CN103160029B - 一种无卤阻燃抗静电增强改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种无卤阻燃抗静电增强改性聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种改性聚丙烯材料及其制备方法。本发明的改性聚丙烯材料由包含以下重量份的组分制成：聚丙烯树脂16-71.5份，玻璃纤维5-20份，聚磷酸铵5-15份，季戊四醇2-5份，密胺磷酸盐10-15份，蒙脱土1-4份，相容剂3-8份，抗静电填料2-15份，抗氧剂0.2-1份和润滑剂0.3-1份。本发明的无卤阻燃抗静电增强聚丙烯材料，用合理的比例复配的膨胀型阻燃剂在有玻纤的情况下也能形成连续的炭层实现优异的阻燃性能、强度高，抗静电效果明显等优点。

Description

一种无卤阻燃抗静电增强改性聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种改性聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
作为广泛应用于日常生活生产各个领域的通用塑料，聚丙烯具有良好的电绝缘性、表面具有很高的电阻率。这些性能使聚丙烯类材料在使用过程中容易产生静电积累从而引起吸尘、火花放电灯现象。同时由于聚丙烯的极限氧指数值只有18，是易燃材料。本发明用合理的比例复配的膨胀型阻燃剂在有玻纤的情况下也能形成连续的炭层实现优异的阻燃性能、强度高，抗静电效果明显等优点。
发明内容
本发明为针对现有技术的缺陷而提供一种无卤阻燃抗静电增强改性聚丙烯材料及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种改性聚丙烯材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚丙烯树脂16-71.5份，
玻璃纤维5-20份，
聚磷酸铵5-15份，
季戊四醇2-5份，
密胺磷酸盐10-15份，
蒙脱土1-4份，
相容剂3-8份，
抗静电填料2-15份，
抗氧剂0.2-1份，
润滑剂0.3-1份。
所述的聚丙烯树脂为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或两种。
所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
所述的聚磷酸铵平均聚合度大于200。
所述的蒙脱土径厚比大于200，层厚度小于25nm。
所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。
所述的抗静电填料为导电炭黑。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)或硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的一种或一种以上。
所述的润滑剂为硬脂酸钙或亚乙基二硬脂酸胺(EBS)中的一种或两种。
一种上述改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述配比称取各原料：聚丙烯树脂16-71.5份，玻璃纤维5-20份，聚磷酸铵5-15份，季戊四醇2-5份，密胺磷酸盐10-15份，蒙脱土1-4份，相容剂3-8份，抗静电填料2-15份，抗氧剂0.2-1份和润滑剂0.3-1份；
(2)在高混机中将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到改性聚丙烯材料。
所述步骤(2)中高混机的混合温度为40-60℃，混合时间为5-15min；双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的无卤阻燃抗静电增强聚丙烯材料，能在保证V-0阻燃等级的同时有效减少溴类阻燃剂和阻燃协效剂的用量，降低材料的密度和成本。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
下列各实施例中的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。
实施例1
(1)按表1中的组分及配比(重量份)称取原料；
(2)在60℃下，在高混机中混合5min，将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中挤出得到混合物，其中挤出机各段挤出温度分别设定为175℃、180℃、190℃、195℃、195℃、200℃。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例2
(1)按表1中的组分及配比(重量份)称取原料；
(2)在50℃下，在高混机中混合10min，将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中挤出得到混合物，其中挤出机各段挤出温度分别设定为180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、200℃。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例3
(1)按表1中的组分及配比(重量份)称取原料；
(2)在50℃下，在高混机中混合15分钟，将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中挤出得到混合物，其中挤出机各段挤出温度分别设定为175℃、190℃、195℃、195℃、190℃、200℃。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例4
(1)按表1中的组分及配比(重量份)称取原料；
(2)在60℃下，在高混机中混合15分钟，将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中挤出得到混合物，其中挤出机各段挤出温度分别设定为175℃、180℃、195℃、195℃、195℃、200℃。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
表1实施例1-4组分及配比(重量份)
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
共聚聚丙烯 16 71.5 42.2 44
无碱玻璃纤维 20 5 15 10
聚磷酸铵 15 5 10 12
季戊四醇 5 2 3 4
密胺磷酸盐 15 10 12 12
蒙脱土 4 1 2 3
PP-g-MAH 8 3 5 6
导电炭黑 15 2 10 8
EBS 1 0.3 0.5 0.5
抗氧剂1010 0.5 0.1 0.1 0.2
抗氧剂168 0.5 0.1 0.2 0.3
表2实施例1-4性能测试
测试项目/单位 测试标准 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
融指/g/10min ISO 1133 5 56 17 18
拉伸强度/MPa ISO 527 42.3 24.4 33.8 36.8
弯曲强度/MPa ISO 178 55.5 28.5 36.1 38.5
弯曲模量/MPa ISO 178 4215 1769 3376 3503
Izod缺口冲击强度/J/M ISO 180 33 144 58 67
密度/g/cm3 ISO 1183 1.50 1.18 1.26 1.25
阻燃性 —— V-0 V-2 V-0 V-0
表面电阻率/Ω GB/T 1410 108 1010 109 109
从表2中可以看出，按照适当的组分配比以及合适的加工工艺，能够制备出阻燃抗静电增强聚丙烯材料，同时有效减少溴类阻燃剂和阻燃协效剂的用量降低材料的密度和成本。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种聚丙烯材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：
所述的抗静电填料为导电炭黑；
所述的润滑剂为亚乙基二硬脂酸胺。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚磷酸铵平均聚合度大于200。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于：所述的蒙脱土径厚比大于200，层厚度小于25nm。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于：所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或硫代二丙酸双十八醇酯中的一种或一种以上。
8.一种上述权利要求1-7中任一所述的聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)称取各原料：聚丙烯树脂16-44份，玻璃纤维5-20份，聚磷酸铵5-15份，季戊四醇2-5份，密胺磷酸盐10-15份，蒙脱土3-4份，相容剂3-8份，抗静电填料2-15份，抗氧剂0.2-1份和润滑剂0.3-1份；
(2)在高混机中将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到改性聚丙烯材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中高混机的混合温度为40-60℃，混合时间为5-15min；双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
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