CN105837930A - 一种柔软且具有超高流动性pp阻燃料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,按质量百分比计,由以下组分混合制成:基体树脂A 40-90%,阻燃剂2-40%,极性降温母粒1-30%,抗氧剂0.05-1%,分散剂0.2-5%,紫外吸收剂0.1-1%,光稳定剂0.1-1%。本发明硬度低、手感好、加工温度低、分子量分布窄易纺丝、韧性佳、无析出、耐老化、力学性能优良,与聚酯、聚乙烯、聚丙烯粘结性好,且制备方法耗时短,生产效率高,生产方便适合工业化生产,在制备PP阻燃无纺布中具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及高分子阻燃材料领域,特别涉及一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料。
背景技术
聚丙烯纤维(丙纶)具有质地轻、强度高、保暖性好、不吸湿、耐化学腐蚀性强、保暖性好等优良的综合性能,近年来在无纺布领域具有大量的应用。无纺布又称不织布,是由定向的或随机的纤维而构成,是新一代环保材料,具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。PP无纺布采用PP粒料为原料,经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取一步法连续生产而成。PP无纺布制品具有色彩丰富、鲜艳明快、时尚环保、用途广泛、美观大方,图案和款式多样等特点,可广泛应用于农用薄膜、化工制造、建材家具、服装、医疗用具等行业。
目前市场上虽然有大量关于阻燃PP及阻燃纤维的报道,但有关阻燃无纺布的研究较少。常规的阻燃PP一般需要添加10-30%的阻燃剂,导致韧性差、产品发脆、成型加工困难等弊端。并且由于PP是结晶性树脂,阻燃剂等小分子容易在其表面析出,影响制品外观。传统无纺布的硬度较高,即使所谓超柔无纺布硬度也在100R-Scale左右,手感不佳影响其使用范围。无纺布的加工温度一般在230℃左右,有时甚至在300℃以上,高的加工温度容易使PP、阻燃剂及各种助剂容易分解加工时有大量的有害气体产生,生产的制品性能也会有很大下降。目前国内外市场尚未有能在较低温度加工且硬度低、韧性高的阻燃PP。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,该PP阻燃料硬度低、手感好、加工温度低、分子量分布窄易纺丝、韧性佳、无析出、耐老化、力学性能优良,与聚酯、聚乙烯、聚丙烯粘结性好,且制备方法耗时短,生产效率高,生产方便适合工业化生产,在制备PP阻燃无纺布中具有很好的应用前景。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,按质量百分比计,由以下组分混合制成:
所述的抗氧剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、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,β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、2,2’-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双-(4-甲基基-6-叔丁基苯酚)、二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种。
本发明的高分子阻燃PP可以直接应用于PP纤维、无纺布生产,也可将其作为其他纤维的包覆层,该产品可以很好地解决纤维硬度高、阻燃性能差、韧性低、流动性差的问题。
本发明选用聚丙烯、聚丙烯弹性体、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物中的一种或两种为基体树脂,手感佳、硬度可低至60HA;在配方中加入极性基团接枝改性功能树脂,一方面可作为降温母粒降低材料加工温度同时使分子量分布更窄有利于纺丝另一方面极性基团的引入可增加PP的粘接性亦使其便于染色,增大应用范围。
作为优选,所述基体树脂A选自聚丙烯、聚丙烯弹性体、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物中的一种或几种。
作为优选,所述阻燃剂选自三氧化二锑、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝、六溴环十二烷、八溴醚、十溴二苯乙烷、磷酸三甲苯酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸三(2.3-二氯丙基)酯、磷酸三(β-氯乙基)酯、亚磷酸三苯酯、甲基膦酸二甲酯、复合磷系阻燃剂、氮磷系膨胀阻燃剂、三(2,2-二溴甲基-3-溴丙基)磷酸酯、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、红磷、氢氧化铝、氢氧化镁、氯化石蜡、硼酸锌中的一种或几种。
作为优选,所述极性降温母粒为极性基团改性接枝功能树脂,其制备方法如下:按重量份将基体树脂B 100份、接枝单体0.1-5份、引发剂0.1-10份和稀释剂0.1-2份加入搅拌机中混合均匀,在140-210℃下熔融共混反应挤出、切粒,除味提纯后得到极性降温母粒;所述的基体树脂B选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚丙烯弹性体中的一种或几种。
作为优选,所述接枝单体选自马来酸酐、马来酸单酯、马来酸二丁酯、马来酸二乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种。
作为优选,所述的引发剂选自2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧)化己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、偶氮二异丁腈中的一种或几种。
作为优选,所述的稀释剂选自丙酮、丁酮、乙醇中的一种。
作为优选,所述分散剂(或称分散偶联剂)选自硅烷偶联剂、硅酮粉、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、乙撑基双硬脂酰、硬脂酸单甘油酯、脂肪酸钡、脂肪酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或几种。
纤维素衍生物是以纤维素高分子中的羟基与化学试剂发生酯化或醚化反应后的生成物。按照反应生成物的结构特点可以将纤维素衍生物分为纤维素醚和纤维素酯以及纤维素醚酯三大类。实际商品化应用的纤维素酯类有:纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯和纤维素黄酸酯。纤维素醚类有:甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、氰乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素等。
