本發(fā)明屬于聚合物加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種物理發(fā)泡填充阻燃聚丙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯（PP）是一種結(jié)構(gòu)規(guī)整的結(jié)晶性聚合物，常為白色粒料或粉料，是無味、無毒、質(zhì)輕的熱塑性樹脂。聚丙烯具備易加工、沖擊強度、撓曲性以及電絕緣性好等優(yōu)點，并具有良好的耐化學(xué)性能，在汽車工業(yè)、家用電器、電子、包裝、建材及家具等方面具有廣泛的應(yīng)用。但是PP也存在一些不足之處，如耐寒性差、低溫易脆斷、收縮率大、抗蠕變性差，還有易燃等缺陷，因此需要對聚丙烯進行改性，尤其高阻燃性的聚丙烯也一直是改性聚丙烯的研究重點。近年來，許多行業(yè)都面臨著降本減重的問題，尤其是汽車行業(yè)，發(fā)泡材料是在注塑過程中通入一定量氣體，將制品的密度降低，從而達到減重的目的，可在現(xiàn)有制件基礎(chǔ)上進行降本，從模具結(jié)構(gòu)上解決剛性的問題，且不影響汽車制品皮紋外觀，既保證了制品的性能，又保持了其外觀的美觀性。目前發(fā)泡材料成型一般有兩種方式：一種是化學(xué)發(fā)泡，其是在產(chǎn)品基體配方中加入一定量的發(fā)泡劑進行成型，化學(xué)發(fā)泡對成型的工藝要求嚴(yán)格；另一種是物理發(fā)泡，是在熔體中通入氣體得到發(fā)泡制品。中國專利（CN102040775A）公開了一種阻燃聚丙烯材料，是由高流動性均聚聚丙烯25-50%、高流動性共聚聚丙烯25-50%、阻燃劑10-33%、無機增強劑5-30%、阻隔性添加劑1-10%、耐熱增強劑0.1-3%、抗氧劑和成核劑0.1-4%、復(fù)合顏料0.1-3%、內(nèi)外潤滑劑1-5%組成，此專利也屬于無機填料改性阻燃聚丙烯材料，但是其最終成型方式不為發(fā)泡成型，且高流動性材料也無法進行發(fā)泡成型。。中國專利（CN102372855A）公開了一種超臨界法制備預(yù)發(fā)泡聚丙烯，此專利是運用超臨界流體法，利用物理發(fā)泡劑，將聚丙烯作增加熔體強度處理，并通過特殊的預(yù)發(fā)泡工藝，制備出預(yù)發(fā)泡聚丙烯材料；其制備方法主要采用PP與PE交聯(lián)，同時通過添加無機填料與彈性體增加其熔程達到增加熔體強度的目的，但是此專利添加組分復(fù)雜，極性與非極性組分的相容性會影響其發(fā)泡聚丙烯材料的性能穩(wěn)定，所以基體在共混之前需要較長時間的表面處理。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對以上現(xiàn)有技術(shù)的局限性，本發(fā)明的目的是提供一種物理發(fā)泡填充阻燃聚丙烯材料及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種物理發(fā)泡填充阻燃聚丙烯材料，該材料是由以下組分按重量份制備而成：聚丙烯25-84份；高熔體強度聚乙烯5-20份；無機填充物1-15份；阻燃劑5-20份；阻燃協(xié)效劑3-10份；相容劑2-10份；主抗氧劑0.1-1份；輔助抗氧劑0.1-1份；分散劑0.5-1份。所述高熔體強度聚乙烯的粘度為5.0*104-1.0*105帕斯卡秒，其在溫度為190℃、負荷為2.16kg下的熔融指數(shù)為0.5-2g/10min。所述聚丙烯在溫度為230℃、負荷為2.16kg下的熔融指數(shù)為1-15g/10min，其重均相對分子質(zhì)量為1.0×105～6.0×105。所述無機填充物為粒徑為1250-2500目的滑石粉。所述相容劑為馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物。所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、十溴聯(lián)苯醚或四溴雙酚A雙(2，3-二溴丙基)醚。所述阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻、氧化鋅或二氧化錳。