CN109608757A - 一种挤出级pp/pa合金遮光耐老化阻燃材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其制备原料包括以下组分及重量份含量：PP 100份、PA610 30‑50份、光遮蔽剂5‑15份、阻燃剂5‑20份、光吸收剂0.1‑0.5份、耐老化剂0.2‑0.6份；本发明采用含磷氮溴三元素的复配阻燃剂增强PP/PA复合材料的阻燃性；采用金红石型TIO2为光遮蔽剂以及细粒径FeS2为光吸收剂提高材料的遮光性，获得了具有良好的阻燃性和遮光性的复合材料。与现有技术相比，本发明具有阻燃性好、防火性能佳、耐老化性能好及连续挤出性好等优点。

Description

一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料
技术领域
本发明涉及PP/PA复合材料，尤其是涉及一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，属于复合材料领域。
背景技术
LED行业是目前发展较快市场规模较大的行业，中国灯具行业市场规模从2010年的900亿元增长到2016年的近5000亿元，复合增长率达29.71％。LED照明行业被誉为LED应用的未来。LED用可连续挤出灯管一直是需求较大的领域，分析显示，其占45％左右的份额。PP材料在实现可连续挤出的状况下，难以实现阻燃、遮光及耐老化，主要的问题在于熔体强度低、挤出材料质感偏软，低添加量难以达到理想效果的阻燃，同时挤出制件厚度偏薄，遮光效果不理想以及阻燃遮光处理后表面质感降低，这些问题大大限制了此类材料的发展，目前还没有相关的PP材料可以达到相关的要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，制备原料包括以下组分及重量份含量：
所述PP为均聚或共聚聚丙烯的一种或二者的混合物，其熔融指数为0.1～2g/10min(230℃*2.16kg)。
所述PA610为聚癸二酰己二胺，在23℃的测试温度下，其粘数为110-140g/ml，粘数测试根据ISO307的标准进行测试。
PA610的加入保证了材料挤出时的熔体强度和材料的挤出稳定性，同时PA610中较高含量的CH2链段含量保证了其与PP材料的相容性，合金材料不需要另外添加相容剂。
所述阻燃剂为甲基烯丙基次磷酸镁、聚磷酸三聚氰胺和聚丙烯酸五溴卞酯的复配混合物。
所述复配混合物中甲基烯丙基次磷酸镁、聚磷酸三聚氰胺和聚丙烯酸五溴卞酯的重量比为1：1：2。
该阻燃剂为含有磷氮溴三元素的高效阻燃剂，甲基烯丙基次磷酸镁中磷酸的高活性可以促使两种材料都具有很强的成炭作用，阻止阻燃过程热传递，达到切断热源的目的，聚磷酸三聚氰胺和聚丙烯酸五溴卞酯两种阻燃剂即对PP产生作用又对PA610产生良好的自由基湮灭的效果，阻止燃烧物质的持续供给，三种阻燃剂作用的结合，保证了材料在较低添加量下的高阻燃性能。
所述光遮蔽剂为金红石型TiO2，所述金红石型TiO2的粒径为0.2-0.5μm；此粒径与可见光波长1/2范围相匹配能够很好的产生折射和反射，保证了良好的光的遮挡性。
所述光吸收剂为细粒径FeS2；其粒径为0.1-0.8μm；该光吸收剂为具有可见光范围内全波长高吸收效率；作为辅助剂，由于FeS2在全波长范围内的光吸收性，大大提高了所发明材料的遮光性。
所述耐老化助剂为3，5双叔丁基-4-羟基苯甲酸盐和(2，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸盐的混合物；特别的耐老化助剂中3，5双叔丁基-4-羟基苯甲酸盐和(2，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸盐的重量比为1：1。
耐老化剂的原料中3，5双叔丁基-4-羟基苯甲酸盐及(2，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸盐具有良好的光老化效果，两种物质的混合避免了紫外光对材料的影响，发明材料具有良好的光老化特性
本发明中的PP/PA合金复合材料为一体化灯具底壳用挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，适合连续挤出LED用灯管底壳相关产品，同时具有良好的遮光性、阻燃性以及耐光老化性。
本发明的特点在于光遮蔽剂、光吸收剂、阻燃剂以及各原料组分的正确选用，PA610组分含量过低起不到熔体增强的作用，而含量过高则会造成加工温度过高，从而导致聚丙烯的熔体粘度进一步降低影响挤出性能。
光遮蔽剂及光吸收剂的含量过高则会造成材料脆性较大以及阻燃级别的难以达到标准要求，而太低则起不到应有的作用。特别是光吸收剂的含量过高会大大影响材料的光学指数，导致在光学性能不能满足使用要求。特殊复配阻燃剂保证了本发明材料以较少的添加量实现了较高的阻燃性，太高造成熔体破裂不易挤出成型，太低不能满足实际的应用需求。
