專利名稱：一種高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。[背景技術(shù)]
聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，密度0. 90g/cm3，是現(xiàn)有樹(shù)脂中第二輕的高分子材料(僅大于聚甲基戊烯，密度0.85g/cm3)。因其具有性能好、比重小、易于成型加工等特點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子電氣中。
目前用于電子電氣零部件多為增強(qiáng)聚丙烯材料，這些電子產(chǎn)品中的某些原器件會(huì)因接觸不良、過(guò)載或短路等原因造成局部過(guò)熱并可能引起燃燒，檢驗(yàn)電子電氣著火危險(xiǎn)試驗(yàn)的最好辦法是完全重復(fù)在實(shí)際中的發(fā)生的條件，但是大多數(shù)情況下，這是不可能的，為了盡可能模擬實(shí)際中的發(fā)生的情況，灼熱絲試驗(yàn)就是比較好的檢驗(yàn)方法。市場(chǎng)上的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯一般都是采用溴銻阻燃體系，該體系制得的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯成本較高。[發(fā)明內(nèi)容]
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種力學(xué)性能好、成本較低的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，按重量百分比由以下組分組成


PP樹(shù)脂PP相容劑玻璃纖維阻燃劑偶聯(lián)劑抗氧劑潤(rùn)滑劑20-40% 10-20% 20-30% 20-30% ； 0. 3-0. 8% 0. 2-0. 6% 0. 3-1. 0%
所述的阻燃劑為氫氧化鎂或氫氧化鋁。
以上所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，所述的PP樹(shù)脂是熔融指數(shù)在 2. 0-20. 0g/10min 之間的均聚 PP。
以上所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，所述的PP相容劑為接枝率為0. 3-0. 6%的馬來(lái)酸酐接枝PP ；所述的PP相容劑按重量比用2% -4%的馬來(lái)酸酐、0. 1% -0.3%的引發(fā)劑、-3%的苯乙烯和92% -96%的PP樹(shù)脂通過(guò)雙螺桿擠出制得。
以上所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，所述的阻燃劑為3000-7000目的氫氧化鎂或氫氧化鋁，此阻燃劑是低煙、無(wú)商環(huán)保阻燃劑。
以上所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，所述的玻璃纖維為無(wú)堿長(zhǎng)纖，直徑為 9-14um。
以上所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，所述的偶聯(lián)劑為Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
以上所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑按重量比2 1復(fù)配而成。所述的潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣。
以上所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，按重量百分比由以下組分組成
PP樹(shù)脂24-26% ；
PP相容劑14-16%
玻璃纖維28-30% ；
阻燃劑26-30% ；
偶聯(lián)劑0. 3-0. 8% ；
抗氧劑0. 2-0. 6% ；
潤(rùn)滑劑0. 3-1. 0%o
以上所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法的技術(shù)方案，包括以下步驟
(1)按上述的配比稱取原料；
(2)將PP樹(shù)脂、PP相容劑，偶聯(lián)劑、阻燃劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑在混合機(jī)中混合3-5分鐘；
(3)將混好的物料置于雙螺桿的加料桶中，玻璃纖維由擠出機(jī)的排氣孔中加入，混合物料和玻璃纖維經(jīng)平行雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒。
以上高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，其中，平行雙螺桿擠出機(jī)的擠出工藝為
一區(qū) 160-170°C、二區(qū) 170_180°C、三區(qū) 170-180 "C、四區(qū) 165-175 °C，螺桿轉(zhuǎn)速 350-400r/min,喂料頻率 20_25Hz，熔體壓力 3. 0-4. OMPa，真空度-0. 03—0. 06MPa。
本發(fā)明所得的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料具有750°C不起燃、高強(qiáng)度、低成本的特點(diǎn)ο[具體實(shí)施方式
]
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述
在本發(fā)明中，PP樹(shù)脂是熔融指數(shù)在2. 0-20. Og/lOmin之間的均聚PP (V30G等)。PP 相容劑為接枝率為0. 3-0. 6%的自制馬來(lái)酸酐接枝PP，PP相容劑按照重量比用2% -4%的馬來(lái)酸酐、0. -0. 3%的引發(fā)劑、-3%的苯乙烯和92% -96%的PP通過(guò)雙螺桿擠出制得。玻璃纖維為直徑9-14um的無(wú)堿長(zhǎng)纖。阻燃劑為3000-7000目的氫氧化鎂或氫氧化鋁， 此阻燃劑是低煙、無(wú)鹵環(huán)保阻燃劑。偶聯(lián)劑為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH560。 抗氧劑由亞磷酸酯類抗氧劑1010和受阻酚類抗氧劑168按重量百分比2 1復(fù)配而成；潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣。
實(shí)施例1
按重量百分比將PP樹(shù)脂35%，PP相容劑15 %，偶聯(lián)劑0. 7 %，氫氧化鋁觀％， 抗氧劑0. 5%，硬脂酸鈣0. 8%，在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn) /分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中，玻璃纖維20%由排氣口加5入，經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C,螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。
實(shí)施例2
按重量百分比將PP樹(shù)脂30%，PP相容劑巧^，偶聯(lián)劑化？^，氫氧化鋁觀1^， 抗氧劑0. 5%，硬脂酸鈣0. 8%，在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn) /分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中，玻璃纖維25%由排氣口加入，經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C，螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。
實(shí)施例3
按重量百分比將PP樹(shù)脂25%，PP相容劑15 %，偶聯(lián)劑0. 7 %，氫氧化鋁觀％， 抗氧劑0. 5%，硬脂酸鈣0. 8%，在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn) /分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中，玻璃纖維30%由排氣口加入，經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C，螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。
實(shí)施例4
按重量百分比將PP樹(shù)脂35%，PP相容劑15 %，偶聯(lián)劑0. 7 %，氫氧化鎂觀％， 抗氧劑0. 5%，硬脂酸鈣0. 8%，在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn) /分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中，玻璃纖維20%由排氣口加入，經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C,螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。
實(shí)施例5
按重量百分比將PP樹(shù)脂30%，PP相容劑巧^，偶聯(lián)劑化？^，氫氧化鎂觀^， 抗氧劑0. 5%，硬脂酸鈣0. 8%，在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn) /分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中，玻璃纖維25%由排氣口加入，經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C，螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。
實(shí)施例6
按重量百分比將PP樹(shù)脂25%，PP相容劑15 %，偶聯(lián)劑0. 7 %，氫氧化鎂觀％， 抗氧劑0. 5%，硬脂酸鈣0. 8%，在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn) /分；然后將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中，玻璃纖維30%由排氣口加入，經(jīng)熔融擠、造粒，其擠出工藝為一區(qū)170-180°C、二區(qū)180-190°C、三區(qū)180_190°C、四區(qū)175-185 °C，螺桿轉(zhuǎn)速350-400r/min,喂料頻率20_25Hz，熔體壓力3. 0-4. OMPa,真空度-0. 03 -0. 06MPa。
將按上述方法完成造粒的粒子材料事先在80-90°C的烘箱下干燥2小時(shí)，然后將干燥好的粒子材料在注塑成型機(jī)上注塑出標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條。
拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率按ASTM D-638標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，樣條尺寸 (mm) :(176 士 2)(長(zhǎng))X (12. 6 士 0. 2)(端部寬度)X (3. 05 士 0. 2)(厚度)，拉伸速度為 50mm/ min ；
彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ASTM D-790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為試樣尺寸(mm) (128士2) X (12. 67士0. 2) X (3. 11 士0. 2)，彎曲速度為 20mm/min ；
懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D-256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，試樣尺寸 (mm) (63士2) X (12. 45士0. 2) X (3. 1 士0. 2)；缺口類型為 A 類，缺口剩余厚度為 1. 9mm ；
灼熱絲測(cè)試按IEC60695標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，試驗(yàn)尺寸 為(128 士 2)Χ(12·67 士 0·2)Χ(3·11 士 0.2)(l/8in)禾口 (128士2) X (12. 67士0. 2) X (1. 62士0. 2) (l/16in)；
材料的綜合性能通過(guò)測(cè)試所得的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、 IZOD缺口沖擊強(qiáng)度和灼熱絲性能進(jìn)行評(píng)判。
實(shí)施例1-6的配方及各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表權(quán)利要求
1.一種高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成PP 樹(shù)脂20-40%;PP相容劑10-20%玻璃纖維20-30% ；阻燃劑20-30% ；偶聯(lián)劑0.3-0.8%;抗氧劑0.2-0.6%;潤(rùn)滑劑0.3-1.0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的PP樹(shù)脂是熔融指數(shù)在2. 0-20. 0g/10min之間的均聚PP。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的PP相容劑是接枝率為0. 3-0. 6%的馬來(lái)酸酐接枝PP ；所述的PP相容劑按重量比用2% -4%的馬來(lái)酸酐、0. 1% -0. 3%的引發(fā)劑、-3%的苯乙烯和92% -96%的PP樹(shù)脂通過(guò)雙螺桿擠出制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的阻燃劑為 3000-7000目的氫氧化鎂或氫氧化鋁，此阻燃劑是低煙、無(wú)商環(huán)保阻燃劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的玻璃纖維為無(wú)堿長(zhǎng)纖，直徑為9-14um。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑為 Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑按重量比2 1復(fù)配而成；所述的潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成PP樹(shù)脂24-26% ；PP相容劑14-16%玻璃纖維28-30% ；阻燃劑26-30% ；偶聯(lián)劑0. 3-0. 8% ；抗氧劑0. 2-0. 6% ；潤(rùn)滑劑0. 3-1. 0%o
9.一種權(quán)利要求1所述高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)按權(quán)利要求1的配比稱取原料；(2)將PP樹(shù)脂、PP相容劑，阻燃劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和偶聯(lián)劑在混合機(jī)中混合3-5分鐘；(3)將混好的物料置于雙螺桿的加料桶中，玻璃纖維由擠出機(jī)的排氣孔中加入，混合物料和玻璃纖維經(jīng)平行雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，平行雙螺桿擠出機(jī)的擠出工藝為一區(qū) 160-170 °C、二區(qū) 170-180 °C、三區(qū) 170-180 °C、四區(qū) 165-175 °C，螺桿轉(zhuǎn)速 350-400r/min,喂料頻率 20_25Hz，熔體壓力 3. 0-4. OMPa，真空度-0. 03- -0. 06MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料按重量百分比由以下組分組成PP樹(shù)脂20-40％；PP樹(shù)脂相容劑10-20％；玻璃纖維20-30％；阻燃劑20-30％；偶聯(lián)劑0.3-0.8％；抗氧劑0.2-0.6％；潤(rùn)滑劑0.3-1.0％；所述的阻燃劑為氫氧化鎂或氫氧化鋁。按以上配比稱取原料后在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，將混好的原料置于平行雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠、造粒，制得高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料。本發(fā)明所得的高灼熱絲增強(qiáng)聚丙烯材料具有750℃不起燃、高強(qiáng)度、低成本的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L51/06GK102492219SQ201110389540
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者安林林, 徐東, 徐永 申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司