CN112457570A - 长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法 - Google Patents

长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，包括向三口烧瓶内依次加入400ml二甲基甲酰胺溶液和50g氧化聚丙烯蜡并充分搅拌，得到微胶囊化的改性焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃剂粉末；以聚丙烯粉为载体50％质量百分比，分别加入微胶囊化的改性焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配粉末阻燃剂40‑48.8％质量百分比，阻燃增效剂1‑8％质量百分比，复配抗氧剂0.1‑1.0％质量百分比，润滑剂0.1‑1.0％质量百分比，经双螺杆挤出机熔融基础造粒值得玻纤增强聚丙烯用环保阻燃母粒。本发明在无卤阻燃剂复配的基础上，引入第三组分‑纳米材料，大大提高阻燃效率，阻燃剂用量可从20％降低到16‑18％，并且低落现象明显减少，力学性能更优。

Description

长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法
技术领域
本发明涉及长玻纤增强聚丙烯复合材料制备领域，特别涉及一种长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法。
背景技术
长玻纤增强聚丙烯复合材料制备过程中，长玻纤增强聚丙烯复合材料加工温度高、受热时间长，阻燃剂易受热分解失效，不方便直接添加阻燃剂，一般将长玻纤增强聚丙烯复合材料颗粒料与阻燃母粒混合均匀后注塑或模压成型。
此外，用于玻纤增强聚丙烯的无卤阻燃剂品种少，目前可用于聚丙烯的无论阻燃剂主要有聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐等，且无卤环保阻燃剂为亲水性极性材料，聚丙烯为疏水性非极性材料，二者相溶性差，无卤环保阻燃剂加入聚丙烯中会对力学性能带来负面影响。
发明内容
本发明提供了一种长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，以解决至少一个上述技术问题。
为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将1000ml三口烧瓶置于水浴锅中固定，并将水浴锅的温度调至65℃，向三口烧瓶内依次加入400ml二甲基甲酰胺溶液和50g氧化聚丙烯蜡并充分搅拌；
步骤2，待氧化聚丙烯蜡完全溶解于二甲基甲酰胺后，向溶液中加入150g焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃剂粉末，持续搅拌30min；
步骤3，取出三口烧瓶内的混合物，并放入80℃的真空烘箱中干燥去除二甲基甲酰胺溶剂，经气流式超微粉机粉碎后得到微胶囊化的改性焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃剂粉末；
步骤4，以聚丙烯粉为载体50％质量百分比，分别加入微胶囊化的改性焦磷哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配粉末阻燃剂40-48.8％质量百分比，有机化蒙脱土、碳纳米管、石墨烯等纳米材料中任意一种阻燃增效剂1-8％质量百分比，复配抗氧剂0.1-1.0％质量百分比，润滑剂0.1-1.0％质量百分比，经双螺杆挤出机熔融基础造粒值得玻纤增强聚丙烯用环保阻燃母粒。
优选地，氧化聚丙烯蜡的分子量3000-10000。
优选地，焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐配的质量百分比为5：1至1：5。
优选地，聚丙烯粉为均聚或共聚，MFR：20-200g/10min。
优选地，复配抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168等中的一种或任意两种。
优选地，润滑剂为硬脂酸钙、介酸酰胺等中一种或任意两种。
优选地，阻燃增效剂为有机化蒙脱土、碳纳米管、石墨烯等纳米材料中任意一种。
本发明在无卤阻燃剂复配(焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配)的基础上，引入第三组分-纳米材料(阻燃增效剂)，大大提高阻燃效率，阻燃剂用量可从20％降低到16-18％，并且低落现象明显减少，力学性能更优。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明中的长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒通过下述方式制备：
首先，将1000ml三口烧瓶置于水浴锅中固定，并将水浴锅的温度调至65℃；在此温度下，向三口烧瓶内依次加入400ml二甲基甲酰胺溶液和50g氧化聚丙烯蜡(分子量3000-10000)并充分搅拌；待氧化聚丙烯蜡完全溶解于l二甲基甲酰胺后，向溶液中加入150g传统焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃剂粉末(焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐配比为5/1至1/5，质量百分比)，持续搅拌30min，然后取出三口烧瓶内的混合物，并放入80℃的真空烘箱中干燥去除二甲基甲酰胺溶剂，经气流式超微粉机粉碎后得到微胶囊化的改性焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃剂粉末。
然后，以聚丙烯粉(均聚或共聚，MFR：20-200g/10min)为载体50％(都是质量百分比)，分别加入微胶囊化的改性焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配粉末阻燃剂40-48.8％，有机化蒙脱土、碳纳米管、石墨烯等纳米材料中任意一种阻燃增效剂1-8％，抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168等中一种或任意两种复配抗氧剂0.1-1.0％，硬脂酸钙、介酸酰胺等中一种或任意两种润滑剂0.1-1.0％，经双螺杆挤出机熔融基础造粒值得玻纤增强聚丙烯用环保阻燃母粒。
在上述技术方案中，本发明通过对无卤环保阻燃剂的表面改性处理，使改性剂与阻燃剂形成氢键的介质包覆微胶囊，改善了其与聚丙烯的相容性，在改善聚丙烯的阻燃性能的同时，尽量降低其对长玻纤增强聚丙烯复合材料力学性能的负面影响，并提高其阻燃效率；氧化聚丙烯蜡分子链上的羰基和羟基可与焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐上-C＝O和-N-H结合形成氢键，用聚丙烯蜡微胶囊包覆焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐后，与聚丙烯相容性改善。
本发明在焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐无卤阻燃剂复配的基础上，引入第三组分-纳米材料作为阻燃增效剂，大大提高阻燃效率，阻燃剂用量可从20％降低到16-18％，并且低落现象明显减少，力学性能更优。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将1000ml三口烧瓶置于水浴锅中固定，并将水浴锅的温度调至65℃，向三口烧瓶内依次加入400ml二甲基甲酰胺溶液和50g氧化聚丙烯蜡并充分搅拌；
步骤2，待氧化聚丙烯蜡完全溶解于二甲基甲酰胺后，向溶液中加入150g焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃剂粉末，持续搅拌30min；
步骤3，取出三口烧瓶内的混合物，并放入80℃的真空烘箱中干燥去除二甲基甲酰胺溶剂，经气流式超微粉机粉碎后得到微胶囊化的改性焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃剂粉末；
步骤4，以聚丙烯粉为载体50％质量百分比，分别加入微胶囊化的改性焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐复配粉末阻燃剂40-48.8％质量百分比，阻燃增效剂1-8％质量百分比，复配抗氧剂0.1-1.0％质量百分比，润滑剂0.1-1.0％质量百分比，经双螺杆挤出机熔融基础造粒值得玻纤增强聚丙烯用环保阻燃母粒。
2.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，其特征在于，氧化聚丙烯蜡的分子量3000-10000。
3.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，其特征在于，焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐配的质量百分比为5/1至1/5。
4.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，其特征在于，聚丙烯粉为均聚或共聚，MFR：20-200g/10min。
5.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168等中的一种或任意两种。
6.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，其特征在于，润滑剂为硬脂酸钙或介酸酰胺等中的一种或任意两种。
7.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料用无卤环保阻燃母粒制备方法，其特征在于，阻燃增效剂为有机化蒙脱土、碳纳米管、石墨烯等纳米材料中任意一种。
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