一種阻燃聚丙烯竹塑復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及聚合物阻燃材料技術領域，具體涉及一種阻燃聚丙烯竹塑復合材料及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯是一種通用型熱塑性樹脂，無毒、質輕、力學性能優(yōu)異、電絕緣性良好、耐化 學腐蝕性和加工性能好，廣泛應用于電子電器、通訊器材、家用電器、汽車和建筑材料領域。 然而聚丙烯是碳氫類材料，燃燒熱大，不完全燃燒時產(chǎn)生煙霧和有毒氣體，使其應用受到限 制，因此改善聚丙烯的阻燃性能顯得尤為重要。
[0003] 我國素有"竹子王國"的美稱，利用豐富、廉價、可再生、可降解的竹纖維作為增強 相來制備聚合物復合材料，使之具有成本低、性能優(yōu)、與環(huán)境友好等特點，機械強度高于木 塑復合材料，是繼木塑復合材料之后的又一種新型循環(huán)再生利用的材料資源，可廣泛推廣 使用。利用竹纖維與塑料樹脂進行共混并加工制備復合材料，有利于充分利用植物資源。將 塑料與竹纖維共混復合，是利用了兩種材料的特點實行材料的優(yōu)勢互補，也有利于材料表 面的裝飾。
[0004] 然而聚合物與竹纖維復合的研究表明，由于竹纖維的長徑比過大，在制備復合材 料時物料流動性差，成型加工方法受限，一般情況下只能采用模壓法來進行加工，而不能進 行應用廣泛的擠出加工，同時采用模壓法制備的復合材料表觀性能差，限制了其應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃聚丙烯竹塑復合材 料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明技術構思如下：以聚丙烯樹脂為基體，以自然資源豐富的竹粉為填充料，以 鹵銻復合體系為阻燃劑，制備一種阻燃聚丙烯竹塑復合材料，制備過程中，將聚丙烯與改性 竹粉進行復合，同時通過添加復合阻燃劑，進行熱塑性的擠出及模壓成型加工，可以制備一 種功能性的阻燃聚丙烯竹塑復合材料。
[0007] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取了如下技術方案。
[0008] -種阻燃聚丙烯竹塑復合材料，其原料配方按重量份數(shù)計組成如下：
[0010] 所述聚丙烯樹脂型號為T30S，中國石化茂名分公司生產(chǎn)；
[0011] 所述竹粉的粒徑為125-300μπι，所述竹粉中水分含量按質量百分比計小于10%;
[0012] 所述鹵銻復合阻燃劑為十溴二苯乙烷與三氧化二銻，或者所述鹵銻復合阻燃劑為 氯化石蠟-70與三氧化二銻；
[0013] 所述鹵銻復合阻燃劑中鹵銻質量比為3:2~3:1;
[0014]所述鹵銻質量比指十溴二苯乙烷或氯化石蠟-70與三氧化二銻的質量比；
[0015]所述彈性體為丁苯橡膠或三元乙丙橡膠，所述彈性體與聚丙烯樹脂質量比為10/ 90~20/80;
[0016]所述抗氧化劑為抗氧化劑1010;
[0017] 所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯；
[0018]所述硅烷偶聯(lián)劑型號為DB-560,湖北德邦化工新材料有限公司生產(chǎn)；
[0019]所述硅烷偶聯(lián)劑在原料配方中用量為所述竹粉重量的1% ;
[0020] 所述潤滑劑為硬脂酸鋅。
[0021] -種利用上述配方的原料制備阻燃聚丙烯竹塑復合材料的方法，其步驟如下：
[0022] (1)將10-20重量份竹粉采用硅烷偶聯(lián)劑干法改性，硅烷偶聯(lián)劑添加量為竹粉重量 的1 %，g卩0.1-0.2重量份。
[0023]所述干法改性操作如下：將10-20重量份竹粉添加于高速混合機中，然后將0.ΙΟ. 2重量份的硅烷偶聯(lián)劑用無水乙醇稀釋20倍后噴灑于竹粉表面，然后啟動高速混合機，在28000rpm轉速條件下混合5分鐘，最后將混合改性后的竹粉在100°C下于真空烘箱中干燥8 小時。
[0024](2)將步驟(1)所得改性竹粉與40-60重量份聚丙烯樹脂、18-32重量份鹵銻復合阻 燃劑、5-10重量份彈性體、0.1-0.3重量份抗氧化劑、1.0-2.5重量份增塑劑、1.0-2.0重量份 潤滑劑一起混合均勻。
