一种高性能阻燃pp及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能阻燃PP聚合物，其原料配方由抗氧剂、防火剂1、防火剂2、PP组成。对产品的各项测试表明，本发明的一种高性能阻燃PP聚合物具有优异的阻燃性能，以及优于现有技术的韧性及抗冲击性能，此外本发明的高性能阻燃PP聚合物还表现出优异的耐老化性能，尤其适用于军用特种箱体、地板、装饰板、电机零件、照明设备、家用电器外壳及汽车构造零件和内饰制造中的应用。
【专利说明】一种高性能阻燃PP及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料【技术领域】，尤其涉及PP聚合物材料领域，具体涉及一种高性能阻燃PP复合材料及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]聚丙烯(PP)是是一种高密度、无侧链、高结晶的线性聚合物，相对于普通的塑料材料，抗冲击性能较高，同时具有耐热、耐腐蚀等优点。现有的PP聚合物通常阻燃性能较差，安全性低，限制了其在许多领域的应用；例如在照明设备/汽车构造中的应用，PP聚合物必须满足非常苛刻的防火标准，为此只能通过加入阻燃剂来增强产品的阻燃性能。但阻燃剂的添加往往会降低产品的机械性能，使所制得的这些产品容易表现存在应力易开裂、对缺口抗冲击力低、耐磨性差、流动性差、易老化等缺点，产品可靠性不足。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种抗冲击、阻燃效果好的PP聚合物。
[0004]本发明的另一目的是提供一种可大规模推广、提高上述PP聚合物性能的制备方法。
[0005]本发明的另一目的是提供一种上述PP聚合物的应用。
[0006]本发明的第一个目的通过以下方式实现:
一种高性能阻燃PP聚合物，其原料配方由如下重量份的各组分组成:
抗氧剂0.3-1.5份；
防火剂I10-15份；
防火剂24-8份；
PP77.5-84.9 份；
所述抗氧剂为洪江市昌和化工有限公司所产的复合抗氧剂K25，所述防火剂I为FR-266，所述防火剂2为TPP。
[0007]上述抗氧剂为为洪江市昌和化工有限公司所产的复合抗氧剂K25，可有效提高本发明PP聚合物的耐热氧化效果、抑制PP聚合物的热降解和氧化降解，延长所制得的PP聚合物的使用寿命，使之不易破裂、毁损。
[0008]所述防火剂I为FR-266，可选用任一种市售产品。所述防火剂2为TPP，全称为磷酸三苯酯。FR-266是一种反应型阻燃剂，用作阻燃剂添加至PP聚合物中时，具有不析出、耐迁移等优点。但FR-266添加量过高，则将导致PP聚合物韧性、抗冲击性能的下降，使最终制得的PP聚合物不耐冲击、容易碎裂。TPP添加至硝化纤维、醋酸纤维中时具有一定的阻燃效果，但其对PP的阻燃性能并无明显的改善作用。本发明人发现，TPP具有增强PP聚合物中FR-266阻燃效果的作用，从而得以降低PP聚合物中FR-266的添加量，保持所制得的PP聚合物的抗冲击性能。此外，发明人还发现，对TPP、FR-266以及K25的用量进行优化后，三者协效还可使本发明PP聚合物的韧性得到提升。[0009]上述一种高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其具体包括如下步骤:按照上述的比例将抗氧剂、防火剂1、防火剂2、PP装入搅拌机中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在190-220°C的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述高性能阻燃PP聚合物。
[0010]所述反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为30-50分钟。所述搅拌机的转速为650-1000转/分。
[0011]提高搅拌机的转速可使各原料组分混合更充分从而获得质地均匀的产品。但对于某些原料来说，过慢的搅拌速度难以使其充分混合，过高的搅拌转速容易导致其自身结构的裂解。上述搅拌机的转速是发明人根据本发明各种原料组分的物性而优选的，在此范围内，既能保证原料的各组分能够混合均匀，又能有效防止原料发生裂解而失效。所述反复搅拌是指交替改变搅拌机的搅拌方向，如此便能够在不增加转速的情况下进一步促进各原料组分的混合。本发明的熔炼温度是根据各类原料的性质选定的，在该温度范围内，各类原料均可熔化彻底而得以充分混融，不因温度过低而熔融混炼不彻底，且不易因温度过高而裂解、变质。原料只有得到充分混融结合，才能协同作用获得本发明所追求的优质性能。
[0012]所述双螺旋挤出机的转速为250-600转/分。
[0013]所述熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却时，所用水槽温度为60_75°C。
[0014]由于产品的性质不同，其冷却水温也各不一致。一般来说，升高水槽内的水温能够缩减粒料间的空隙使其不易碎裂，但过高的水温将导致粒料粘结，影响产品品质及外观。因此在本发明中，设计人根据双螺旋挤出机的转速、熔体的性质设计出上述的水槽水温范围，在该温度范围内生产出的本发明产品粒料间隙适中、不易粘结，具有良好的加工性能。
[0015]所述切粒机的转速为600-900转/分。
[0016]本发明设计人在研究实践中发现,切粒机转速过高会使粒料体积过小在后续的拉条工序中容易断裂，而切粒机转速过慢`时则会是粒料肥大，影响最终粒料美观的同时还会加大粒料应用中的加工难度。而每一种成分的粒料均有其适宜的粒料大小，对于本发明而言，600-900转/分的切粒机的转速能够最大程度地提升本发明产品的外观及加工性能。
