專利名稱：一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯復(fù)合材料，尤其涉及一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)作為三大合成高分子材料之一，具有質(zhì)量輕、易于加工成型等優(yōu)點(diǎn)， 并且耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、機(jī)械力學(xué)性能優(yōu)良，因此被廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、電子電器等行業(yè)，發(fā)展速度極快，產(chǎn)品品種繁多，部分改性產(chǎn)品已逐漸取代價(jià)格較高的工程塑料。但由于自身結(jié)構(gòu)的原因(氧指數(shù)僅為17. 4左右)，聚丙烯遇火易燃燒，發(fā)熱量高、燃燒速度快，并伴有發(fā)煙、滴落等現(xiàn)象，容易發(fā)生火災(zāi)，對(duì)人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成極大的危害，導(dǎo)致其應(yīng)用領(lǐng)域受到極大的限制。因此需要對(duì)聚丙烯進(jìn)行阻燃改性，以進(jìn)一步擴(kuò)大其適用領(lǐng)域。目前對(duì)聚丙烯進(jìn)行阻燃改性主要是通過加入添加型阻燃劑，通過材料在燃燒過程中發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)達(dá)到阻燃目的。用于聚丙烯的阻燃劑主要有鹵系(溴類)阻燃劑和無鹵阻燃劑兩大類。鹵系阻燃劑是傳統(tǒng)的PP阻燃體系，主要包括十溴二苯乙烷、十溴二苯醚(DBDPO)、 八溴醚(TBAB)等，通常在這個(gè)體系里還會(huì)加入氧化銻(Sb2(X3)作為阻燃協(xié)效劑，在提高鹵系阻燃劑的阻燃效率的同時(shí)降低其用量。燃燒時(shí)，阻燃材料首先釋放出鹵化氫HX和SbOX， SbOX在吸收大量熱量之后分解生成的SbX3在火焰溫度下能夠中止PP燃燒時(shí)的自由基反應(yīng)，同時(shí)SbOX、SbX3的蒸氣密度較大，能夠沉附在材料表面隔絕氧氣，減緩燃燒速度。但是鹵系/氧化銻復(fù)合阻燃體系在燃燒的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量有毒的煙霧，造成二次污染。而無鹵阻燃技術(shù)普遍存在阻燃效率低、添加量大、加工困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種既具有良好的阻燃性能，又同時(shí)具有高光澤度、低煙密度、無析出、高耐熱、高表面硬度的高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)—種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)的組分聚丙烯45-95;
阻燃劑5-15;
協(xié)效阻燃劑0-40;
相容劑5-10;
成核劑0.5-3.0;
潤滑劑0.2-1.0;
偶聯(lián)劑0.2-0.4;
抗氧劑0.1-0.5。所述阻燃劑為三聚氰胺溴酸鹽。三聚氰胺溴酸鹽的分子結(jié)構(gòu)中含有碳、氮原子，與 PP樹脂相容性好，不易析出，而且在燃燒過程中沒有黑煙，克服了傳統(tǒng)溴類阻燃劑的缺點(diǎn)， 通過產(chǎn)生熔滴帶走熱量，達(dá)到阻燃目的；在僅加入少量阻燃劑，無需加入?yún)f(xié)效阻燃劑的情況下，即能達(dá)到V2級(jí)阻燃標(biāo)準(zhǔn)。所述協(xié)效阻燃劑為氫氧化鎂。該氫氧化鎂通過化學(xué)合成法制備得到，粒徑在0.5-3 微米，純度高于98 %，具有消煙效果。所述聚丙烯為熔融指數(shù)在10-60g/10min的均聚聚丙烯或高結(jié)晶聚丙烯或其混合物。所述相容劑為接枝率在0. 5-6%的聚丙烯接枝馬來酸酐化合物。所述成核劑為專用于聚丙烯的有機(jī)類成核劑，選自有機(jī)羧酸和羧酸鹽類、山梨糖醇衍生物類、二芳基膦金屬鹽類、松香酸及其鹽類中的一種或幾種。加入成核劑能夠改變聚丙烯的結(jié)晶形態(tài)，得到更加細(xì)致均勻的球晶，提高結(jié)晶度和結(jié)晶速率，從而有效提高材料的剛性、表面硬度和耐熱性，并且有利于提高冷卻速度，提高產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，縮短成型周期。優(yōu)選的，所述成核劑為二芳基膦金屬鹽類。所述潤滑劑為固體石蠟、液體石蠟、低分子聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、芥酸酰胺和N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)中的一種或幾種。所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷(Α172)。所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168或其混合物，由兩者按常規(guī)比例復(fù)合配制而成。一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟首先將聚丙烯、阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、相容劑、成核劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑及抗氧劑各組分按配比稱重后混合均勻；然后將上述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出、拉條、 冷卻、切粒、干燥，即可得到高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料；其中，雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為 32-40 1，加工溫度為170-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為350-450轉(zhuǎn)/分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，采用氫氧化鎂和三聚氰胺溴酸鹽所組成阻燃體系與聚丙烯復(fù)合，賦予聚丙烯復(fù)合材料優(yōu)異的阻燃性能；同時(shí)加入聚丙烯接枝化合物來提高阻燃劑與聚丙烯的相容性，而進(jìn)一步提高阻燃性能。該材料屬于低鹵阻燃聚丙烯，僅含有少量鹵素阻燃成分，生煙量小，毒性小，通過控制阻燃劑在復(fù)合材料中的含量，阻燃可以達(dá)到V-2，灼熱絲高達(dá)960°C，并具有高光澤、無析出、煙密度低、力學(xué)性能良好等優(yōu)點(diǎn)。適合廣泛應(yīng)用于開關(guān)面板、衛(wèi)生潔具、家用電器外殼等領(lǐng)域，對(duì)于擴(kuò)展聚丙烯的應(yīng)用范圍具有十分重要的意義。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合各實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。實(shí)施例1、2、3、4的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其組分及重量份數(shù)如表1所不。表 權(quán)利要求
1.一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的組分 聚丙烯45-95 ；阻燃劑5-15 ；協(xié)效阻燃劑 0-40 ； 相容劑5-10 ；成核劑0. 5-3. 0 ；潤滑劑0. 2-1. 0 ；偶聯(lián)劑0. 2-0. 4 ；抗氧劑0.1-0.5。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑為三聚氰胺溴酸鹽。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述協(xié)效阻燃劑為粒徑在0. 5-3微米、純度高于98%、通過化學(xué)合成法制備得到的氫氧化鎂。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述聚丙烯為熔融指數(shù)在10-60g/10min的均聚聚丙烯或高結(jié)晶聚丙烯或其混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為接枝率在0. 5-6%的聚丙烯接枝馬來酸酐化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述成核劑為專用于聚丙烯的有機(jī)類成核劑，選自有機(jī)羧酸和羧酸鹽類、山梨糖醇衍生物類、二芳基膦金屬鹽類、松香酸及其鹽類中的一種或幾種；優(yōu)選的，所述成核劑為二芳基膦金屬鹽類。
7.如權(quán)利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述潤滑劑為固體石蠟、液體石蠟、低分子聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、芥酸酰胺和N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺中的一種或幾種。
8.如權(quán)利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種；優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷。
9.如權(quán)利要求1所述的一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168或其混合物。
10.一種如權(quán)利要求1所述的高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟首先將聚丙烯、阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、相容劑、成核劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑及抗氧劑各組分按配比稱重后混合均勻；然后將上述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出、拉條、 冷卻、切粒、干燥，即可得到高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料；其中，雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為 32-40:1，加工溫度為170-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為350-450轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
一種高光澤阻燃聚丙烯復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)的組分聚丙烯45-95；阻燃劑5-15；協(xié)效阻燃劑0-40；相容劑5-10；成核劑0.5-3.0；潤滑劑0.2-1.0；偶聯(lián)劑0.2-0.4；抗氧劑0.1-0.5。本發(fā)明采用氫氧化鎂和三聚氰胺溴酸鹽所組成阻燃體系與聚丙烯復(fù)合，賦予聚丙烯復(fù)合材料優(yōu)異的阻燃性能；同時(shí)加入聚丙烯接枝化合物來提高阻燃劑與聚丙烯的相容性，而進(jìn)一步提高阻燃性能。該材料屬于低鹵阻燃聚丙烯，僅含有少量鹵素阻燃成分，生煙量小，毒性小，具有高光澤、無析出、灼熱絲高、煙密度低、高剛性、高表面硬度、高耐熱等特點(diǎn)，適合廣泛應(yīng)用于開關(guān)面板、衛(wèi)生潔具、家用電器外殼等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08L23/12GK102477184SQ20101056359
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者張志勇 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司