CN116082753A - 一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116082753A CN116082753A CN202211730134.XA CN202211730134A CN116082753A CN 116082753 A CN116082753 A CN 116082753A CN 202211730134 A CN202211730134 A CN 202211730134A CN 116082753 A CN116082753 A CN 116082753A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame
- retardant
- glass fiber
- fiber reinforced
- reinforced polypropylene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 78
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 51
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 49
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 46
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 26
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical class O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 claims description 7
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 claims description 7
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 6
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 6
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 5
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N distearyl thiodipropionate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCCCC PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000548 poly(silane) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2323/14—Copolymers of propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
- C08K2003/321—Phosphates
- C08K2003/322—Ammonium phosphate
- C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/346—Clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
- C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
- C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
- C08K5/3477—Six-membered rings
- C08K5/3492—Triazines
- C08K5/34922—Melamine; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
- C08K7/28—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/12—Adsorbed ingredients, e.g. ingredients on carriers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法,其配方是由以下组分按重量份比制备：基材聚丙烯55～65份，玻纤10～20份，复合阻燃单元10～15份，色粉1～1.5份，抗氧剂1～2份，接枝物3～4份。本发明制备的短玻纤增强聚丙烯复合材料与市面上常见的同品级阻燃增强聚丙烯相比，过进行通用阻燃单元的设计和生产，在材料阻燃性能一致的前提下，有效降低材料阻燃剂使用量，大大降低了阻燃短纤增强材料的使用成本，有效降低生产过程碳排放，可广泛应用于汽车注塑零件领域。
Description
技术领域
本发明涉及聚丙烯材料技术领域，特别是一种低成本轻量化阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。材料适用于制造汽车座椅，内饰周边零件等。
技术背景
塑料行业经过近30年的高速增长，其应用领域已经涉及到社会的方方面面，在人们交通出行中占有重要地位。随着节能减碳口号的提出，大量的新能源车企在低碳出行的领域中迅速崛起，一方面受益于清洁能源的技术革命，另一方面也源自材料技术的发展。中国是新能源汽车的领军者，中国新能源汽车企业对轻量化材料的要求更是领先全球。如何实现整车减重，降低生产成本是未来一段时间各大改性材料企业将会面对的问题。纤维增强塑料是一种常见的复合材料，是“以塑代钢”理念下出现的重要材料之一，而在如今的减碳生产的大环境下，仅仅保持传统的高力学性能已经很难满足新能源主机厂的要求，还要求材料同时具有其它特定的功能性。能适应众多使用要求的复合材料才是实现塑料在汽车工业中降低能耗与成本，提升效益，达成碳中和目标的有效手段。
短纤增强材料在汽车零件中有着广泛的应用，广泛应用于各种支撑件，内饰零件骨架等，通过零件结构设计和注塑工艺的优化越来越多的应用于客舱内饰零件中。出于乘车安全的考量，汽车客舱内饰材料需要具备一定的力学性能基础上，还具有一定的阻燃能力。常见阻燃材料多为阻燃PP和阻燃ABS，这两种材料力学性能与生产成本具有一定的不可调和性。平衡减重，保持力学性能，阻燃性能这三方面出发，短纤增强材料具有独特的优势。但是短纤增强聚丙烯有着自身缺陷亟待解决。一方面阻燃短纤材料生产成本较高，很难达到有效替代降本的目的。另一方面受限于生产方式，常见的PP阻燃体系的在粒料中的分散往往不够均匀，阻燃效果不足，这种问题在不同阻燃体系协同作用时尤为明显，所以目前常见的阻燃短纤多采用单一阻燃体系。这些技术问题对短纤阻燃的材料使用的推广造成了很大问题。
在本发明低成本轻量化阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料的生产过程中，从企业的生产要求出发，对产品配方和生产工艺两方面进行了创新。配方方面改变了传统玻纤材料和单一阻燃母粒互混的形式，先制作复合阻燃单元，然后将单元作为原料的一部分直接在生产前端加入。阻燃组分方面采用了膨胀阻燃体系和有机硅阻燃体系量种阻燃体系协同作用的方式，为了解决这两种体系分散问题，创新的采用了MMT作为载体吸附在多孔玻璃微珠中这种方式制备阻燃单元。相比材料体系短纤填充物，多孔玻璃微珠不仅比表面积更大，同时在保持性能同一水平的前提下成本有明显下降。这种复合阻燃单元的添加，不仅可以有效解决阻燃剂的分解问题，同时同步挤出稳定均一也有利于体系内膨胀阻燃剂炭层的闭合，增强了阻燃效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有阻燃短玻纤增强聚丙烯材料生产成本过高阻燃效果不均的问题。提供一种成本轻量化阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料：
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：以重量份计，包含以下组分：基材聚丙烯55～65份，玻纤10～20份，复合阻燃单元10～15份，色粉1～1.5份，抗氧剂1～2份，接枝物3～4份。
所述的基材聚丙烯为低熔指共聚聚丙烯，其MFR≤25。
所述的复合阻燃单元为：有机硅改性多孔玻璃微珠，孔径≥5μm，粒径≥50μm，该多孔玻璃微珠表面及内部吸附的有机改性钠基蒙脱土及阻燃组分。
所述的蒙脱土为十六烷基磺酸钠改性钠基蒙脱土，酸性蒙脱土，碱性蒙脱土，硅烷偶联剂改性钠基蒙脱土中的一种；阻燃组分为聚磷酸铵(APP)，季戊四醇，三聚氰胺复配而成。
所述的接枝物为PP-g-MAH马来酸酐接枝物,KH550硅烷偶联剂,KH570硅烷偶联剂及丙烯酸接枝PP中的至少一种。
所述的玻纤为无碱玻璃纤维短切纱：单丝直径10-14μm。
所述的抗氧剂为通用型168，619F，1010，1076，1035，DSTP，1010中的至少两种。
所述的色粉为炭黑。
所述阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备阻燃改性MMT：将钠基MMT放入乙醇和环己烷共混液中回流搅拌24h，期间按重量比1:1匀速加入KH570硅烷偶联剂，得到硅烷偶联剂改性MMT；用溶液清洗3次以上去除残余偶联剂，重新共混并将聚磷酸铵，季戊四醇少量三聚氰胺溶解后缓慢加入硅烷偶联剂改性后的MMT，经过回流，清洗，干燥后，得阻燃改性MMT；
(2)将阻燃改性MMT用去离子水搅拌至完全溶胀加入多孔空心玻璃，浸泡10h确保充分吸附，将充分吸附的玻珠筛选出来为作为阻燃单元；
(3)将原料聚丙烯、聚丙烯，抗氧剂，色粉按比例高速混合搅拌；
(4)将步骤(3)物料混合均匀后进入双螺杆挤出机，加工温度为200–240℃，主机转速是300-600rpm，搅拌机头位置加入超声分散装置，对机头位置施加固定频率(20～40Hz)的超声波。位于前段的第一侧喂料口加入短切连续纱无碱玻璃纤维，搅拌过程中加入真空抽气***；将阻燃单元加入位于后段的第二侧喂料口进行搅拌；
(5)分段挤出装置分别为前段200℃，中段220℃，尾段230℃,然后经水槽冷却、切粒机切粒制备成长度为2-4mm的增强聚丙烯粒料，灰分含量为20-30％。
本发明制备的短玻纤增强聚丙烯复合材料与市面上常见的同品级阻燃增强聚丙烯相比，过进行通用阻燃单元的设计和生产，在材料阻燃性能一致的前提下，有效降低材料阻燃剂使用量，大大降低了阻燃短纤增强材料的使用成本，有效降低生产过程碳排放，可广泛应用于汽车注塑零件领域。
具体实施方式
以下结合实施来进一步解释本发明内容，但实施例并不对本发明做任何形式的限制。
本发明比较例和实施例所含成分组成及其质量百分比含量见下表1表一，实施例及对比例配方组成及含量
根据上表实施例制备步骤：
(1)制备阻燃改性MMT：将钠基MMT放入乙醇和环己烷共混液中回流搅拌24h，期间按重量比1:1匀速加入KH570硅烷偶联剂，得到硅烷偶联剂改性MMT。用溶液清洗3次以上去除残余偶联剂，重新共混并将聚磷酸铵，季戊四醇少量三聚氰,胺，聚硅烷溶解后缓慢加入硅烷偶联剂改性后的MMT，经过回流，清洗，干燥后，得阻燃改性MMT。
(2)将阻燃改性MMT用去离子水搅拌至完全溶胀加入多孔空心玻璃，浸泡10h确保充分吸附，将充分吸附的玻珠筛选出来为作为阻燃单元。
(3)将原料聚丙烯、聚丙烯，抗氧剂，色粉按比例高速混合搅拌。
(4)将步骤(3)物料混合均匀后进入双螺杆挤出机，加工温度为200–240℃，主机转速是300-600rpm，搅拌机头位置加入超声分散装置，对机头位置施加固定频率(20～40Hz)的超声波。位于前段的第一侧喂料口加入短切连续纱无碱玻璃纤维，搅拌过程中加入真空抽气***。将阻燃单元加入位于后段的第二侧喂料口进行搅拌。
(5)分段挤出装置分别为前段200℃，中段220℃，尾段230℃,然后经水槽冷却、切粒机切粒制备成长度为2-4mm的增强聚丙烯粒料，灰分含量为30％；
根据表1对比例1制备方式：
(1)将原料聚丙烯、相容剂，抗氧剂，炭黑母粒按比例高速混合搅拌。
(2)将步骤(1)物料混合均匀后进入双螺杆挤出机，加工温度为200–240℃，主机转速是300-600rpm，搅拌机头位置加入超声分散装置，对机头位置施加固定频率(20～40Hz)的超声波。侧喂料口加入短切连续纱无碱玻璃纤维，搅拌过程中加入真空抽气***。
(3)分段挤出装置分别为200℃，220℃，220℃，230℃,然后经水槽冷却、切粒机切粒制备成长度为2-4mm的增强聚丙烯粒料，纤维重量含量为30％；
根据表1对比例2,3制备方式：
(1)将原料聚丙烯、相容剂，抗氧剂，炭黑母粒，阻燃组分按比例高速混合搅拌。
(2)将步骤(1)物料混合均匀后进入双螺杆挤出机，加工温度为200–240℃，主机转速是300-600rpm，搅拌机头位置加入超声分散装置，对机头位置施加固定频率(20～40Hz)的超声波。侧喂料口加入短切连续纱无碱玻璃纤维，搅拌过程中加入真空抽气***。
(3)分段挤出装置分别为200℃，220℃，220℃，230℃,然后经水槽冷却、切粒机切粒制备成长度为2-4mm的增强聚丙烯粒料，纤维重量含量为30％
本发明阻燃标准采用UL-94垂直燃烧等级标准。
表2实施例和比较例性能检测结果
从表格可以看出，与常规生产方式生产的阻燃纤增强聚丙烯相比，在满足同阻燃等级要求时，本发明在阻燃剂的添加量上有明显降低。在和原有添加量保持一致时，材料的阻燃等有明显提升，同时力学性能处于同一水平上。这种新材料的制备方式利用了玻璃微珠的高比表面积让阻燃组分更均匀，同时保证了不同体系的协同作用，降低了整体的使用量。这种方式有利于阻燃材料的低碳生产；另一方多孔微珠成本较传统短纤有部分下降，有利于后续使用中降低使用成本。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：以重量份计，包含以下组分：基材聚丙烯55～65份，玻纤10～20份，复合阻燃单元10～15份，色粉1～1.5份，抗氧剂1～2份，接枝物3～4份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：所述的基材聚丙烯为低熔指共聚聚丙烯，其MFR≤25。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：所述的复合阻燃单元为：有机硅改性多孔玻璃微珠，孔径≥5μm，粒径≥50μm，该多孔玻璃微珠表面及内部吸附的有机改性钠基蒙脱土及阻燃组分。
4.根据权利要求3所述的一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：所述的蒙脱土为十六烷基磺酸钠改性钠基蒙脱土，酸性蒙脱土，碱性蒙脱土，硅烷偶联剂改性钠基蒙脱土中的一种；阻燃组分为聚磷酸铵(APP)，季戊四醇，三聚氰胺复配而成。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：所述的接枝物为PP-g-MAH马来酸酐接枝物,KH550硅烷偶联剂,KH570硅烷偶联剂及丙烯酸接枝PP中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：所述的玻纤为无碱玻璃纤维短切纱：单丝直径10-14μm。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：所述的抗氧剂为通用型168，619F，1010，1076，1035，DSTP，1010中的至少两种。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于：所述的色粉为炭黑。
9.根据权利要求1-8任意之一所述阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备阻燃改性MMT：将钠基MMT放入乙醇和环己烷共混液中回流搅拌24h，期间按重量比1:1匀速加入KH570硅烷偶联剂，得到硅烷偶联剂改性MMT；用溶液清洗3次以上去除残余偶联剂，重新共混并将聚磷酸铵，季戊四醇少量三聚氰胺溶解后缓慢加入硅烷偶联剂改性后的MMT，经过回流，清洗，干燥后，得阻燃改性MMT；
(2)将阻燃改性MMT用去离子水搅拌至完全溶胀加入多孔空心玻璃，浸泡10h确保充分吸附，将充分吸附的玻珠筛选出来为作为阻燃单元；
(3)将原料聚丙烯、聚丙烯，抗氧剂，色粉按比例高速混合搅拌；
(4)将步骤(3)物料混合均匀后进入双螺杆挤出机，加工温度为200–240℃，主机转速是300-600rpm，搅拌机头位置加入超声分散装置，对机头位置施加固定频率(20～40Hz)的超声波。位于前段的第一侧喂料口加入短切连续纱无碱玻璃纤维，搅拌过程中加入真空抽气***；将阻燃单元加入位于后段的第二侧喂料口进行搅拌；
(5)分段挤出装置分别为前段200℃，中段220℃，尾段230℃,然后经水槽冷却、切粒机切粒制备成长度为2-4mm的增强聚丙烯粒料，灰分含量为20-30％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211730134.XA CN116082753A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211730134.XA CN116082753A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116082753A true CN116082753A (zh) | 2023-05-09 |
Family
ID=86186294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211730134.XA Pending CN116082753A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116082753A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105131430A (zh) * | 2015-10-15 | 2015-12-09 | 贵州大学 | 无卤阻燃长玻纤增强聚丙烯复合材料 |
| CN112940439A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-11 | 宁波福尔达智能科技有限公司 | 阻燃型abs复合材料及其制备工艺 |
| CN114479288A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-13 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种汽车用阻燃长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-30 CN CN202211730134.XA patent/CN116082753A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105131430A (zh) * | 2015-10-15 | 2015-12-09 | 贵州大学 | 无卤阻燃长玻纤增强聚丙烯复合材料 |
| CN112940439A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-11 | 宁波福尔达智能科技有限公司 | 阻燃型abs复合材料及其制备工艺 |
| CN114479288A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-13 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种汽车用阻燃长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李建军等: "塑料配方设计", vol. 3, 中国轻工业出版社, pages: 228 - 231 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108250566B (zh) | 一种低翘曲无卤膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN110527191B (zh) | 一种无机降解可塑性母粒材料及其制备方法 | |
| CN107236186A (zh) | 一种低密度加硬透明阻燃聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN103059543B (zh) | 一种汽车内饰件用抗冲击改性聚碳酸酯塑料及其制备方法 | |
| CN111040296B (zh) | 一种高机械性能的聚烯烃组合物及其制备方法 | |
| CN102731904A (zh) | 改性滑石粉填充的增强母粒及其制备方法 | |
| CN1865335A (zh) | 一种高浓度塑料纳米阻燃母粒的生产方法 | |
| CN1737042A (zh) | 一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用 | |
| CN113248798A (zh) | 一种淀粉/纤维素/pbat复合薄膜及其制备方法 | |
| CN115160688B (zh) | 一种新能源汽车电池包上盖用阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN1737043A (zh) | 一种聚烯烃组合物及其制备方法和用途 | |
| CN114163731A (zh) | 一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN113462108B (zh) | 一种基于核壳结构的可降解有机-无机阻燃复合材料 | |
| CN116082753A (zh) | 一种阻燃短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN1532221A (zh) | 一种矿物/晶须增强聚丙烯组合物 | |
| CN104163983A (zh) | 一种苎麻纤维增强聚丙烯复合材料及其制备工艺 | |
| CN112322001A (zh) | 一种抗冲击改性pet塑料及其制备方法 | |
| CN107312246A (zh) | 一种多功能聚丙烯母粒的制备方法 | |
| CN102850734A (zh) | 一种高透光、高遮光的pet组合物及其制备方法 | |
| CN114196094A (zh) | 一种抗静电母粒及其制备方法 | |
| CN111087787A (zh) | 一种生物可降解纤维增强的pc/abs复合材料 | |
| CN114479288A (zh) | 一种汽车用阻燃长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN115651337A (zh) | 一种可降解塑料膜材料及其制备方法与应用 | |
| CN115353722A (zh) | 一种玻纤增强pet材料及其制备方法 | |
| CN1939962A (zh) | 一种聚烯烃增韧改性剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |