磷酸盐；
优选地，所述多聚磷酸铵和所述三聚氰胺多磷酸盐的质量比为7：3-3：7。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯为聚丙烯共聚物，优选为丙烯与α-烯烃经共聚得到的无规共聚聚丙烯，
优选地，所述聚丙烯在230℃和2.16kg载荷下的熔融指数为2.5-60g/10min。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物，其中，所述组合物还包括0.1-1重量份的抗氧剂，优选还包括0.1-0.6重量份的抗氧剂；
优选地，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫脂类抗氧剂中的至少一种。
9.一种阻燃光扩散聚丙烯，其特征在于，所述阻燃光扩散聚丙烯由权利要求1-8中任意一项所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物制得。
10.根据权利要求9所述的阻燃光扩散聚丙烯，其中，所述光扩散聚丙烯的热变形温度为T2，所述聚丙烯的热变形温度为T1，T2-T1≥1℃；在厚度为2mm的条件下，所述阻燃光扩散聚丙烯的透光率大于70％，雾度大于80％，UL94测试为V2级以上；
优选地，T2-T1≥1.5℃，在厚度为2mm的条件下，所述阻燃光扩散聚丙烯的透光率大于72％，雾度大于85％，UL94测试为V2级以上；
更优选地，T2-T1≥2℃，在厚度为2mm的条件下，所述阻燃光扩散聚丙烯的透光率大于75％，雾度大于85％，UL94测试为V2级以上。
11.一种权利要求9或10所述的阻燃光扩散聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将权利要求1-8中任意一项所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物混合均匀后，经熔融共混而制得。
12.权利要求1-8中任意一项所述的阻燃光扩散聚丙烯组合物或权利要求9或10所述的阻燃光扩散聚丙烯在照明体，优选为LED灯中的应用。
CN202011149808.8A 2020-10-23 2020-10-23 阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用 Active CN114479262B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011149808.8A CN114479262B (zh) 2020-10-23 2020-10-23 阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011149808.8A CN114479262B (zh) 2020-10-23 2020-10-23 阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114479262A true CN114479262A (zh) 2022-05-13
CN114479262B CN114479262B (zh) 2023-02-28

Family

ID=81471453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011149808.8A Active CN114479262B (zh) 2020-10-23 2020-10-23 阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114479262B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103554325A (zh) * 2013-10-28 2014-02-05 北京化工大学 一种功能性中空聚合物微球的制备方法
CN107417840A (zh) * 2017-08-04 2017-12-01 北京化工大学 一种多元共聚物微纳米粒子及其制备方法
CN109422961A (zh) * 2018-09-11 2019-03-05 上海日之升科技有限公司 一种led用阻燃光扩散聚丙烯复合材料及其制件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103554325A (zh) * 2013-10-28 2014-02-05 北京化工大学 一种功能性中空聚合物微球的制备方法
CN107417840A (zh) * 2017-08-04 2017-12-01 北京化工大学 一种多元共聚物微纳米粒子及其制备方法
CN109422961A (zh) * 2018-09-11 2019-03-05 上海日之升科技有限公司 一种led用阻燃光扩散聚丙烯复合材料及其制件

Also Published As

Publication number Publication date
CN114479262B (zh) 2023-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0269324B1 (en) Particulate polymer composition, a method of making particulate polymer compositions, and light-scattering thermoplastic polymer compositions containing the particulate polymers
DE69419986T2 (de) Lichtstreuende Zusammensetzung
JP5065923B2 (ja) 光散乱組成物
CA1339474C (en) Thermoplastic and thermoset polymer compositions
US5346954A (en) Thermoplastic and thermoset polymer compositions
US11156746B2 (en) Light diffusing polymer composition, method of producing the same, and articles made therefrom
CN109422961B (zh) 一种led用阻燃光扩散聚丙烯复合材料及其制件
EP2978813A1 (en) Translucent polyolefin film for packaging applications
CN114479262B (zh) 阻燃光扩散聚丙烯组合物及其应用、阻燃光扩散聚丙烯及其制备方法与应用
WO2019149799A1 (en) Light scattering polymeric composition with improved scattering efficiency and improved mechanical properties
CN114479260B (zh) 耐热光扩散聚丙烯组合物及其应用、耐热光扩散聚丙烯及其制备方法与应用
JP2019523326A (ja) 粒子を含む（メタ）アクリル組成物、その調製方法、及びそのマスターバッチとしての使用
CN114479261B (zh) 光扩散聚丙烯组合物和光扩散聚丙烯及其应用
JP6809496B2 (ja) （メタ）アクリル樹脂組成物、樹脂成形体、照明灯カバー及び照明看板
CN111849063B (zh) 阻燃光扩散聚丙烯组合物和阻燃光扩散聚丙烯
KR20010024953A (ko) 메타크릴계 수지용 개질제
KR20010065708A (ko) 광반사율이 우수한 폴리카보네이트계 수지 조성물
JPH11140265A (ja) メタクリル系樹脂組成物
JPH05125247A (ja) 帯電防止性メタクリル系樹脂組成物
KR20140144087A (ko) (메타)아크릴계 미립자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물
KR960007768B1 (ko) 열가소성 또는 열경화성 중합체 조성물
JPH0649293A (ja) 熱可塑性樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant