CN116102842B - 一种可激光镭雕和v-0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种可激光镭雕和v-0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116102842B CN116102842B CN202211709390.0A CN202211709390A CN116102842B CN 116102842 B CN116102842 B CN 116102842B CN 202211709390 A CN202211709390 A CN 202211709390A CN 116102842 B CN116102842 B CN 116102842B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- polypropylene composite
- flame retardant
- antioxidant
- laser
- 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.)
- Active
Links
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 75
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 74
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 41
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 58
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 229920000734 polysilsesquioxane polymer Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N distearyl thiodipropionate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCCCC PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 4
- LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 claims description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000006038 hexenyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 2
- 229940037312 stearamide Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012856 weighed raw material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 claims 1
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 20
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 abstract description 18
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005034 decoration Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- VNQNXQYZMPJLQX-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris[(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)methyl]-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical group CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CN2C(N(CC=3C=C(C(O)=C(C=3)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C(=O)N(CC=3C=C(C(O)=C(C=3)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C2=O)=O)=C1 VNQNXQYZMPJLQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VKJLYEDTHCTCOH-UHFFFAOYSA-N 3-(3-octadecoxy-3-oxopropyl)sulfanylpropanoic acid Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(O)=O VKJLYEDTHCTCOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003854 Surface Print Methods 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical group OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 150000007970 thio esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
-
- 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
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
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
本发明公开了一种可激光镭雕和V‑0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，这种聚丙烯复合材料由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯55～98，无机填料0～30，改性云母0.5～5，笼形聚倍半硅氧烷0.5～3，偶联剂0.2～2，分散剂0.2～2，抗氧剂0.1～1，其它助剂0.5～2。本发明通过共沉淀法将Sb/SnO2包覆在微米级云母片层表面，与纳米级笼形聚倍半硅氧烷一起复配填充聚丙烯复合材料，所得聚丙烯复合材料可实现优异的激光镭雕效果，同时具有较好的阻燃性能和耐热氧老化性能，阻燃等级可以达到UL94V‑0级，综合机械性能优异，适用于家用电器、电子元器件以及汽车内外饰等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，是一种工艺简单、综合性能好的聚丙烯复合材料，主要应用于家用电器、电子元器件及汽车内外饰等，属于聚合物改性和加工技术领域。
背景技术
随着信息水平和科学技术的不断发展，传统的在塑料制品表面印刷标记的技术如丝网印刷、转移印刷、烫金等由于印刷效率低，制品在贮存和转运过程中容易因摩擦磨损导致标记磨损或消退，应用的局限性越来越突出；而随着人们对环保的日益重视，新的激光镭雕技术正逐步取代传统的表面印刷技术。激光镭雕，也叫激光打标或激光雕刻，是利用高能量的连续激光束作用在塑料制品的表面，使表层物质瞬间蒸发、通过高能量激光使表层物质发生物理化学变化、或是通过光能产生大量的热使塑料表层物质被烧掉，显出所需刻蚀的图案或文字，具有高速运作自动化，无接触标记，无污染，生产成本低等优势。
聚丙烯因具有较好的加工性能和优异的力学、物理、化学性能，同时质轻价廉，广泛应用于汽车内外饰、家用电器及电子元器件等行业，是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。在家用电器及汽车内外饰等领域，由于涉及到后道加工工序，因此制品表面或背部往往需要雕刻信息进行后道工序的识别或追溯，而聚丙烯材料由于吸热后表面出现熔化，导致雕刻信息模糊或者清晰度不够；此外，由于聚丙烯为碳氢类高分子材料，易燃且燃烧时伴随着熔滴现象，容易引起火灾，使其在实际应用中受到一定的限制。因此如何使得聚丙烯实现良好的激光镭雕效果，并兼具优异的阻燃性能成为开发这类材料急需解决的问题。
有关聚丙烯材料激光镭雕的研究，已有一些专利报道。中国专利CN108485071A公开了一种镭雕聚丙烯改性材料及其制备方法，通过添加镭雕粉和镭雕助剂来改善复合材料的镭雕性能，但未公开镭雕粉和镭雕助剂的具体成分信息，同时无法解决聚丙烯材料易燃的缺点。中国专利CN109705458A公开了一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物及其制备方法，通过添加阻燃镭雕剂和镭雕协效剂来改善材料的镭雕性能和阻燃性能，但所得复合材料只能实现V-2级阻燃等级。中国专利CN107345029A公开了一种镭雕母粒、可激光打标高流动高亮黑聚丙烯组合物及其制备方法，通过光敏剂和无机氧化物混合使用来提升制品激光打标后的清晰度和打标字体的白度，但复合材料的阻燃性能并未涉及。
发明内容
本发明的目的是提供一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决现有技术的上述问题。
为了使聚丙烯复合材料能够实现较好的激光镭雕效果，并解决复合材料阻燃性差的问题，本发明的技术方案是在聚丙烯材料的基础配方中加入表面包覆Sb/SnO2的微米级云母粉和纳米级烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷，通过硅烷偶联剂的桥接作用，形成化学键合力，使得纳米级烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷包覆在经过Sb/SnO2包覆的微米级云母周围，形成三层“核壳”结构，在挤出共混过程中，“核壳”结构能够较好的分散在聚丙烯基体中。同时，在高能量激光束作用下，Sb/SnO2体系能够将吸收的光能转化为热能，使得制品表面被烧蚀而达到打标的效果，同时烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷在高温作用下具有成碳效应，能在烧蚀面形成一层致密的陶瓷型碳层，达到抑制燃烧的效果，在实现较好激光镭雕效果的同时，实现协同阻燃效应。同时还意外发现，复合材料的耐热氧老化性能得到明显的提升。
一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，按以下重量百分比计的原料配制成：
本发明所适用的聚丙烯复合材料体系中，
所述的共聚聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下，熔体流动速率为40～60g/10min。
所述的共聚聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，共聚单体为乙烯，乙烯单体重复单元摩尔含量为5～10％。
所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石和蒙脱土中的一种或两种及以上的组合物。
所述的改性云母为通过共沉淀法制备得到的表面包覆Sb/SnO2的微米级云母粉，粒径范围为5～20μm；
所述的笼形聚倍半硅氧烷为烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷，是一种纳米结构杂化体系，其粒径范围为1～50nm。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
所述的分散剂为己烯基双硬脂酰胺
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂；辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
所述的主抗氧剂为3114、1010中的一种或两种混合；辅抗氧剂为618、168和DSTP中的一种或多种混合。
所述的其他添加剂为各种颜色添加剂、光稳定剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。
上述可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)按上述重量配比称取原料；
(2)将上述称量好的原料置于高速混合器中混合3～5分钟，从螺杆尾部喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒。其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区200～210℃，四区205～215℃；螺杆转速为500-1000r/min；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa，排气真空度达到5～20kPa。
本发明的优点是：
1、本发明使用共沉淀法制备表面包覆Sb/SnO2的改性云母，通过硅烷偶联剂将包覆后的微米级云母和纳米级烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷进行桥接，形成化学键合力，形成三层“核壳”结构，在挤出共混过程中，此“核壳”结构能够较好的分散在聚丙烯基体中，在实现较好激光镭雕效果的同时，实现协同阻燃效应。
2、本发明利用表面包覆Sb/SnO2的改性云母和烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷进行复配，在高能量激光束作用下，Sb/SnO2能够将吸收的光能转化为热能，使得制品表面被烧蚀而达到打标的效果，同时烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷在高温作用下具有成碳效应，能在制品表面形成一层致密的陶瓷型碳层，达到抑制燃烧的效果，使得制品打标清晰而不至于被严重烧蚀。
3、本发明复合体系具有优异的阻燃性能，阻燃等级能达到UL94 V-0级。
4、本发明还发现引入表面包覆Sb/SnO2的改性云母和烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷后，复合材料体系具有优异的耐热氧老化性能。
5、本发明提出的可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料的制备工艺简单、激光镭雕效率高，不良率低。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例的方式对本发明作进一步的详细说明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括72.7％共聚聚丙烯、20％无机填料、1％改性云母、2％笼形聚倍半硅氧烷、1％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
实施例2
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括71.7％共聚聚丙烯、20％无机填料、2％改性云母、2％笼形聚倍半硅氧烷、1％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
实施例3
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括70.2％共聚聚丙烯、20％无机填料、3％改性云母、2％笼形聚倍半硅氧烷、1.5％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
实施例4
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括72.7％共聚聚丙烯、20％无机填料、2％改性云母、1％笼形聚倍半硅氧烷、1％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
实施例5
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括70.2％共聚聚丙烯、20％无机填料、2％改性云母、3％笼形聚倍半硅氧烷、1.5％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
实施例6
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括60％共聚聚丙烯、30％无机填料、3％改性云母、2％笼形聚倍半硅氧烷、1.5％偶联剂、1％分散剂、0.5％抗氧剂(包含0.2％抗氧剂3114、0.2％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
实施例7
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括59％共聚聚丙烯、30％无机填料、3％改性云母、3％笼形聚倍半硅氧烷、1.5％偶联剂、1％分散剂、0.5％抗氧剂(包含0.2％抗氧剂3114、0.2％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
实施例8
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括58％共聚聚丙烯、30％无机填料、4％改性云母、3％笼形聚倍半硅氧烷、1.5％偶联剂、1％分散剂、0.5％抗氧剂(包含0.2％抗氧剂3114、0.2％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
对比例1
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括73.7％共聚聚丙烯、20％无机填料、2％改性云母、1％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
对比例2
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括73.7％共聚聚丙烯、20％无机填料、2％笼形聚倍半硅氧烷、1％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
对比例3
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括75.7％共聚聚丙烯、20％无机填料、1％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，以及2％其它助剂。
对比例4
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括73.7％共聚聚丙烯、20％无机填料、1％偶联剂、1％分散剂、0.3％抗氧剂(包含0.1％抗氧剂3114、0.1％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，2％其它助剂，以及2％镭雕助剂。
对比例5
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括62％共聚聚丙烯、30％无机填料、1.5％偶联剂、1％分散剂、0.5％抗氧剂(包含0.2％抗氧剂3114、0.2％抗氧剂168和0.1％抗氧剂DSTP)，2％其它助剂，以及2％镭雕助剂。
表1实施例1-8及对比例1-5材料配方表(重量％)
在上述实施例及对比例复合材料配方中，所述的共聚聚丙烯为埃克森美孚公司产的共聚聚丙烯，商品牌号为PP7555KNE2，熔体流动速率为50g/10min。所述的无机填料为滑石粉，目数为1250目，其平均粒径为10μm，市售。所述的改性云母为通过共沉淀法制备得到的表面包覆Sb/SnO2的微米级云母粉，粒径范围为10～20μm。所述的笼形聚倍半硅氧烷为烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷，其平均粒径为25nm，分子量在50000～80000之间，市售。所述的偶联剂为美国Dow Corning公司产的硅烷偶联剂，商品牌号为Z-6011。所述的抗氧剂中主抗氧剂为BASF公司产的3114，商品牌号为Irganox3114，化学名称为3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯；辅抗氧剂为BASF公司产的168，商品牌号为Irgafos 168，化学名称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，以及英国ICE公司产的DSTP，商品牌号为Negonox DSTP，化学名称为硫代二丙酸十八酯。所述的其它助剂包括各种颜色添加剂、光稳定剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。所述的镭雕助剂商品牌号为镭雕助剂8733，市售。
上述实施例和对比例中称量好的各组分原料置于高速混合器中混合3～5分钟，从螺杆尾部喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒。其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区200～210℃，四区205～215℃；螺杆转速为500-1000r/min；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa，排气真空度达到5～20kPa。
将按上述方法制备的粒子材料，在90～100℃的鼓风烘箱中干燥2～3小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样，并进行性能测试。
性能评价方式：
拉伸性能：按ISO 527-2标准进行，试样尺寸为170×10×4mm，拉伸速度为50mm/min；
弯曲性能：按ISO 178标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；
缺口冲击性能：按ISO 179-1标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，V型缺口，缺口深度为试样厚度的三分之一，测试温度为23℃；
激光镭雕效果评价：注塑150×100×3.2mm的样板，采用激光波长1064nm，功率50W的激光雕刻设备对样板进行镭雕；镭雕效果根据镭雕后的清晰程度从模糊到清晰分为A、B、C、D、E五个等级，通过目视进行评判。
阻燃性能：根据UL94标准测试材料的阻燃等级，阻燃等级分为；HB、V-2、V-1、V-0，其中V-0为最高阻燃等级。
热氧老化性能：注塑150×100×3.2mm的样板，在150℃热氧老化烘箱中进行高温老化试验，根据样板出现脆化或粉化的时间作为评判材料耐热氧老化性能的指标。
本发明实施例1～8和对比例1～5聚丙烯复合材料的性能检测结果分别见表2。
表2实施例1-8及对比例1-5材料性能表
从实施例1-5和对比例1-3的对比，以及实施例6-8的对比可以看出，改性云母和笼形聚倍半硅氧烷的加入，复合材料体系的激光镭雕效果有较明显的提升，且随着改性云母和笼形聚倍半硅氧烷含量的增加，复合体系的激光镭雕效果进一步提升，且相较于单一添加改性云母或者笼形聚倍半硅氧烷，二者同时加入后复合材料激光镭雕效果达到最佳；同时，改性云母和笼形聚倍半硅氧烷加入后，复合材料的阻燃性能大幅提升，阻燃等级达到UL94 V-0级，同时还意外发现复合材料的耐热氧老化性能出现明显提升。从实施例1-5和对比例4的对比，以及实施例6-8和对比例5的对比可以看出，改性云母和笼形聚倍半硅氧烷加入后的激光镭雕效果优于市面现有产品，且同时能大幅提升复合材料的阻燃性能和耐热氧老化性能，阻燃等级能达到UL94 V-0级。通过实施例和对比例的对比可以看出，改性云母和笼形聚倍半硅氧烷的加入，在一定程度上提升了复合材料的机械性能，能够较好的满足家用电器和汽车内外饰等对于材料性能的要求，具有良好的市场应用前景。
