CN103131085B - 一种高韧性环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高韧性环保阻燃聚丙烯材料，由包括以下重量份的组分制成：聚丙烯40-59份，滑石粉1-20份，增韧剂5-15份，阻燃剂18-25份，阻燃协效剂6-10份，润滑剂0.3-0.6份和抗氧剂0.1-0.4份。本发明还公开了该高韧性环保阻燃聚丙烯材料的制备方法。本发明的高韧性环保阻燃聚丙烯材料具有较高的冲击强度和良好的阻燃性，外观光亮并且无阻燃剂析出；本发明的高韧性环保阻燃聚丙烯材料具有良好的热密封性能，能有效防止硫酸泄漏，其性能符合铅酸蓄电池外壳材料的性能要求，为阻燃铅酸蓄电池外壳提供了一种新材料。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料改性技术领域，尤其涉及一种高韧性环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用。
背景技术
聚丙烯（PP）是一种热塑性塑料，比重轻，成品表面硬度大，弹性高，耐热性、化学稳定性、绝缘性良好，被广泛应用于生产、生活的诸多领域。高冲击强度的聚丙烯材料也广泛应用于制造蓄电池外壳。但是聚丙烯极易燃烧，极限氧指数（LOI）仅为17.4-18.5，且燃烧时熔滴严重，容易传播火焰引起火灾，使其应用存在不安全因素。这使得PP在电子电气、通讯器材、汽车、电器、建筑材料等行业的应用受到限制。为了符合阻燃特性要求，必须对PP进行改性。通过添加阻燃剂提高PP的阻燃性能有效扩大其应用范围。
铅酸蓄电池外壳，要求具有较高的抗冲击性能；电池槽与盖之间的结合通过热密封，要求外壳材料具有较好的热密封性能，长期与密度为1.2-1.4g/ml的硫酸接触不影响材料的使用性能，产品表面无阻燃剂析出。
目前市场上的聚丙烯铅酸蓄电池外壳的阻燃性能都不好，因此发明一种高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于生产阻燃铅酸蓄电池外壳就具有很大的意义。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种具有优良的阻燃性能与机械性能的高韧性环保阻燃聚丙烯材料。
本发明的另一目的是提供上述高韧性环保阻燃聚丙烯材料的制备方法。
本发明的再一目的是提供上述高韧性环保阻燃聚丙烯材料作为铅酸蓄电池外壳料的用途。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种高韧性环保阻燃聚丙烯材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚丙烯40-59份；
滑石粉1-20份；
增韧剂5-15份；
阻燃剂18-25份；
阻燃协效剂6-10份；
润滑剂0.3-0.6份；
抗氧剂0.1-0.4份。
优选的，所述聚丙烯选自熔融指数为1-100g/10min的共聚聚丙烯。
优选的，所述滑石粉为1250目-5000目用硅烷偶联剂处理过的滑石粉。
优选的，所述增韧剂选自乙烯-辛烯共聚物弹性体、乙烯-丙烯共聚物弹性体、EPDM中的一种或几种。
优选的，所述阻燃剂为环保阻燃剂，优选十溴二苯乙烷。
优选的，所述阻燃协效剂为三氧化二锑。
优选的，所述润滑剂为硬脂酸盐，优选硬脂酸钙。
优选的，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂；所述主抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫酯类抗氧剂中的一种或几种，优选抗氧剂1010、抗氧剂1076；所述辅抗氧剂选自亚磷酸盐、酯类抗氧剂中的一种或几种，优选抗氧剂168。
一种高韧性环保阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯40-59重量份，滑石粉1-20重量份，增韧剂5-15重量份，阻燃剂18-25重量份，阻燃协效剂6-10重量份，润滑剂0.3-0.6重量份和抗氧剂0.1-0.4重量份放入高速混合机中混合3-5分钟，然后将混合物加入挤出机中，挤出并切粒得到高韧性环保阻燃聚丙烯材料；所述挤出机为双螺杆挤出机，挤出机的料筒温度为180-210℃。
一种高韧性环保阻燃聚丙烯材料在制造铅酸蓄电池外壳领域的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的高韧性环保阻燃聚丙烯材料具有较高的冲击强度和良好的阻燃性，外观光亮并且无阻燃剂析出；
2、本发明的高韧性环保阻燃聚丙烯材料具有良好的热密封性能，能有效防止硫酸泄漏，其性能符合铅酸蓄电池外壳材料的性能要求，为阻燃铅酸蓄电池外壳提供了一种新材料。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
在实施例1-3的配方中，聚丙烯为上海赛科石油化工有限责任公司生产的共聚聚丙烯，商品名为K7926，其熔融指数为25-30g/10min（测试条件：230℃×2.16kg）；滑石粉为中国广西产，其粒径大小为1250目，白度在95%以上，并经硅烷偶联剂处理；增韧剂为美国陶氏公司生产的乙烯-辛烯共聚物弹性体，牌号为POE8150，其辛烯含量为25%，密度为0.868g/cm3，熔融指数为0.5g/10min（测试条件：190℃×2.16kg）；阻燃剂为十溴二苯乙烷；阻燃协效剂为三氧化二锑；主抗氧剂为Ciba公司生产的1010；辅抗氧剂为Ciba公司生产的168；润滑剂为硬脂酸钙。
最终制备得到的聚丙烯复合材料的综合力学性能通过测试材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度以及阻燃性能进行判断。
实施例1
将40重量份聚丙烯（PP）PPK7926，20重量份滑石粉1250目，15重量份POE8150，18重量份十溴二苯乙烷，6重量份三氧化二锑，0.6重量份硬脂酸钙，0.2重量份抗氧剂1010，0.2重量份抗氧剂168，放入高速混合机中混合3分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出机温度控制在180-200℃范围内，挤出并切粒得到聚丙烯材料。材料的各项性能测试结果见表1。