作为优选,所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***、单苯甲酸间苯二酚、葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种或几种。
作为优选,所述光稳定剂选自2,2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或几种。
一种柔软且具有超高流动性的阻燃PP的制备方法,包括如下步骤:
(1)极性降温母粒的制备
按重量份将基体树脂B 100份、接枝单体0.5-5份、引发剂0.01-3份和稀释剂0.1-2份加入搅拌机中混合均匀,于120-210℃下共混反应挤出切粒、除味提纯,得到极性降温母粒。
(2)阻燃PP的制备
根据配方将基体树脂A、阻燃剂、极性降温母粒、抗氧剂、分散剂、紫外线吸收剂、光稳定剂加入搅拌机中混合均匀,然后在110-230℃下经挤出机熔融共混挤出、造粒,得到阻燃PP产品颗粒。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的柔软且具有超高流动性PP阻燃料具有良好的手感、加工温度低、分子量分布窄易纺丝、韧性佳、易染色、无析出、耐老化、力学性能优良,与聚酯、聚乙烯、聚丙烯粘结性好。
(2)制备方法耗时短,生产效率高,生产方便适合工业化生产,在制备PP阻燃无纺布中具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。
本发明以下使用的化工原料组分除极性降温母粒外,均为市售产品。
实施例:
一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,按质量百分比计,由以下组分混合制成:
所述基体树脂A选自聚丙烯、聚丙烯弹性体、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物中的一种或几种。所述阻燃剂选自三氧化二锑、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝、六溴环十二烷、八溴醚、十溴二苯乙烷、磷酸三甲苯酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸三(2.3-二氯丙基)酯、磷酸三(β-氯乙基)酯、亚磷酸三苯酯、甲基膦酸二甲酯、复合磷系阻燃剂、氮磷系膨胀阻燃剂、三(2,2-二溴甲基-3-溴丙基)磷酸酯、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、红磷、氢氧化铝、氢氧化镁、氯化石蜡、硼酸锌中的一种或几种。所述分散剂选自硅烷偶联剂、硅酮粉、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、乙撑基双硬脂酰、硬脂酸单甘油酯、脂肪酸钡、脂肪酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或几种。所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***、单苯甲酸间苯二酚、葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种或几种。所述光稳定剂选自2,2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或几种。所述的抗氧剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、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,β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、2,2’-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双-(4-甲基基-6-叔丁基苯酚)、二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种。
所述极性降温母粒为极性基团改性接枝功能树脂,其制备方法如下:按重量份将基体树脂B 100份、接枝单体0.1-5份、引发剂0.1-10份和稀释剂0.1-2份加入搅拌机中混合均匀,在140-210℃下熔融共混反应挤出、切粒,除味提纯后得到极性降温母粒;所述的基体树脂B选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚丙烯弹性体中的一种或几种。所述接枝单体选自马来酸酐、马来酸单酯、马来酸二丁酯、马来酸二乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种。所述的引发剂选自2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧)化己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、偶氮二异丁腈中的一种或几种。所述的稀释剂选自丙酮、丁酮、乙醇中的一种。
具体实施案例1
PP配方:
基体树脂A:聚丙烯(台湾化纤,S2035),84.5wt%
阻燃剂:十溴二苯乙烷,6wt%
极性降温母粒:5wt%
分散剂:PP蜡,2wt%,硅烷偶联剂KH-570,1.5%
抗氧剂:β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,0.5wt%
紫外吸收剂:2,4-二羟基二苯甲酮,0.3wt%
光稳定剂:三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯,0.2wt%
超高流动性阻燃PP的制备方法,其步骤依次为:
(1)极性降温母粒的制备
按重量份称取聚丙烯(台湾化纤,S2035)100份、马来酸酐0.3份、过氧化二异丙苯2份和丙酮1份加入搅拌机中混合均匀,于190℃下共混反应挤出切粒、除味提纯后得到极性降温母粒。
(2)阻燃PP的制备
根据阻燃PP配方,将基体树脂A、弹性体、极性降温母粒、分散剂、紫外吸收及、光稳定剂和抗氧剂加入搅拌机中混合均匀,然后在200℃下经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒,得到阻燃PP产品颗粒。
具体实施案例2
PP配方:
基体树脂A:聚丙烯弹性体(埃克森,6202),60wt%
极性降温母粒:8wt%
阻燃剂:磷酸三(β-氯乙基)酯,27wt%
分散剂:EBS,2wt%,硅烷偶联剂KH-570,1.5%