Claims (9)
1.一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：按以下重量百分比计的原料配制成：
共聚聚丙烯 55～98%，
无机填料 0～30%，
改性云母 0.5～5%，
笼形聚倍半硅氧烷 0.5～3%，
偶联剂 0.2～2%，
分散剂 0.2～2%，
抗氧剂 0.1～1%，
其它助剂 0.5～2%；
所述的改性云母为通过共沉淀法制备得到的表面包覆Sb/SnO2的微米级云母粉，粒径范围为5～20μm；所述的笼形聚倍半硅氧烷为烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷，是一种纳米结构杂化体系，其粒径范围为1～50nm。
2.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的共聚聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下，熔体流动速率为40～60g/10min。
3.根据权利要求2所述的一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述共聚聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，共聚单体为乙烯，乙烯单体重复单元摩尔含量为5～10%。
4.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石和蒙脱土中的一种或两种以上的组合物。
5.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的分散剂为己烯基双硬脂酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述的主抗氧剂为3114、1010中的一种或几种混合；辅抗氧剂为618、168和DSTP中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的其它助剂为各种颜色添加剂、光稳定剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂中的一种或多种。
9.权利要求1-8任意之一所述可激光镭雕和V-0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：其具体步骤如下：
（1）按上述重量配比称取原料；
（2）将上述称量好的原料置于高速混合器中混合3～5分钟，从螺杆尾部喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒；其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区200～210℃，四区205～215℃；螺杆转速为500-1000r/min；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa，排气真空度达到5~20kPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211709390.0A CN116102842B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种可激光镭雕和v-0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211709390.0A CN116102842B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种可激光镭雕和v-0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116102842A CN116102842A (zh) | 2023-05-12 |
| CN116102842B true CN116102842B (zh) | 2024-06-11 |
Family
ID=86262231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211709390.0A Active CN116102842B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种可激光镭雕和v-0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116102842B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101418091A (zh) * | 2007-10-26 | 2009-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种可激光标记的塑料及其制备方法 |
| CN102051028A (zh) * | 2009-10-27 | 2011-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种可激光标记的petg共聚聚酯组合物及制备方法 |
| CN103289365A (zh) * | 2012-03-01 | 2013-09-11 | 党晓容 | 可激光标记的聚酰胺组合物 |
| CN108485071A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-04 | 苏州晋圣博高分子材料科技有限公司 | 一种镭雕聚丙烯改性材料及其制备方法 |
| CN109438820A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-03-08 | 中广核高新核材科技（苏州）有限公司 | 长寿命辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 |
| CN109679216A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 重庆普利特新材料有限公司 | 一种高刚韧平衡性、抗应力发白、无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN109705458A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-05-03 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物及其制备方法 |
| CN111087690A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-01 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种具有电磁屏蔽效应和耐刮擦性能的阻燃级聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN112300555A (zh) * | 2019-07-29 | 2021-02-02 | 广州合成材料研究院有限公司 | 一种激光打标的阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用 |