[0017]对产品的各项测试表明，本发明的一种高性能阻燃PP聚合物具有优异的阻燃性能，以及优于现有技术的韧性及缺口抗冲击性能，缺口抗冲击性能可达到48J/M ;此外本发明的高性能阻燃PP聚合物还表现出优异的耐老化性能，尤其适用于军用特种箱体、地板、装饰板、电机零件、照明设备、家用电器外壳及汽车构造零件和内饰制造中的应用。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
1.本发明特别选用FR-266及TPP作为防火剂添加至PP聚合物中，通过TPP大幅增强FR-266的阻燃效果，从而降低FR-266的用量，解决现有技术中FR-266用量过多导致PP聚合物韧性及抗冲击性能下降的问题，使本发明的高性能阻燃PP聚合物兼备优秀的阻燃及抗冲击性能。
[0019]2.本发明向PP聚合物中添加了抗氧剂K25，其不但能够有效延缓本发明高性能阻燃PP聚合物的氧化分解，令产品长期使用仍能具有较高的抗冲击效果，与FR-266、TPP协效更能增强本发明高性能阻燃PP聚合物的抗冲击性能，避免其因老化而脆化、毁损，有效地延长所制得产品的使用寿命。
[0020]3.本发明的高性能阻燃PP聚合物的制备方法，是依据各原料组分的特点对搅拌机转速、熔炼温度、水槽水温、切粒机转速等工艺参数优化而得，保证所制得的PP聚合物材料能够实现本发明所追寻的技术效果。
【具体实施方式】
[0021]为了便于本领域技术人员理解，下面将结合对比例及实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例1 本实施例提供一种高性能阻燃PP聚合物。其原料配方由如下重量份的各组分组成: 抗氧剂1.1份；
防火剂I13份；
防火剂26份；
PP79.5 份；
所述抗氧剂为洪江市昌和化工有限公司所产的复合抗氧剂K25，所述防火剂I为FR-266，所述防火剂2为TPP。
[0022]上述一种高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其具体包括如下步骤:按照上述的比例将抗氧剂、防火剂1、防火剂2、PP装入搅拌机中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在195°C的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述高性能阻燃PP聚合物。
[0023]所述反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为48分钟。所述搅拌机的转速为740转/分。
[0024]所述双螺旋挤出机的转速为309转/分。
[0025]所述熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却时，所用水槽温度为74°C。
[0026]所述切粒机的转速为620转/分。
[0027]将本实施例的产品采用ASTM国际标准对其进行性能测试其结果如表1所示:
表1实施例1的性能测试结果
【权利要求】
1.一种高性能阻燃PP聚合物，其原料配方由如下重量份的各组分组成: 抗氧剂0.3-1.5份； 防火剂I10-15份； 防火剂24-8份； PP77.5-84.9 份； 所述抗氧剂为洪江市昌和化工有限公司所产的复合抗氧剂K25，所述防火剂I为FR-266，所述防火剂2为TPP。
2.—种权利要求1所述一种高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其具体包括如下步骤:按照权利要求1所述的比例将抗氧剂、防火剂1、防火剂2、PP装入搅拌机中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在190-220°C的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述高性能阻燃PP聚合物。
3.根据权利要求2所述的高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其特征在于:所述反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为30-50分钟。
4.根据权利要求2所述的高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其特征在于:所述搅拌机的转速为650-1000转/分。
5.根据权利要求2所述的高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其特征在于:所述双螺旋挤出机的转速为250-600转/分。
6.根据权利要求2所述的高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其特征在于:所述熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却时，所用水槽温度为60-75°C。
7.根据权利要求2所述的高性能阻燃PP聚合物的制备方法，其特征在于:所述切粒机的转速为600-900转/分。
8.权利要求1所述的高性能阻燃PP聚合物在军用特种箱体、地板、装饰板、电机零件、照明设备、家用电器外壳及汽车构造零件和内饰制造中的应用。
【文档编号】C08L23/12GK103554659SQ201310489445
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】林湖彬, 杜崇铭, 李华军 申请人:惠州市昌亿新材料有限公司