[0025](3)將步驟(2)所得混合料在平行同向雙螺桿擠出機中共混擠出造粒，擠出工藝為 一區(qū) 150-160°C，二區(qū) 180-190°C，三區(qū) 185-200°C，機頭 190-200°C，螺桿轉速 150-200r/min， 得到阻燃聚丙烯竹塑復合材料。
[0026]本申請?zhí)峁┑淖枞季郾┲袼軓秃喜牧暇哂腥缦碌膬?yōu)點：
[0027] (1)竹塑復合材料綜合了竹材和塑料兩者的優(yōu)點，具有尺寸穩(wěn)定性好、耐腐蝕、耐 蟲蛀、耐老化，并且可回收再利用等優(yōu)點。
[0028] (2)通過添加復合阻燃劑，進行熱塑性擠出制備的竹塑復合材料具有優(yōu)異的阻燃 效果，垂直燃燒阻燃級別達到V-0級。
【具體實施方式】
[0029] -種阻燃聚丙烯竹塑復合材料，其原料配方按重量份數(shù)計組成如下：
[0031] 所述鹵銻復合阻燃劑為十溴二苯乙烷與三氧化二銻的混合物，或者所述鹵銻復合 阻燃劑為氯化石蠟-70與三氧化二銻的混合物。
[0032]所述鹵銻復合阻燃劑中鹵銻質量比為3:2~3:1;
[0033]所述鹵銻質量比指十溴二苯乙烷或氯化石蠟-70與三氧化二銻的質量比；
[0034]所述彈性體為丁苯橡膠或三元乙丙橡膠，所述彈性體與聚丙烯樹脂質量比為10/ 90~20/80;
[0035]所述潤滑劑為硬脂酸鋅。
[0036]利用上述配方的原料制備阻燃聚丙烯竹塑復合材料的方法，其步驟如下：
[0037] (1)將10-20重量份竹粉采用硅烷偶聯(lián)劑干法改性，硅烷偶聯(lián)劑添加量為竹粉重量 的1 %，g卩0.1-0.2重量份。
[0038]所述干法改性操作如下：將10-20重量份竹粉添加于高速混合機中，然后將0.ΙΟ. 2 重量份的硅烷偶聯(lián)劑用無水乙醇稀釋 20 倍后噴灑于竹粉表面，然后啟動高速混合機，在 28000rpm轉速條件下混合5分鐘，最后將混合改性后的竹粉在100°C下于真空烘箱中干燥8 小時。
[0039] (2)將步驟（1)所得改性竹粉與40-60重量份聚丙烯樹脂、18-32重量份鹵銻復合阻 燃劑、5-10重量份彈性體、0.1-0.3重量份抗氧化劑、1.0-2.5重量份增塑劑、1.0-2.0重量份 潤滑劑一起混合均勻。
[0040] (3)將步驟(2)所得混合料在平行同向雙螺桿擠出機中共混擠出造粒，擠出工藝為 一區(qū) 150-160°C，二區(qū) 180-190°C，三區(qū) 185-200°C，機頭 190-200°C，螺桿轉速 150-200r/min， 得到阻燃聚丙烯竹塑復合材料。
[0041]更具體的原料配方及制備方法見如下各實施例。
[0042]以下實施例中，主要原料介紹如下：
[0043]聚丙烯樹脂:型號為T30S，中國石化茂名分公司生產(chǎn)；
[0044] 竹粉:粒徑為125-300μπι，水分含量小于10wt%;
[0045]丁苯橡膠:牌號為1502，山東齊魯石化生產(chǎn)；
[0046]三元乙丙橡膠:牌號為J-4090,吉林石化生產(chǎn)；
[0047]抗氧化劑:抗氧化劑1010;
[0048]增塑劑:鄰苯二甲酸二辛酯；
[0049]硅烷偶聯(lián)劑:DB-560，湖北德邦化工新材料有限公司生產(chǎn)；
[0050]其他原料和試劑均為常規(guī)市售商品。
[0051] 實施例1
[0052] 將10重量份竹粉采用硅烷偶聯(lián)劑干法改性，硅烷偶聯(lián)劑添加量為竹粉用量的1%， 艮P0.1重量份。將上述改性竹粉與45重量份聚丙烯樹脂，20重量份十溴二苯乙烷-三氧化二 銻復合阻燃劑(其中十溴二苯乙烷與三氧化二銻的質量比為3:1)6.0重量份丁苯橡膠彈性 體，0.1重量份抗氧化劑，1.0重量份增塑劑和1.0重量份潤滑劑一起于混合機中混合均勻。 將上述混合料在平行同向雙螺桿擠出機中共混擠出造粒得到阻燃聚丙烯竹塑復合材料，其 擠出工藝為一區(qū)150°C，二區(qū)185°C，三區(qū)190°C，機頭200°C，螺桿轉速180r/min，得到一種阻 燃聚丙烯竹塑復合材料。
[0053] 實施例2
[0054]將15重量份竹粉采用硅烷偶聯(lián)劑干法改性，硅烷偶聯(lián)劑添加量為竹粉用量的1%， 即0.15重量份。將上述改性竹粉與55重量份聚丙烯樹脂，20重量份十溴二苯乙烷-三氧化二 銻復合阻燃劑(其中十溴二苯乙烷與三氧化二銻的質量比為3:1)8.0重量份丁苯橡膠彈性 體，0.2重量份抗氧化劑，1.5重量份增塑劑和1.0重量份潤滑劑一起于混合機中混合均勻。 將上述混合料在平行同向雙螺桿擠出機中共