專利名稱：一種阻燃聚丙烯組合物及其制備方法
一種阻燃聚丙烯組合物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子化合物的組合物，更具體地說，是涉及一種阻燃聚丙烯組合物及其制備方法。
背景技術：
聚丙烯(Polypropylene,簡稱PP),是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。聚丙烯具有以下特點無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度及耐熱性均優于聚乙烯，可在ioo°c左右使用；具有良好的電性能和高頻絕緣性，且不受濕度影響；有一定的化學穩定性，常見的酸、堿、有機溶劑對它幾乎不起作用，可用于餐具。聚丙烯易著色、印刷和金屬化處理，容易加工，適合于注射、擠塑、吹塑等多種成型方法，廣泛應用于包裝、日用品、電子電器、玩具、儀表、建筑、運輸和機器制造等許多領域。
但是由于聚丙烯還具有低溫抗沖擊強度低、性脆易裂、易燃、耐熱性和機械強度較差等缺點，在一些領域的使用受到限制。為適應環保、阻燃、高強度等更高的要求，需要對聚丙烯進行阻燃增韌改性。
發明內容有鑒于此，本發明的目的在于提供一種改善了韌性、耐熱性和阻燃性的聚丙烯組合物。為了達到上述目的，本發明提供一種阻燃聚丙烯組合物，其組成按質量百分比計包含聚丙烯68 85%;增韌劑3 12%;阻燃劑8 14%;復配協效阻燃劑 0.1 10%;抗氧劑0.1 0.6%;潤滑劑0.2% 0.5%。其中，所述聚丙烯是本色透明料,較佳地,所述聚丙是熔融指數為5 10g/10min、等規度為96 98%的聚丙烯本色透明料。其中，所述增韌劑為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體(POE-g-MAH)，用以降低復合材料脆性和提高復合材料抗沖擊性能。其中，所述阻燃劑為四溴雙酚A(TBBA)。其中，所述復配協效阻燃劑為三氧化二銻(Sb2O3)、硼酸鋅及聚四氟乙烯(PTFE)中的兩種或者三種。較佳地，所述復配協效阻燃劑的組成按整個聚丙烯組合物的質量百分比計為三氧化二銻0 3%，硼酸鋅I 4%，聚四氟乙烯0. 2 0. 5%。其中，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1076 二者復配。抗氧劑168為三[2. 4_二叔丁基苯基]亞磷酸酯，抗氧劑1076為0-(3, 5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸正十八碳醇酯。其中，所述潤滑劑是乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。本發明還提供了上述阻燃聚丙烯組合物的制備方法，其主要包括以下步驟根據質量百分比分別稱取該阻燃聚丙烯組合物的各組分；將上述阻燃聚丙烯組合物的各組分依次加入高速混合機中，高速混合3 5分鐘；將上述混合均勻的組合物材料用雙螺桿擠出機熔融擠出造粒，擠出機的工藝參數為一區溫度180 185°C，二區溫度180 185°C、三區溫度185 190°C、四區溫度190 195°C、五區溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C，主機轉動頻率為20 36Hz，喂料器轉動頻率為10 16Hz。
本發明提供的一種阻燃聚丙烯組合物及其制備方法，是通過在聚丙烯基料中添加一定比例的增韌劑、阻燃劑、復配協效阻燃劑、抗氧劑及潤滑劑等助劑進行改性，通過共混合擠出、造粒，制成阻燃聚丙烯組合物。相較于現有技術，該阻燃聚丙烯組合物具有以下優
占-
^ \\\ (I)韌性高，該阻燃聚丙烯組合物的缺口沖擊強度可達9KJ/m2 ；(2)耐溫性好，該阻燃聚丙烯組合物在成型溫度為190-220°C時不易分解變色，其熱變形溫度可達120°C ；(3)阻燃性較好，該阻燃聚丙烯組合物的阻燃等級可達UL94-V0。
具體實施方式通過下面給出的本發明的具體實施例以及對比例可以進一步清楚地了解本發明，但本發明的范圍不因此局限于下述實施例。在以下具體實施例及對比例中所采用的原料如下聚丙烯，為本色透明料，熔融指數為5 10g/10min，等規度為96_98%，優選臺灣臺化1080 ；增韌劑，為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體(POE-g-MAH)，優選美國陶氏的209 ；阻燃劑，為四溴雙酚A (TBBA)，分子式為C15H12Br4O2，優選美國雅寶的CP-2000 ；協效阻燃劑，為聚三氧化二銻(Sb2O3)、硼酸鋅以及四氟乙烯(PTFE)，均為市售；抗氧劑168和抗氧劑1076，優選瑞士汽巴的產品；潤滑劑，為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)，優選日本花王的EB-FF。本發明阻燃聚丙烯組合物的物理性能測試的執行標準列于表I。該阻燃聚丙烯組合物經擠出成型的塑料粒經過85°C烘烤4h后注塑制樣。拉伸強度測試的樣條尺寸為127mmX 13mmX 3. 2mm,拉伸速度為50/min。彎曲強度測試的樣條尺寸為127mmX 13mmX3. 2mm,彎曲速度為5m/min。沖擊強度的樣條尺寸為63. 5mmX 12. 7mmX3. 2mm。表I測試執行標準物理性能單位執行標準
沖擊強度__KJ/m2__ASTM D256
拉伸強度__MPa__ASTM D638
斷裂伸長率__%__ASTM D638彎曲強度__MPa__ASTM D790
彎曲模量__MPa__ASTM D790
熱變形溫度v
(I. 82MPa)___ASTM D648 Ia燃性能(2.0mm)-UL94對比例I將88. 3份聚丙烯、8份四溴雙酚A、3份三氧化二銻、0. 3份EBS、0. 2份抗氧劑1076及0. 2份抗氧劑168依次加入到高速混合機中高速預混3 5分鐘，然后用雙螺桿擠出機(螺桿長徑比為38)熔融擠出造粒。螺桿擠出機的工藝參數為一區溫度180 185°C，二區溫度180 185°C、三區溫度185 190°C、四區溫度190 195°C、五區溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C ;主機轉動頻率為25Hz，喂料器轉動頻率為10Hz，熔融擠出造粒。將該阻燃聚丙烯組合物復合材料在注塑機上200 210°C注塑成型ASTM標準的測試樣條。測定材料的機械性能和阻燃性能，并將其測試結果列于表2。對比例2將96. 3份聚丙烯、3份P0E_g_MAH、0. 3份EBS、0. 2份抗氧劑1076及0. 2份抗氧劑168依次加入到高速混合機中高速預混3 5分鐘，用雙螺桿擠出機(螺桿長徑比為38)熔融擠出造粒。擠出機的工藝參數為一區溫度180 185°C，二區溫度180 185°C、三區溫度185 190°C、四區溫度190 195°C、五區溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C;主機轉動頻率為25Hz，喂料器轉動頻率為12Hz。在注塑機上200 210°C注塑成型ASTM標準測試樣條。測定材料的機械性能和阻燃性能，并將其測試結果列于表2。實施例I將85份聚丙烯、8份四溴雙酚A、3. 5份P0E_g_MAH、2. 5份硼酸鋅、0. 3份聚四氟乙烯、0. 3份EBS、0. 2份抗氧劑1076及0. 2份抗氧劑168依次加入到高速混合機中高速預混3 5分鐘，然后用雙螺桿擠出機(螺桿長徑比為38)擠出造粒；螺桿擠出機的工藝參數為一區溫度180 185°C，二區溫度180 185°C、三區溫度185 190°C、四區溫度190 195°C、五區溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C。主機轉動頻率為25Hz，喂料器轉動頻率為10Hz，熔融擠出造粒。在注塑機上200 210°C注塑成型ASTM標準測試樣條。測定材料的機械性能和阻燃性能，并將其測試結果列于表2。實施例2將78份聚丙烯、9份四溴雙酚A、5份P0E_g_MAH、3份三氧化二銻、4份硼酸鋅、0. 3份聚四氟乙烯、0. 3份EBS、0. 2份抗氧劑1076及0. 2份抗氧劑168依次加入到高速混合機中高速預混3 5分鐘，用雙螺桿擠出機(螺桿長徑比為38)熔融擠出造粒。擠出機的工藝參數為一區溫度180 185°C，二區溫度180 185°C、三區溫度185 190°C、四區溫度190 195°C、五區溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C。主機轉動頻率為25Hz，喂料器轉動頻率為12Hz。在注塑機上200 210°C注塑成型ASTM標準測試樣條。測定材料的機械性能和阻燃性能，并將其測試結果列于表2。實施例3將76份聚丙烯、10份四溴雙酚A、8份POE-g-MAH、2份三氧化二銻、3份硼酸鋅、0. 3份聚四氟乙烯、0. 3份EBS、0. 2份抗氧劑1076及0. 2份抗氧劑168依次加入到高速混合機中高速預混3 5分鐘，用雙螺桿擠出機(螺桿長徑比為38)熔融擠出造粒。擠出機的工藝參數為一區溫度180 185°C，二區溫度180 185°C、三區溫度185 190°C、四區溫度190 195°C、五區溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C。主機轉動頻率為25Hz，喂料器轉動頻率為12Hz。在注塑機上200 210°C注塑成型ASTM標準測試樣條。測定材料的機械性能和阻燃性能，并將其測試結果列于表2。實施例4 將70份聚丙烯、14份四溴雙酚A、12份POE-g-MAH、I份三氧化二銻、2份硼酸鋅、0. 3份聚四氟乙烯、0. 3份EBS、0. 2份抗氧劑1076及0. 2份抗氧劑168依次加入到高速混合機中高速預混3 5分鐘，用雙螺桿擠出機(螺桿長徑比為38)熔融擠出造粒。擠出機的工藝參數為一區溫度180 185°C，二區溫度180 185°C、三區溫度180 185°C、四區溫度185 190°C、五區溫度190 195°C，模頭溫度200 205°C。主機轉動頻率為35Hz，喂料器轉動頻率為15Hz。在注塑機上200 210°C注塑成型ASTM標準測試樣條。測定材料的機械性能和阻燃性能，并將其測試結果列于表2。表2對比例及實施例的組成及性能測試結果