| EP3967727A1 (en) * | 2019-05-09 | 2022-03-16 | Jiangsu Zhongtian Technology Co., Ltd. | High-efficient laser marking material and preparation method therefor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1262589C (zh) * | 2000-11-21 | 2006-07-05 | 泰科电子有限公司 | 激光标记使用的颜料和组合物 |
| GR1004403B (el) * | 2002-05-30 | 2003-12-19 | "����������", ���������� ����������������� | Υλικα λιθογραφιας με βαση πολυμερη που περιεχουν πολυεδρικες ολιγομερεις σιλεναμισοξανες |
-
2022
- 2022-12-29 CN CN202211709390.0A patent/CN116102842B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101418091A (zh) * | 2007-10-26 | 2009-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种可激光标记的塑料及其制备方法 |
| CN102051028A (zh) * | 2009-10-27 | 2011-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种可激光标记的petg共聚聚酯组合物及制备方法 |
| CN103289365A (zh) * | 2012-03-01 | 2013-09-11 | 党晓容 | 可激光标记的聚酰胺组合物 |
| CN108485071A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-04 | 苏州晋圣博高分子材料科技有限公司 | 一种镭雕聚丙烯改性材料及其制备方法 |
| CN109438820A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-03-08 | 中广核高新核材科技（苏州）有限公司 | 长寿命辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 |
| CN109705458A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-05-03 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物及其制备方法 |
| CN109679216A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 重庆普利特新材料有限公司 | 一种高刚韧平衡性、抗应力发白、无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| EP3967727A1 (en) * | 2019-05-09 | 2022-03-16 | Jiangsu Zhongtian Technology Co., Ltd. | High-efficient laser marking material and preparation method therefor |
| CN112300555A (zh) * | 2019-07-29 | 2021-02-02 | 广州合成材料研究院有限公司 | 一种激光打标的阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用 |
| CN111087690A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-01 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种具有电磁屏蔽效应和耐刮擦性能的阻燃级聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116102842A (zh) | 2023-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103108917B (zh) | 聚苯醚系树脂组合物及其成型品 | |
| DE10196733T5 (de) | Flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung, Verfahren zu Ihrer Herstellung und daraus hergestellte Gegenstände | |
| CN101469091A (zh) | 一种聚丙烯聚合物及其制备方法 | |
| CN112795183B (zh) | 一种高强度、低收缩、低析出环保阻燃聚酰胺组合物及其制备方法 | |
| CN112778741B (zh) | 一种阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法 | |
| CN111087690B (zh) | 一种具有电磁屏蔽效应和耐刮擦性能的阻燃级聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN111718577B (zh) | 可高清晰激光标识的深色无卤阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法 | |
| CN110256829B (zh) | 一种高流动聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用 | |
| CN105504798A (zh) | 玻纤增强尼龙复合材料 | |
| CN105504799A (zh) | 尼龙复合材料 | |
| CN114031844B (zh) | 连续长玻纤增强聚丙烯用无卤阻燃母粒及其制备方法 | |
| CN110791049B (zh) | 阻燃增强聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法 | |
| CN110669333A (zh) | 阻燃尼龙材料及其制备方法 | |
| CN1995123B (zh) | 一种聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN116102842B (zh) | 一种可激光镭雕和v-0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN110776729B (zh) | 阻燃聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法 | |
| CN109971058B (zh) | 一种阻燃聚乙烯材料及其制备方法 | |
| CN115895206A (zh) | 一种阻燃pet材料及其制备方法 | |
| CN116622209B (zh) | 一种高强耐翘曲变形的阻燃pc复合材料及其应用 | |
| CN112029277B (zh) | 一种低模垢无卤阻燃增强高温尼龙材料及其制备方法 | |
| CN117584587B (zh) | Pc/abs工程塑料及制备工艺 | |
| CN115505243B (zh) | 一种高cti、高灼热丝起燃温度无卤阻燃增强pbt复合材料的制备方法 | |
| CN116970273A (zh) | 一种环保阻燃型尼龙材料及其制备方法 | |
| CN114456597B (zh) | 一种低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺树脂材料及制备方法 | |
| CN117209976A (zh) | 一种阻燃增韧抗静电复合材料及其制备方法 |
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 |