本發明涉及一種新型阻燃聚丙烯發泡材料及其制備方法,屬于聚合物改性和加工技術領域。
背景技術:
聚丙烯發泡材料具有較高的耐熱性,低熱傳導性、低水蒸氣透過性、高能量吸收性及壓縮性,還具有環境友好,易于回收等特點,廣泛應用于汽車工業和食品包裝領域。但是由于氧指數很低,極易燃燒,特別是發泡成型制品比非發泡成型制品更易燃燒。近年來人們對于汽車零部件、建筑材料和電氣零部件都要求具有阻燃性或自熄滅性,因此賦予聚丙烯發泡材料一定的阻燃性具有十分重要的意義。
木質素作為一種廣泛存在、可再生的重要資源,在制備可降解、可再生的高分子復合材料方面有重要發展前景。木質素填充的聚烯烴復合材料,木質素可作為一種較好的成炭劑起到阻燃作用。蒙脫土作為一種具有片層結構的硅酸鹽物質,不僅可以提高聚合物的強度、剛性和變形性,而且可以改善復合材料的熱穩定性和氣體阻隔性。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種成本較低、阻燃效果好,同時具備優異的沖擊性能的新型阻燃聚丙烯發泡材料及其制備方法。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。
一種新型阻燃聚丙烯發泡材料,由下列重量百分比的原料組成:
其中,
所述的聚丙烯為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯一種或兩種組合物,其熔體流動速率為5~30g/10min。
所述的阻燃劑是木質素或有機粘土中的一種或兩種組合物。其中木質素是木漿木質素,未經任何改性處理;有機粘土是經胺系有機化合物改性的蒙脫土。
所述的PP-g-MAH的接枝率為0.8~1.5%。
所述的增韌劑為一種乙烯-辛烯的共聚物,密度為0.86~0.90g/cm3,其熔體流動速率為0.5~10g/10min。
所述的發泡劑母粒由重量分數為30~60%的載體、5~30%發泡劑、0.5~2%發泡助劑組成。其中發泡劑載體優選聚乙烯,發泡劑優選碳酸氫鈉,發泡助劑優選檸檬酸。
所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑,其中主抗氧劑為1010、3114和DSTP中的一種或幾種的組合物;輔抗氧劑為168和618中的一種或幾種的組合物。
所述的其它添加劑為各種光穩定劑、成核劑或色母粒。
上述所述的新型阻燃聚丙烯發泡材料的制備方法如下:
1)將除發泡劑以外的聚丙烯、阻燃劑、PP-g-MAH、增韌劑及抗氧劑,其他添加劑加入高速混合機中混合,然后加入到雙螺桿擠出機中擠出造粒,制成阻燃改性聚丙烯材料;
2)將30~60份載體、5~30份發泡劑、0.5~2份發泡助劑加入高速混合機中混合,然后加入到雙螺桿擠出機中擠出造粒,制成發泡劑母粒;
3)將阻燃改性聚丙烯與發泡劑母粒混合均勻,采用注塑成型方法,在二次開模條件下制備發泡聚丙烯材料。
本發明的優點是:
1、本發明中使用的木質素廣泛存在,容易獲得,生物可降解。制備的發泡材料生產工藝簡單,成本低,容易工業化。
2、本發明提出的聚丙烯發泡材料具備很好的沖擊性能和阻燃性能。
具體實施方式
下面結合實施例,對本發明作進一步詳細說明:
在實施例及對比例發泡材料配方中,PP樹脂為上海石化生產的共聚聚丙烯M2600R,其熔體流動速率為28g/10min。阻燃劑按照木質素:有機粘土=1:1復配。所用的PP-g-MAH的接枝率為0.8~1.5%。發泡劑母粒自制。彈性體為杜邦公司生產的Engage 8180,密度為0.863g/cm3,其熔體流動速率為0.5g/10min。主抗氧劑為英國ICE公司產的DSTP,以及Ciba公司產的1010;輔抗氧劑為Ciba公司產的168。此外還包括黑色母。
性能評價方式及實行標準:
將制備好的阻燃改性聚丙烯與發泡劑母粒混勻,在注射成型機上進行注射成型制樣,發泡材料的性能按照如下標準進行測試:
密度測試:按照ISO 1183標準進行。
彎曲性能測試:按照ISO 178標準進行。
缺口沖擊強度測試:按照ISO 179標準進行。
阻燃性能測試:按照UL-94標準進行。
實施例1-4的制備方法如下:
1)制備阻燃改性聚丙烯材料:將除發泡劑以外的聚丙烯、阻燃劑、PP-g-MAH、增韌劑及抗氧劑,其他添加劑加入高速混合機中混合,然后加入到雙螺桿擠出機中擠出造粒,制成阻燃改性聚丙烯材料;
2)制備發泡劑母粒:將30~60份載體、5~30份發泡劑、0.5~2份發泡助劑加入高速混合機中混合,然后加入到雙螺桿擠出機中擠出造粒,制成發泡劑母粒;
3)制備發泡聚丙烯材料:將阻燃改性聚丙烯與發泡劑母粒混合均勻,采用注塑成型方法,在二次開模條件下制備發泡聚丙烯材料。
實施例及對比例的配方及各項性能測試結果見下各表:
表1實施例1~4和對比例1~2材料配方表(重量%)
表2實施例1~4和對比例1~2測試結果
從實施例1~3可以看出,隨著阻燃劑和POE含量的增加,使用少量比例的發泡劑母粒,發泡材料保持很好的沖擊強度,同時具有很好的阻燃性能。實施例2、4和對比例1~2可以看出,阻燃劑的加入,大大改善了發泡材料的阻燃性能。
以上所述僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明技術范圍內,可不經過創造性勞動想到的變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍內。