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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
聚丙烯(Polypropylene,簡(jiǎn)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(diǎn)無毒、無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度及耐熱性均優(yōu)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(xué)穩(wěn)定性，常見的酸、堿、有機(jī)溶劑對(duì)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(yīng)用于包裝、日用品、電子電器、玩具、儀表、建筑、運(yùn)輸和機(jī)器制造等許多領(lǐng)域。
但是由于聚丙烯還具有低溫抗沖擊強(qiáng)度低、性脆易裂、易燃、耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度較差等缺點(diǎn)，在一些領(lǐng)域的使用受到限制。為適應(yīng)環(huán)保、阻燃、高強(qiáng)度等更高的要求，需要對(duì)聚丙烯進(jìn)行阻燃增韌改性。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)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(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種阻燃聚丙烯組合物，其組成按質(zhì)量百分比計(jì)包含聚丙烯68 85%;增韌劑3 12%;阻燃劑8 14%;復(fù)配協(xié)效阻燃劑 0.1 10%;抗氧劑0.1 0.6%;潤(rùn)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(shù)為5 10g/10min、等規(guī)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(fù)合材料脆性和提高復(fù)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(fù)配協(xié)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(fù)配協(xié)效阻燃劑的組成按整個(gè)聚丙烯組合物的質(zhì)量百分比計(jì)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(fù)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(rùn)滑劑是乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。本發(fā)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(jù)質(zhì)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(jī)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(jī)熔融擠出造粒，擠出機(jī)的工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180 185°C，二區(qū)溫度180 185°C、三區(qū)溫度185 190°C、四區(qū)溫度190 195°C、五區(qū)溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C，主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為20 36Hz，喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為10 16Hz。

本發(fā)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(fù)配協(xié)效阻燃劑、抗氧劑及潤(rùn)滑劑等助劑進(jìn)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(xiàn)有技術(shù)，該阻燃聚丙烯組合物具有以下優(yōu)
占-
^ \\\ (I)韌性高，該阻燃聚丙烯組合物的缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)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(shí)不易分解變色，其熱變形溫度可達(dá)120°C ；(3)阻燃性較好，該阻燃聚丙烯組合物的阻燃等級(jí)可達(dá)UL94-V0。
具體實(shí)施方式通過下面給出的本發(fā)明的具體實(shí)施例以及對(duì)比例可以進(jìn)一步清楚地了解本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不因此局限于下述實(shí)施例。在以下具體實(shí)施例及對(duì)比例中所采用的原料如下聚丙烯，為本色透明料，熔融指數(shù)為5 10g/10min，等規(guī)度為96_98%，優(yōu)選臺(tái)灣臺(tái)化1080 ；增韌劑，為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體(POE-g-MAH)，優(yōu)選美國(guó)陶氏的209 ；阻燃劑，為四溴雙酚A (TBBA)，分子式為C15H12Br4O2，優(yōu)選美國(guó)雅寶的CP-2000 ；協(xié)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(yōu)選瑞士汽巴的產(chǎn)品；潤(rùn)滑劑，為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)，優(yōu)選日本花王的EB-FF。本發(fā)明阻燃聚丙烯組合物的物理性能測(cè)試的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)列于表I。該阻燃聚丙烯組合物經(jīng)擠出成型的塑料粒經(jīng)過85°C烘烤4h后注塑制樣。拉伸強(qiáng)度測(cè)試的樣條尺寸為127mmX 13mmX 3. 2mm,拉伸速度為50/min。彎曲強(qiáng)度測(cè)試的樣條尺寸為127mmX 13mmX3. 2mm,彎曲速度為5m/min。沖擊強(qiáng)度的樣條尺寸為63. 5mmX 12. 7mmX3. 2mm。表I測(cè)試執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)物理性能單位執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
沖擊強(qiáng)度__KJ/m2__ASTM D256
拉伸強(qiáng)度__MPa__ASTM D638
斷裂伸長(zhǎng)率__%__ASTM D638彎曲強(qiáng)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(duì)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(jī)中高速預(yù)混3 5分鐘，然后用雙螺桿擠出機(jī)(螺桿長(zhǎng)徑比為38)熔融擠出造粒。螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180 185°C，二區(qū)溫度180 185°C、三區(qū)溫度185 190°C、四區(qū)溫度190 195°C、五區(qū)溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C ;主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為25Hz，喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為10Hz，熔融擠出造粒。將該阻燃聚丙烯組合物復(fù)合材料在注塑機(jī)上200 210°C注塑成型ASTM標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試樣條。測(cè)定材料的機(jī)械性能和阻燃性能，并將其測(cè)試結(jié)果列于表2。對(duì)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(jī)中高速預(yù)混3 5分鐘，用雙螺桿擠出機(jī)(螺桿長(zhǎng)徑比為38)熔融擠出造粒。擠出機(jī)的工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180 185°C，二區(qū)溫度180 185°C、三區(qū)溫度185 190°C、四區(qū)溫度190 195°C、五區(qū)溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C;主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為25Hz，喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為12Hz。