所述主抗氧劑為受阻酚類中單酚抗氧劑、雙酚抗氧劑或多元酚抗氧劑；所述輔助抗氧劑選自亞磷酸酯類抗氧劑或含硫化合物。所述亞磷酸酯類抗氧劑選自亞磷酸烷基酯、亞磷酸芳基酯或亞磷酸烷基芳基酯；所述含硫化合物選自硫代酯、硫醚、二硫化物或硫醇。所述分散劑選自聚乙烯蠟或乙撐雙硬脂酰胺。本發(fā)明另一個目的是提供一種物理發(fā)泡填充阻燃聚丙烯材料的制備方法，該方法包括以下步驟：（1）將聚丙烯25-84份、高熔體強度聚乙烯5-20份、無機填充物1-15份、阻燃劑5-20份、阻燃協(xié)效劑3-10份、相容劑2-10份、主抗氧劑0.1-1份、輔助抗氧劑0.1-1份、分散劑0.5-1份放入高混機中，于60-80℃溫度進行混合3-8min；（2）將混合物料加入各區(qū)溫度為180-200℃的雙螺桿擠出機中進行擠出造粒；（3）將（2）中粒子加入發(fā)泡專用注塑機，并通入占其重量百分比為15%-30%的超臨界氮氣進行發(fā)泡注塑成型，所述發(fā)泡專用注塑機各區(qū)溫度為175-190℃、壓力為25-65MPa、保壓壓力為15-40MPa。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：1、本發(fā)明在聚丙烯中加入了一定量的高熔體強度聚乙烯，而聚乙烯材料本身比聚丙烯材料的耐低溫性能好，可提高制品的耐低溫性能；并且可以增加熔體強度，避免在發(fā)泡過程中發(fā)生熔體破裂。2、本發(fā)明采用超臨界氮氣進行發(fā)泡，，氮氣的沖入可以降低最終制品的密度，以達到減重的目的；同時還能增強制品的阻燃效果。具體實施方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明實施例中所用的雙螺桿擠出機的長徑比30：1，生產(chǎn)廠家是德國BRABEBDER公司。下述實施例所用發(fā)泡專用注塑機的各區(qū)溫度為175-190℃、壓力為25-65MPa、保壓壓力為15-40MPa。所述高熔體強度聚乙烯的粘度為5.0*104-1.0*105帕斯卡秒，其在溫度為190℃、負荷為2.16kg下的熔融指數(shù)為0.5-2g/10min。所述聚丙烯在溫度為230℃、負荷為2.16kg下的熔融指數(shù)為1-15g/10min，其重均相對分子質(zhì)量為1.0×105～6.0×105。本發(fā)明的產(chǎn)品采用GB的標(biāo)準(zhǔn)進行測試，擠出粒料經(jīng)過注塑機成型得到測試樣條，在23℃、相對濕度50%條件下穩(wěn)定24h后進行性能測試，所進行的物理機械性能測試有：阻燃性：按照GB/T2408（燃燒性能的測試水平法和垂直法）進行測試；熔融指數(shù)：按照GB/T3682標(biāo)準(zhǔn)制樣測試；密度：按照GB/T1033標(biāo)準(zhǔn)制樣測試。實施例11）將聚丙烯25份、高熔體強度聚乙烯20份、滑石粉1250目15份、十溴二苯乙烷20份、三氧化二銻10份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物10份、單酚抗氧劑1份、亞磷酸烷基酯1份、分散劑聚乙烯蠟0.5份放入高混機中，于80℃溫度進行混合3min；2）將混合物料加入各區(qū)溫度為180-200℃的雙螺桿擠出機中擠出造粒；3）將2）中粒子加入發(fā)泡專用注塑機，并通入占其重量百分比為15%的超臨界氮氣進行發(fā)泡注塑成型。實施例21）將聚丙烯84份、高熔體強度聚乙烯5份、滑石粉2000目1份、十溴聯(lián)苯醚5份、氧化鋅3份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物2份、雙酚抗氧劑0.1份、亞磷酸芳基酯0.1份、分散劑乙撐雙硬脂酰胺1份放入高混機中，于60℃溫度進行混合8min；2）將混合物料加入各區(qū)溫度為180-200℃的雙螺桿擠出機中擠出造粒；3）將2）中粒子加入發(fā)泡專用注塑機，并通入占其重量百分比為30%的超臨界氮氣進行發(fā)泡注塑成型。