实施例2
将51重量份聚丙烯（PP）PPK7926，10重量份滑石粉1250目，10重量份POE8150，21重量份十溴二苯乙烷，7重量份三氧化二锑，0.6重量份硬脂酸钙，0.2重量份抗氧剂1010，0.2重量份抗氧剂168，放入高速混合机中混合3分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出机温度控制在180-200℃范围内，挤出并切粒得到聚丙烯材料。材料的各项性能测试结果见表1。
实施例3
将59重量份聚丙烯（PP）PPK7926，1重量份滑石粉1250目，5重量份POE8150，25重量份十溴二苯乙烷，9重量份三氧化二锑，0.6重量份硬脂酸钙，0.2重量份抗氧剂1010，0.2重量份抗氧剂168，放入高速混合机中混合3分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出机温度控制在180-200℃范围内，挤出并切粒得到聚丙烯材料。材料的各项性能测试结果见表1。
将上述改性聚丙烯材料用海天注塑机注塑成铅酸蓄电池外壳，注塑机型号为海天MA28000，注塑温度为180-220℃，模具温度为40-50℃。产品阻燃性能合格。
表1
从表1中实施例1-3的性能数据可以看出，本发明的高韧性环保阻燃聚丙烯材料，冲击强度较高，阻燃性能优异。该材料经过注塑成型蓄电池外壳制件，其热封性能良好，低温冲击性能和阻燃性能也可以达到蓄电池外壳的要求。
实施例4
将49.5重量份熔融指数为1-35g/10min的共聚聚丙烯，10重量份滑石粉5000目（经硅烷偶联剂处理），5重量份EPDM，25重量份十溴二苯乙烷，10重量份三氧化二锑，0.3重量份硬脂酸钙，0.05重量份抗氧剂1076，0.05重量份抗氧剂168，放入高速混合机中混合4分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出机温度控制在180-210℃范围内，挤出并切粒得到高韧性环保阻燃聚丙烯材料。
实施例5
将56.3重量份熔融指数为28-65g/10min的共聚聚丙烯，10重量份滑石粉2000目（经硅烷偶联剂处理），9重量份乙烯-丙烯共聚物弹性体，18重量份十溴二苯乙烷，6重量份三氧化二锑，0.4重量份硬脂酸钙，0.1重量份抗氧剂1076，0.2重量份抗氧剂168，放入高速混合机中混合5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出机温度控制在180-210℃范围内，挤出并切粒得到高韧性环保阻燃聚丙烯材料。
实施例6
将45重量份熔融指数为70-100g/10min的共聚聚丙烯，15重量份滑石粉3850-4500目（经硅烷偶联剂处理），12重量份乙烯-丙烯共聚物弹性体，23重量份十溴二苯乙烷，8重量份三氧化二锑，0.5重量份硬脂酸钙，0.1重量份抗氧剂1010，0.1重量份抗氧剂168，放入高速混合机中混合5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出机温度控制在180-210℃范围内，挤出并切粒得到高韧性环保阻燃聚丙烯材料。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述高韧性环保阻燃聚丙烯材料由包括以下重量份的组分制成：
聚丙烯40-59份；
滑石粉1-20份；
增韧剂5-15份；
阻燃剂18-25份；
阻燃协效剂6-10份；
润滑剂0.3-0.6份；
抗氧剂0.1-0.4份；其中，
所述聚丙烯商品名为K7926，其熔融指数为25-30g/10min；
所述滑石粉为用硅烷偶联剂处理过的滑石粉，白度在95%以上；
所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物弹性体，牌号为POE8150，其辛烯含量为25%，密度为0.868g/cm3，熔融指数为0.5g/10min。
2.如权利要求1所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述滑石粉为1250目-5000目。
3.如权利要求1所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷。
4.如权利要求1所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述阻燃协效剂为三氧化二锑。
5.如权利要求1所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸盐。
6.如权利要求1所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙。
7.如权利要求1所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂；所述主抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫酯类抗氧剂中的一种或几种；所述辅抗氧剂选自亚磷酸盐、酯类抗氧剂中的一种或几种。
8.如权利要求7所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述主抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076的一种或几种；所述辅抗氧剂为抗氧剂168。
9.如权利要求1至8中任一项所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料用于制造铅酸蓄电池外壳的用途，其特征在于，所述的高韧性环保阻燃聚丙烯材料的制备方法包括以下步骤：
将聚丙烯40-59重量份，滑石粉1-20重量份，增韧剂5-15重量份，阻燃剂18-25重量份，阻燃协效剂6-10重量份，润滑剂0.3-0.6重量份和抗氧剂0.1-0.4重量份放入高速混合机中混合3-5分钟，然后将混合物加入挤出机中，挤出并切粒得到高韧性环保阻燃聚丙烯材料；所述挤出机为双螺杆挤出机，挤出机的料筒温度为180-210℃。
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