由于聚丙烯材料本身光老化表现较差，因此本发明的两种光老化助剂的按比例复配，大大的抑制了材料的光老化降解，以促使其满足日常光照应用。
与现有技术相比，本发明具有良好的阻燃性和遮光性，同时具有良好的耐老化性能及连续挤出性，大大提高了客户产品竞争力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
按照PP 100份、PA610 30份、光遮蔽剂5份、阻燃剂5份、光吸收剂0.1份、耐老化剂0.2份的组分含量备料，将原料放入低速混合机中搅拌2分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在30HZ。
表1螺杆温度设定值
温度区间 一段 二段 三段 四段 五段 六段 七段 八段 九段
设定温度℃ 185 190 210 210 210 210 210 200 200
实施例2
按照PP 100份、PA610 30份、光遮蔽剂10份、阻燃剂10份、光吸收剂0.3份、耐老化剂0.4份的组分含量备料，将原料放入低速混合机中搅拌5分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在40HZ。
实施例3
按照PP 100份、PA610 50份、光遮蔽剂15份、阻燃剂20份、光吸收剂0.5份、耐老化剂0.6份的组分含量备料，将原料放入低速混合机中搅拌5分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在35HZ。
实施例4
按照PP 100份、PA610 30份、光遮蔽剂15份、阻燃剂15份、光吸收剂0.5份、耐老化剂0.6份的组分含量备料，将原料放入低速混合机中搅拌5分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在35HZ。
实施例5
一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料的制备方法，其制备步骤如下：
(1)按照PP 100份、PA610 30份、光遮蔽剂15份、阻燃剂15份、光吸收剂0.5份、耐老化剂0.6份的组分含量备料；其中，PP为均聚聚丙烯的一种，熔融指数为0.1g/10min(230℃*2.16kg)；PA610为聚癸二酰己二胺，其粘数为110g/ml，PA610的加入保证了材料挤出时的熔体强度和材料的挤出稳定性，同时PA610中较高含量的CH2链段含量保证了其与PP材料的相容性；阻燃剂为甲基烯丙基次磷酸镁，聚磷酸三聚氰胺，聚丙烯酸五溴卞酯三者复配混合物，复配比例为1：1：2，本实施例中的阻燃剂为含有磷氮溴三元素的高效阻燃剂，甲基烯丙基次磷酸镁中磷酸的高活性可以具有很强的成炭作用，阻止热传递，聚磷酸三聚氰胺和聚丙烯酸五溴卞酯即对PP产生作用，又对PA610产生很好的阻燃作用；光遮蔽剂为粒径为0.2um金红石型TIO2；光吸收剂为具有可见光范围内全波长高吸收效率的细粒径FeS2；耐老化助剂为具有良好光老化效果的3，5双叔丁基-4-羟基苯甲酸盐及(2，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸盐1：1的混合物。
(2)将步骤(1)中的原料放入低速混合机中搅拌5分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在35HZ。
实施例6
一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料的制备方法，其制备步骤如下：
(1)按照PP 100份、PA610 40份、光遮蔽剂12份、阻燃剂18份、光吸收剂0.4份、耐老化剂0.3份的组分含量备料；其中，PP为共聚聚丙烯的一种，熔融指数为2g/10min(230℃*2.16kg)；PA610为聚癸二酰己二胺，其粘数为140g/ml；阻燃剂为甲基烯丙基次磷酸镁，聚磷酸三聚氰胺，聚丙烯酸五溴卞酯三者复配混合物，复配比例为1：1：2；光遮蔽剂为粒径为0.5um金红石型TIO2；光吸收剂为具有可见光范围内全波长高吸收效率的细粒径FeS2，粒径为0.1μm；耐老化助剂为具有良好光老化效果的3，5双叔丁基-4-羟基苯甲酸盐及(2，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸盐1：1的混合物。
(2)将步骤(1)中的原料放入低速混合机中搅拌2分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在35HZ。
实施例7
一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料的制备方法，其制备步骤如下：
(1)按照PP 100份、PA610 40份、光遮蔽剂12份、阻燃剂18份、光吸收剂0.4份、耐老化剂0.3份的组分含量备料；其中，PP为共聚聚丙烯的一种，熔融指数为1g/10min(230℃*2.16kg)；PA610为聚癸二酰己二胺，其粘数为120g/ml；阻燃剂为甲基烯丙基次磷酸镁，聚磷酸三聚氰胺，聚丙烯酸五溴卞酯三者复配混合物，复配比例为1：1：2；光遮蔽剂为粒径为0.2um金红石型TIO2；光吸收剂为具有可见光范围内全波长高吸收效率的细粒径FeS2,，粒径为0.8μm；耐老化助剂为具有良好光老化效果的3，5双叔丁基-4-羟基苯甲酸盐及(2，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸盐1：1的混合物。
(2)将步骤(1)中的原料放入低速混合机中搅拌4分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在35HZ。
对比例1
按照PP 100份、阻燃剂20份、光遮蔽剂20份的组分含量备料，将原料放入低速混合机中搅拌5分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在35HZ。
对比例2
按照PP 100份、阻燃剂15份、光遮蔽剂25份的组分含量备料，将原料放入低速混合机中搅拌5分钟，将各组分混合均匀，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒得到的PP/PA合金复合材料；其中螺旋杆挤出机的加工温度在170-220℃，具体温度设定见表1，螺杆转数在35HZ。
将实施例和对比例中的PP/PA合金复合材料用注塑样条测试其力学性能、冲击性能以及阻燃性。得到实施例和对比例的性能数据见表2。
表2实施例和对比例中的PP/PA合金复合材料的性能数据
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
连续挤出性 好 好 好 好 差 差
透光率 4 1.5 0 0 8 6
阻燃性能 V2 V1 V0 V0 V0 V1
耐老化(黄变等级) 1 1 1 1 3 3
从表2中可以看出，实施例1～4提供了一体化灯具底壳用挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，适合连续挤出LED用灯管底壳相关产品，产品具有良好的阻燃性和遮光性，同时具有良好的耐老化性能及连续挤出性，使得产品具有更高的竞争力。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，制备原料包括以下组分及重量份含量：
2.根据权利要求1所述的挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，所述PP为均聚或共聚聚丙烯的一种或二者的混合物，其熔融指数为0.1～2g/10min。
3.根据权利要求1所述的挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，所述PA610为聚癸二酰己二胺，依据ISO/628/1标准测量，在温度为23℃下测量所述PA610的粘数为110-140g/ml。
4.根据权利要求1所述的一种挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，所述阻燃剂为甲基烯丙基次磷酸镁、聚磷酸三聚氰胺和聚丙烯酸五溴卞酯的复配混合物。
5.根据权利要求4所述的挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，所述复配混合物中甲基烯丙基次磷酸镁、聚磷酸三聚氰胺和聚丙烯酸五溴卞酯的重量比为1：1：2。
6.根据权利要求1所述的挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，所述光遮蔽剂为金红石型TIO2，所述金红石型TIO2的粒径为0.2-0.5μm。
7.根据权利要求1所述的挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，所述光吸收剂为FeS2，所述FeS2的粒径为0.1-0.8μm。
8.根据权利要求1所述的挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，所述耐老化助剂为3，5双叔丁基-4-羟基苯甲酸盐和(2，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸盐的混合物。
9.根据权利要求1所述的挤出级PP/PA合金遮光耐老化阻燃材料，其特征在于，所述耐老化助剂中3，5双叔丁基-4-羟基苯甲酸盐和(2，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸盐的重量比为1：1。
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