抗氧剂:四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,0.5wt%;
三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,0.5wt%
紫外吸收剂:葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯,0.3wt%
光稳定剂:4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶,0.2wt%
超高流动性阻燃PP的制备方法,其步骤依次为:
(1)极性降温母粒的制备
按重量份称取聚丙烯弹性体(埃克森,6202)100份、马来酸酐0.2份、叔丁基过氧化-2-乙基己酯碳酸叔丁酯1份和丙酮1份加入搅拌机中混合均匀,于140℃下共混反应挤出切粒、除味提纯后得到极性降温母粒。
(2)阻燃PP的制备
根据阻燃PP配方,将基体树脂A、弹性体、极性降温母粒、分散剂、紫外吸收及、光稳定剂和抗氧剂加入搅拌机中混合均匀,然后在180℃下经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒,得到阻燃PP产品颗粒。
具体实施案例3
超高流动性阻燃PP配方(按重量比):
基体树脂A:聚丙烯弹性体(陶氏,VERSIFY4200),50wt%;聚丙烯(上海赛科,S2040),30wt%
极性降温母粒:5wt%
阻燃剂:三(2,2-二溴甲基-3-溴丙基)磷酸酯,10wt%
分散剂:硅酮粉,2.5wt%;PE蜡:1.5%
抗氧剂:2,2′-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚),0.5wt%
紫外吸收剂:2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮,0.3wt%
光稳定剂:2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪,0.2wt%。
超高流动性阻燃PP的制备方法,其步骤依次为:
(1)极性降温母粒的制备
按重量份称取聚丙烯弹性体陶氏,VERSIFY4200)100份、马来酸酐0.4份、2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧)化己烷1.5份和丙酮1份加入搅拌机中混合均匀,于140℃下共混反应挤出切粒、除味提纯后得到极性降温母粒。
(2)阻燃PP的制备
根据阻燃PP配方,将基体树脂A、弹性体、极性降温母粒、分散剂、紫外吸收及、光稳定剂和抗氧剂加入搅拌机中混合均匀,然后在200℃下经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒,得到阻燃PP产品颗粒。
阻燃PP性能测试包括外观、硬度、熔融指数、维卡软化温度、拉伸强度、断裂伸长率、氧指数、对PET膜粘接强度。具体实施案例1-3制备的高分子阻燃PP的具体性能指标测试结果见表1。
表1:阻燃PP性能测试结果
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:按质量百分比计,由以下组分混合制成:
2.根据权利要求1所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述基体树脂A选自聚丙烯、聚丙烯弹性体、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述阻燃剂选自三氧化二锑、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝、六溴环十二烷、八溴醚、十溴二苯乙烷、磷酸三甲苯酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸三(2.3-二氯丙基)酯、磷酸三(β-氯乙基)酯、亚磷酸三苯酯、甲基膦酸二甲酯、复合磷系阻燃剂、氮磷系膨胀阻燃剂、三(2,2-二溴甲基-3-溴丙基)磷酸酯、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、红磷、氢氧化铝、氢氧化镁、氯化石蜡、硼酸锌中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述极性降温母粒为极性基团改性接枝功能树脂,其制备方法如下:按重量份将基体树脂B 100份、接枝单体0.1-5份、引发剂0.1-10份和稀释剂0.1-2份加入搅拌机中混合均匀,在140-210℃下熔融共混反应挤出、切粒,除味提纯后得到极性降温母粒;所述的基体树脂B选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚丙烯弹性体中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述接枝单体选自马来酸酐、马来酸单酯、马来酸二丁酯、马来酸二乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述的引发剂选自2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧)化己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、偶氮二异丁腈中的一种或几种。
7.根据权利要求4所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述的稀释剂选自丙酮、丁酮、乙醇中的一种。
8.根据权利要求1或2所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述分散剂选自硅烷偶联剂、硅酮粉、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、乙撑基双硬脂酰、硬脂酸单甘油酯、脂肪酸钡、脂肪酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或几种。
9.根据权利要求1或2所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***、单苯甲酸间苯二酚、葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种或几种。
10.根据权利要求1或2所述的一种柔软且具有超高流动性PP阻燃料,其特征在于:所述光稳定剂选自2,2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或几种。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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