CN115322485A - 一种无卤阻燃聚丙烯材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于树脂加工技术领域，具体公开了一种无卤阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份原料：50‑70份PP原料；20‑30份复合阻燃剂；5‑15份协效剂；2‑5份增韧剂；2‑5份其他助剂；其中，复合阻燃剂由聚磷酸铵、硅烷偶联剂、三聚氰胺氰尿酸盐以及自制成碳剂混合而成，本发明先将APP聚磷酸铵投入高速混料机加入硅烷偶联剂溶液进行包覆活化预处理，再加入MCA三聚氰胺氰尿酸盐/自制成碳剂高速混合均匀，处理后的阻燃剂与PP原料能够更好的相容，进一步提高PP制品的阻燃效果和稳定性，解决了无卤阻燃PP阻燃性能不稳定的缺陷，且综合性能优异，阻燃性达到UL94‑V0级，阻燃剂经过表面活化处理后，不会出现“粘模”，注塑生产中无阻燃剂析出和白点现象。
Description
技术领域
本发明涉及树脂加工技术领域，具体为一种无卤阻燃聚丙烯材料及其制造方法。
背景技术
聚丙烯简称PP，是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质，是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料，因其具有耐化学性、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，便其迅速在机械、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。
现有无卤阻燃PP阻燃性能不稳定，综合性能差，在注塑过程中易“粘模”，产品有阻燃剂析出和白点现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无卤阻燃聚丙烯材料及其制造方法，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无卤阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份原料：
PP原料： 50-70份；
复合阻燃剂： 20-30份；
协效剂： 5-15份；
增韧剂： 2-5份；
其他助剂： 2-5份；
其中，复合阻燃剂由聚磷酸铵、硅烷偶联剂、三聚氰胺氰尿酸盐以及自制成碳剂混合而成。
进一步的改进在于：聚磷酸铵、硅烷偶联剂、三聚氰胺氰尿酸盐以及自制成碳剂的比例为：（5.2-6.0）：（0.5-0.7）：（2.1-2.8）：1。
进一步的改进在于：所述协效剂为十溴二苯乙烷或三氧化二锑或硼酸锌中的一种。
进一步的改进在于：所述增韧剂为ABS、SBS、MBS中的一种。
进一步的改进在于：所述其他助剂包括乳化剂和协同剂，所述乳化剂与协同剂的比例为（3-3.5）:1。
进一步的改进在于：所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚中的至少一种。
进一步的改进在于：所述协同剂为脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯和多元醇酯中的至少一种。
本发明还公开了一种无卤阻燃聚丙烯材料的制造方法，包括以下步骤：
步骤1：将聚磷酸铵、硅烷偶联剂、三聚氰胺氰尿酸盐以及自制成碳剂按比例投入到高速混合器中高速混合至完全；
步骤2：将步骤1制得的混合物、PP原料、协效剂、增韧剂以及其他助剂依次加入到低速混合器中低速混合至完全；
步骤3：将步骤2混合好的物料通过双螺杆挤出机中，在物料熔融之后，挤出造粒。
进一步的改进在于：所述步骤1中高速混合器的转速为2000-2500rad/s，混合温度为60-80℃。
进一步的改进在于：所述步骤2中低速混合器的转速为800-1000rad/s，混合温度为50-60℃。
本工艺要求严格控制挤出温度和主机转速，挤出温度在220-250℃，以防无卤阻燃剂的分解，每8小时抽检一次产品性能。
其中，协效剂用于整个阻燃配伍体系中起到，协调物理性能，提高阻燃效果的配合作用。
在乳化剂和协同剂的作用下，使得物料之间充分融合，物料溶解更加充分。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明先将APP聚磷酸铵投入高速混料机加入硅烷偶联剂溶液进行包覆活化预处理，再加入MCA三聚氰胺氰尿酸盐/自制成碳剂高速混合均匀，处理后的阻燃剂与PP原料能够更好的相容，进一步提高PP制品的阻燃效果和稳定性，解决了无卤阻燃PP阻燃性能不稳定的缺陷，且综合性能优异，阻燃性达到UL94-V0级，阻燃剂经过表面活化处理后，不会出现“粘模”，注塑生产中无阻燃剂析出和白点现象。
附图说明
图1为本发明制造方法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
实施例1的制备方法如下:
步骤1：将5.2份聚磷酸铵、0.5份硅烷偶联剂、2.1份三聚氰胺氰尿酸盐以及1份自制成碳剂按比例投入到高速混合器中高速混合至完全，其中，高速混合器的转速为2000rad/s，混合温度为60℃；
步骤2：将步骤1制得的20份混合物、50份PP原料、 5份十溴二苯乙烷、2份ABS以及2份其他助剂依次加入到低速混合器中低速混合至完全，其他助剂包括十二烷基苯磺酸钠与脂肪族二元酸酯的比例为3:1，低速混合器的转速为800rad/s，混合温度为50℃；
步骤3：将步骤2混合好的物料通过双螺杆挤出机中，在物料熔融之后，挤出造粒得到实施例1。
实施例2
实施例2的制备方法如下:
步骤1：将6.0份聚磷酸铵、0.7份硅烷偶联剂、2.8份三聚氰胺氰尿酸盐以及1份自制成碳剂按比例投入到高速混合器中高速混合至完全，其中，高速混合器的转速为2500rad/s，混合温度为80℃；
步骤2：将步骤1制得的30份混合物、70份PP原料、 15份三氧化二锑、5份SBS以及2-5份其他助剂依次加入到低速混合器中低速混合至完全，其中其他助剂包括十二烷基硫酸钠与脂肪酸酯的比例为3.5:1，低速混合器的转速为1000rad/s，混合温度为60℃；
步骤3：将步骤2混合好的物料通过双螺杆挤出机中，在物料熔融之后，挤出造粒得到实施例2。
实施例3
实施例3的制备方法如下:
步骤1：将5.5份聚磷酸铵、0.6份硅烷偶联剂、2.5份三聚氰胺氰尿酸盐以及1份自制成碳剂按比例投入到高速混合器中高速混合至完全，其中，高速混合器的转速为2400rad/s，混合温度为70℃；
步骤2：将步骤1制得的25份混合物、60份PP原料、 10份硼酸锌、3份MBS以及3份其他助剂依次加入到低速混合器中低速混合至完全，其中，其他助剂包括烷基聚氧乙烯醚与多元醇酯的比例为3.2:1，低速混合器的转速为900rad/s，混合温度为55℃；
步骤3：将步骤2混合好的物料通过双螺杆挤出机中，在物料熔融之后，挤出造粒得到实施例3。