在注塑機(jī)上200 210°C注塑成型ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條。測(cè)定材料的機(jī)械性能和阻燃性能，并將其測(cè)試結(jié)果列于表2。實(shí)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(jī)中高速預(yù)混3 5分鐘，然后用雙螺桿擠出機(jī)(螺桿長(zhǎng)徑比為38)擠出造粒；螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180 185°C，二區(qū)溫度180 185°C、三區(qū)溫度185 190°C、四區(qū)溫度190 195°C、五區(qū)溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C。主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為25Hz，喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為10Hz，熔融擠出造粒。在注塑機(jī)上200 210°C注塑成型ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條。測(cè)定材料的機(jī)械性能和阻燃性能，并將其測(cè)試結(jié)果列于表2。實(shí)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(jī)中高速預(yù)混3 5分鐘，用雙螺桿擠出機(jī)(螺桿長(zhǎng)徑比為38)熔融擠出造粒。擠出機(jī)的工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180 185°C，二區(qū)溫度180 185°C、三區(qū)溫度185 190°C、四區(qū)溫度190 195°C、五區(qū)溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C。主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為25Hz，喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為12Hz。在注塑機(jī)上200 210°C注塑成型ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條。測(cè)定材料的機(jī)械性能和阻燃性能，并將其測(cè)試結(jié)果列于表2。實(shí)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(jī)中高速預(yù)混3 5分鐘，用雙螺桿擠出機(jī)(螺桿長(zhǎng)徑比為38)熔融擠出造粒。擠出機(jī)的工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180 185°C，二區(qū)溫度180 185°C、三區(qū)溫度185 190°C、四區(qū)溫度190 195°C、五區(qū)溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C。主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為25Hz，喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為12Hz。在注塑機(jī)上200 210°C注塑成型ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條。測(cè)定材料的機(jī)械性能和阻燃性能，并將其測(cè)試結(jié)果列于表2。實(shí)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(jī)中高速預(yù)混3 5分鐘，用雙螺桿擠出機(jī)(螺桿長(zhǎng)徑比為38)熔融擠出造粒。擠出機(jī)的工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180 185°C，二區(qū)溫度180 185°C、三區(qū)溫度180 185°C、四區(qū)溫度185 190°C、五區(qū)溫度190 195°C，模頭溫度200 205°C。主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為35Hz，喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為15Hz。在注塑機(jī)上200 210°C注塑成型ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條。測(cè)定材料的機(jī)械性能和阻燃性能，并將其測(cè)試結(jié)果列于表2。表2對(duì)比例及實(shí)施例的組成及性能測(cè)試結(jié)果
配方組成對(duì)比例I對(duì)比例2實(shí)施例I實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)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(quán)利要求
1.一種阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，其組成按質(zhì)量百分比計(jì)包含 聚丙烯68 85% ; 增韌劑3 12%; 阻燃劑8 14% ; 復(fù)配協(xié)效阻燃劑O. I 10% ; 抗氧劑O. I O. 6% ； 潤(rùn)滑劑O. 2% 0.5%。
2.根據(jù)權(quán)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(shù)為5 10g/10min，其等規(guī)度為96 98%。
3.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述復(fù)配協(xié)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(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述復(fù)配協(xié)效阻燃劑為三氧化二銻、硼酸鋅及聚四氟乙烯三者復(fù)配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述復(fù)配協(xié)效阻燃劑的組成按整個(gè)聚丙烯組合物的質(zhì)量百分比計(jì)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(jù)權(quán)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(fù)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(jù)權(quán)利要求I所述的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。
10.一種如權(quán)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(jù)質(zhì)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(jī)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(jī)熔融擠出造粒，擠出機(jī)的工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180 185°C，二區(qū)溫度180 185°C、三區(qū)溫度185 190°C、四區(qū)溫度190 195°C、五區(qū)溫度195 200°C，模頭溫度200 210°C，主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為20 36Hz，喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為 10 16Hz。
全文摘要
本發(fā)明提供一種阻燃聚丙烯組合物，其組成按質(zhì)量百分比計(jì)包含聚丙烯68～85％；增韌劑3～12％；阻燃劑8～14％；復(fù)配協(xié)效阻燃劑0.1～10％；抗氧劑0.1～0.6％；潤(rùn)滑劑0.2％～0.5％。其中，所述復(fù)配協(xié)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(fù)配協(xié)效阻燃劑的組成按整個(gè)聚丙烯組合物的質(zhì)量百分比計(jì)為三氧化二銻0～3％，硼酸鋅1～4％，聚四氟乙烯0.2～0.5％。本發(fā)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(hào)B29C47/92GK102775675SQ20111011910
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者徐陳孝, 朱付成 申請(qǐng)人:蘇州漢揚(yáng)精密電子有限公司