實施例31）將聚丙烯50份、高熔體強度聚乙烯10份、滑石粉2500目10份、四溴雙酚A雙(2，3-二溴丙基)醚15份、二氧化錳10份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物5份、多元酚抗氧劑0.5份、亞磷酸烷基芳基酯0.5份、分散劑聚乙烯蠟0.8份放入高混機中，于70℃溫度進行混合5min；2）將混合物料加入各區(qū)溫度為180-200℃的雙螺桿擠出機中擠出造粒；3）將2）中粒子加入發(fā)泡專用注塑機，并通入占其重量百分比為25%的超臨界氮氣進行發(fā)泡注塑成型。實施例41）將聚丙烯29份、高熔體強度聚乙烯20份、滑石粉1250目15份、十溴二苯乙烷20份、三氧化二銻6份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物10份、多元酚抗氧劑0.3份、硫代酯0.7份、分散劑聚乙烯蠟0.6份放入高混機中，于70℃溫度進行混合5min；2）將混合物料加入各區(qū)溫度為180-200℃的雙螺桿擠出機中進行擠出造粒；3）將2）中粒子加入發(fā)泡專用注塑機，并通入占其重量百分比為20%的超臨界氮氣進行發(fā)泡注塑成型。實施例51）將聚丙烯47份、高熔體強度聚乙烯15份、滑石粉1250目12份、十溴二苯乙烷10份、三氧化二銻8份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物8份、多元酚抗氧劑0.6份、硫醚0.3份、分散劑聚乙烯蠟0.7份放入高混機中，于60℃溫度進行混合5min；2）將混合物料加入各區(qū)溫度為180-200℃的雙螺桿擠出機中進行擠出造粒；3）將2）中粒子加入發(fā)泡專用注塑機，并通入占其重量百分比為20%的超臨界氮氣進行發(fā)泡注塑成型。實施例61）將聚丙烯39份、高熔體強度聚乙烯15份、滑石粉1250目15份、十溴二苯乙烷18份、三氧化二銻6份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物7份、多元酚抗氧劑0.2份、二硫化物0.5份、分散劑聚乙烯蠟0.5份放入高混機中，于70℃溫度進行混合6min；2）將混合物料加入各區(qū)溫度為180-200℃的雙螺桿擠出機中進行擠出造粒；3）將2）中粒子加入發(fā)泡專用注塑機，并通入占其重量百分比為15%的超臨界氮氣進行發(fā)泡注塑成型。實施例71）將聚丙烯39份、高熔體強度聚乙烯15份、滑石粉1250目15份、十溴二苯乙烷18份、三氧化二銻6份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物7份、多元酚抗氧劑0.2份、硫醇0.5份、分散劑聚乙烯蠟0.5份放入高混機中，于70℃溫度進行混合6min；2）將混合物料加入各區(qū)溫度為180-200℃的雙螺桿擠出機中進行擠出造粒；3）將2）中粒子加入發(fā)泡專用注塑機，并通入占其重量百分比為15%的超臨界氮氣進行發(fā)泡注塑成型。上述實施例1-6所制備的聚丙烯阻燃粒子及將其發(fā)泡注塑成型后制件的性能測試結(jié)果見表1所示：表1實施例實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6聚丙烯阻燃粒子的密度/g/cm31.330.9661.251.2661.1881.25聚丙烯阻燃粒子的熔體流動速率/g/10min7.613.79.48.011.212.5聚丙烯阻燃粒子的阻燃性（樣條厚度3.2mm，垂直測試）V-0V-2V-1V-1V-1V-1發(fā)泡成型后制件的密度/g/cm31.130.680.941.010.951.06發(fā)泡成型后制件的阻燃性（樣條厚度2mm，垂直測試）V-0V-2V-1V-0V-1V-0從表1中可以看出，在聚丙烯阻燃體系中添加高熔體強度聚乙烯制備成改性聚丙烯阻燃粒子，再通過在注塑過程中通入占其重量百分比為15%-30%的超臨界氮氣可以制備成發(fā)泡聚丙烯材料，顯著降低了材料重量，如實施例1中密度從1.13g/cm3降到1.13g/cm3；并且通入的氮氣還更能增強制件的阻燃效果，如實施例4、6所示，制件阻燃性都從V-1級提高到V-級0，從而保證了制件的表面美觀。上述的對實施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3