实施例4
实施例4的制备方法如下:
步骤1：将5.5份聚磷酸铵、0.7份硅烷偶联剂、2.5份三聚氰胺氰尿酸盐以及1份自制成碳剂按比例投入到高速混合器中高速混合至完全，其中，高速混合器的转速为2400rad/s，混合温度为65℃；
步骤2：将步骤1制得的20份混合物、55份PP原料、 5份三氧化二锑、5份ABS以及3份其他助剂依次加入到低速混合器中低速混合至完全，其他助剂包括十二烷基苯磺酸钠与脂肪族二元酸酯的比例为3:1，低速混合器的转速为850rad/s，混合温度为52℃；
步骤3：将步骤2混合好的物料通过双螺杆挤出机中，在物料熔融之后，挤出造粒得到实施例4。
对比例1-4
对比例1与实施例4的区别在于：对比例中缺少5.5份聚磷酸铵。
对比例2与实施例4的区别在于：对比例中缺少0.7份硅烷偶联剂。
对比例3与实施例4的区别在于：对比例中缺少2.5份三聚氰胺氰尿酸盐。
对比例4与实施例4的区别在于：对比例中缺少1份自制成碳剂。
其中，上述实施例以及对比例中自制成碳剂采用的是一种现有的制剂，以三聚氰氯、二乙醇胺和乙二胺为原料制得。
将上述制得的实施例1-4和对比例1-4在相同条件下做性能测试，得表一：
| 样品 | 拉伸强度（MPa） | 弯曲强度（MPa） | 缺口冲击强度（J/m） | 阻燃UL-94 |
| 实施例1 | 68 | 75 | 175 | V0 |
| 实施例2 | 70 | 80 | 172 | V0 |
| 实施例3 | 62 | 76 | 182 | V0 |
| 实施例4 | 71 | 70 | 176 | V0 |
| 对比例1 | 48 | 60 | 142 | V1 |
| 对比例2 | 42 | 55 | 132 | V2 |
| 对比例3 | 50 | 57 | 138 | V1 |
| 对比例4 | 52 | 50 | 129 | V2 |
由上表可知，本发明提供的无卤阻燃聚丙烯材料综合性能优异，阻燃性达到UL94-V0级，阻燃剂经过表面活化处理后，不会出现“粘模”，注塑生产中无阻燃剂析出和白点现象。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (10)
1.一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份原料：
PP原料： 50-70份；
复合阻燃剂： 20-30份；
协效剂： 5-15份；
增韧剂： 2-5份；
其他助剂： 2-5份；
其中，复合阻燃剂由聚磷酸铵、硅烷偶联剂、三聚氰胺氰尿酸盐以及自制成碳剂混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，聚磷酸铵、硅烷偶联剂、三聚氰胺氰尿酸盐以及自制成碳剂的比例为：（5.2-6.0）：（0.5-0.7）：（2.1-2.8）：1。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述协效剂为十溴二苯乙烷或三氧化二锑或硼酸锌中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述增韧剂为ABS、SBS、MBS中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述其他助剂包括乳化剂和协同剂，所述乳化剂与协同剂的比例为（3-3.5）:1。
6.根据权利要求5所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述协同剂为脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯和多元醇酯中的至少一种。
8.如权利要求1-7任一所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将聚磷酸铵、硅烷偶联剂、三聚氰胺氰尿酸盐以及自制成碳剂按比例投入到高速混合器中高速混合至完全；
步骤2：将步骤1制得的混合物、PP原料、协效剂、增韧剂以及其他助剂依次加入到低速混合器中低速混合至完全；
步骤3：将步骤2混合好的物料通过双螺杆挤出机中，在物料熔融之后，挤出造粒。
9.如权利要求8所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料的制造方法，其特征在于，所述步骤1中高速混合器的转速为2000-2500rad/s，混合温度为60-80℃。
10.如权利要求8所述的一种无卤阻燃聚丙烯材料的制造方法，其特征在于，所述步骤2中低速混合器的转速为800-1000rad/s，混合温度为50-60℃。
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| CN202211119693.7A CN115322485A (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种无卤阻燃聚丙烯材料及其制造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2014085878A1 (pt) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Braskem S.A. | Método de compatibilização de blendas de polipropileno, blenda de polipropileno e seu uso, produto e agente iniciador de compatibilização de blenda de polipropileno |
| CN104650441A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-05-27 | 四川大学 | 一种可陶瓷化阻燃高分子复合材料及应用 |
| CN105419106A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-03-23 | 深圳职业技术学院 | 一种无卤阻燃树脂及其制备方法 |
| CN107880473A (zh) * | 2016-09-30 | 2018-04-06 | 美的集团股份有限公司 | 一种抗静电易清洁材料及其制备方法 |
| CN110964256A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-07 | 重庆科聚孚工程塑料有限责任公司 | 一种高效无卤膨胀型阻燃玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (5)
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