配方組成對比例I對比例2實施例I實施例2實施例3實施例4
聚丙烯__88.3 96. 3 85 78 76 70
四溴雙酚A__8___8__910 14
三氧化二銻3 __I 3 I 2 I I
權利要求
1.一種阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，其組成按質量百分比計包含 聚丙烯68 85% ; 增韌劑3 12%; 阻燃劑8 14% ; 復配協效阻燃劑O. I 10% ; 抗氧劑O. I O. 6% ； 潤滑劑O. 2% 0.5%。
2.根據權利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述聚丙烯是本色透明料，其熔融指數為5 10g/10min，其等規度為96 98%。
3.根據權利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述增韌劑為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體。
4.根據權利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述阻燃劑為四溴雙酚A。
5.根據權利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述復配協效阻燃劑為三氧化二銻、硼酸鋅及聚四氟乙烯中的兩種或者三種。
6.根據權利要求5所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述復配協效阻燃劑為三氧化二銻、硼酸鋅及聚四氟乙烯三者復配。
7.根據權利要求6所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述復配協效阻燃劑的組成按整個聚丙烯組合物的質量百分比計為三氧化二銻O 3%，硼酸鋅I 4%，聚四氟乙烯 O. 2 O. 5%。
8.根據權利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1076 二者復配，抗氧劑168為三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯，抗氧劑1076為β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
9.根據權利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。
10.一種如權利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于，主要包括以下步驟 根據質量百分比分別稱取該阻燃聚丙烯組合物的各組分； 將上述阻燃聚丙烯組合物的各組分依次加入高速混合機中，高速混合3 5分鐘； 將上述混合均勻的材料用雙螺桿擠出機熔融擠出造粒，擠出機的工藝參數為一區溫度180 185°C，二區溫度180 185°C、三區溫度185 190°C、四區溫度190 195°C、五區溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C，主機轉動頻率為20 36Hz，喂料器轉動頻率為 10 16Hz。
全文摘要
本發明提供一種阻燃聚丙烯組合物，其組成按質量百分比計包含聚丙烯68～85％；增韌劑3～12％；阻燃劑8～14％；復配協效阻燃劑0.1～10％；抗氧劑0.1～0.6％；潤滑劑0.2％～0.5％。其中，所述復配協效阻燃劑為三氧化二銻(Sb2O3)、硼酸鋅及聚四氟乙烯(PTFE)中的兩種或者三種。較佳地，所述復配協效阻燃劑的組成按整個聚丙烯組合物的質量百分比計為三氧化二銻0～3％，硼酸鋅1～4％，聚四氟乙烯0.2～0.5％。本發明還提供了一種上述阻燃聚丙烯組合物的制備方法。
文檔編號B29C47/92GK102775675SQ20111011910
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月10日 優先權日2011年5月10日
發明者徐陳孝, 朱付成 申請人:蘇州漢揚精密電子有限公司