CN109467803A - 一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法 - Google Patents

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刘妍
朱业安
王云
黄德娟
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Abstract

本发明公开了一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，所述高效阻燃型聚丙烯材料按重量份包括以下组分：聚丙烯100份、聚乙烯蜡1～3份、聚磷酸铵7～12份、季戊四醇10～15份、三聚氰胺6～8份、抗氧剂0.5～1.5份、润滑剂0.1～0.3份、DCP 0.5～2.0份、填料20～40份，所述制备方法包括以下步骤：步骤一：混料，步骤二：挤出造粒，步骤三：步骤四：物料成型。本发明阻燃聚丙烯材料配方合理、制备方法简单，阻燃效果好，具有较大的应用和推广价值。

Description

一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯材料的制备方法领域，尤其是一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法。
背景技术
随着我国经济发展水平的提高，各行业如电子电气、汽车加工、建筑、机械设备等领域的发展速度、规模及技术水平得到明显提升，高分子材料以其可设计性、生产效率高、轻质、节能等特点得到广泛的应用。
聚丙烯(Polypropylene，PP)的分子量约为8～15万，它的分子结构决定了它具有较低的吸水性，其吸水率仅为0.01％。由于聚丙烯的分子结构规则而高度结晶化，所以聚丙烯的熔点高达164～170℃。它还具有相对密度小、透明性、表面光泽好、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易于加工、热变形温度高、来源丰富及价格低廉等突出的优点而发展迅速。目前广泛的应用在工业建设、汽车工业、电子电气、包装及建材等领域。聚丙烯的力学性能略高于聚乙烯，而且聚丙烯的化学稳定性也很好，除了能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时其化学稳定性随结晶度的增加还会有所提高。
由于聚丙烯仅有碳、氢两种元素构成，并且分子链中含有与叔碳原子相连的活泼氢原子，导致在热氧环境下容易发生氧化反应产生自由基并使分子链断裂，所以极易燃烧，其极限氧指数为17％左右，属于易燃材料，在燃烧过程中不容易成炭，伴随大量浓烟和熔融滴落，限制了其推广和应用。传统聚丙烯阻燃大多采用卤系阻燃体系，卤系阻燃体系虽然具有添加量少，阻燃效果明显的特点，但添加卤系阻燃体系后，在燃烧时会产生大量有毒、有腐蚀性的烟雾，不仅严重污染环境，不符合环保的理念，并且妨碍火灾现场人员的撤离和救援工作的展开，对人类生命安全和生存环境构成潜在的威胁。因此急需一种高效环保的阻燃型的聚丙烯材料。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提供一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，所述高效阻燃型聚丙烯材料按重量份包括以下组分：聚丙烯100份、聚乙烯蜡1～3份、聚磷酸铵7～12份、季戊四醇10～15份、三聚氰胺6～8份、抗氧剂0.5～1.5份、润滑剂0.1～0.3份、DCP 0.5～2.0份、填料20～40份，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一：混料，按照配方称量各种物料，将物料放入高速搅拌机中预混合均匀、备用；
步骤二：挤出造粒，将步骤一得到的预混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，螺杆各段温度设定依次为一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为195℃，五区温度为210℃，六区温度为220℃，机头温度为215℃，螺杆的转速为50～80r/min，挤出的料条经过水冷却后，通过切粒机切成粒料；
步骤三：粒料干燥，将步骤二造粒后的物料放入恒温鼓风干燥箱中，控制恒温鼓风干燥箱的温度为50～70℃，干燥时间为12～24h；
步骤四：物料成型，将步骤三得到的粒料放入注塑机中，控制机头的温度为210℃，一区温度为205℃，二区温度为195℃，三区温度为175℃，将熔融物料注射到模具中，控制保压时间为5～8s，冷却时间为15～20s，注射压力为5～10MPa。
上述的一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。
上述的一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，所述润滑剂为硬脂酸钙。
上述的一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，所述填料为滑石粉。
与现有技术相比本发明具有以下优点和突出性效果：
本发明的有益效果是，本发明聚丙烯材料中添加了聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺阻燃剂，其中聚磷酸铵在高温下能够脱去氨气和水，生成聚磷酸和聚偏磷酸，氨气和水能够稀释空气中氧的浓度，使燃烧反应减缓，聚磷酸和聚偏磷酸能够使聚丙烯脱水炭化，在聚丙烯表面形成粘稠状炭化物，阻隔聚丙烯和氧气接触，起到阻燃作用；三聚氰胺能够在受热时释放大量无毒不燃性气体，带走大量热量，使燃烧熄灭，同时气体使碳层膨胀覆盖在聚丙烯表面，隔绝了外界氧气的进入；季戊四醇在高温下能够脱水成炭，形成炭层，降低了热量和可燃性挥发产物在聚丙烯材料界面的传递，从而终止燃烧。本发明阻燃聚丙烯材料配方合理、制备方法简单，阻燃效果好，具有较大的应用和推广价值。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
【实施例1】
一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，所述高效阻燃型聚丙烯材料按重量份包括以下组分：聚丙烯100份、聚乙烯蜡1份、聚磷酸铵7份、季戊四醇10份、三聚氰胺6份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.1份、DCP 0.5份、填料20份，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一：混料，按照配方称量各种物料，将物料放入高速搅拌机中预混合均匀、备用；
步骤二：挤出造粒，将步骤一得到的预混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，螺杆各段温度设定依次为一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为195℃，五区温度为210℃，六区温度为220℃，机头温度为215℃，螺杆的转速为60r/min，挤出的料条经过水冷却后，通过切粒机切成粒料；
步骤三：粒料干燥，将步骤二造粒后的物料放入恒温鼓风干燥箱中，控制恒温鼓风干燥箱的温度为50℃，干燥时间为12h；
步骤四：物料成型，将步骤三得到的粒料放入注塑机中，控制机头的温度为210℃，一区温度为205℃，二区温度为195℃，三区温度为175℃，将熔融物料注射到模具中，控制保压时间为5s，冷却时间为15s，注射压力为5MPa。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步的，所述润滑剂为硬脂酸钙。
进一步的，所述填料为滑石粉。
【实施例2】
一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，所述高效阻燃型聚丙烯材料按重量份包括以下组分：聚丙烯100份、聚乙烯蜡3份、聚磷酸铵12份、季戊四醇15份、三聚氰胺8份、抗氧剂1.5份、润滑剂0.3份、DCP 2.0份、填料40份，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一：混料，按照配方称量各种物料，将物料放入高速搅拌机中预混合均匀、备用；
步骤二：挤出造粒，将步骤一得到的预混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，螺杆各段温度设定依次为一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为195℃，五区温度为210℃，六区温度为220℃，机头温度为215℃，螺杆的转速为80r/min，挤出的料条经过水冷却后，通过切粒机切成粒料；
步骤三：粒料干燥，将步骤二造粒后的物料放入恒温鼓风干燥箱中，控制恒温鼓风干燥箱的温度为70℃，干燥时间为24h；
步骤四：物料成型，将步骤三得到的粒料放入注塑机中，控制机头的温度为210℃，一区温度为205℃，二区温度为195℃，三区温度为175℃，将熔融物料注射到模具中，控制保压时间为8s，冷却时间为20s，注射压力为10MPa。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂168。
进一步的，所述润滑剂为硬脂酸钙。
进一步的，所述填料为滑石粉。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述高效阻燃型聚丙烯材料按重量份包括以下组分：聚丙烯100份、聚乙烯蜡1～3份、聚磷酸铵7～12份、季戊四醇10～15份、三聚氰胺6～8份、抗氧剂0.5～1.5份、润滑剂0.1～0.3份、DCP 0.5～2.0份、填料20～40份，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一：混料，按照配方称量各种物料，将物料放入高速搅拌机中预混合均匀、备用；
步骤二：挤出造粒，将步骤一得到的预混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，螺杆各段温度设定依次为一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为195℃，五区温度为210℃，六区温度为220℃，机头温度为215℃，螺杆的转速为50～80r/min，挤出的料条经过水冷却后，通过切粒机切成粒料；
步骤三：粒料干燥，将步骤二造粒后的物料放入恒温鼓风干燥箱中，控制恒温鼓风干燥箱的温度为50～70℃，干燥时间为12～24h；
步骤四：物料成型，将步骤三得到的粒料放入注塑机中，控制机头的温度为210℃，一区温度为205℃，二区温度为195℃，三区温度为175℃，将熔融物料注射到模具中，控制保压时间为5～8s，冷却时间为15～20s，注射压力为5～10MPa。
2.根据权利要求1所述的一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。
3.根据权利要求1所述的一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙。
4.根据权利要求1所述的一种高效阻燃型聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述填料为滑石粉。
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