本发明涉及一种聚丙烯树脂复合材料，具体为一种无卤阻燃聚丙烯美学树脂复合材料及其制备方法，属于聚合物改性和加工技术领域。
背景技术：
聚丙烯作为一种通用塑料，由于其成本低、密度小、强度高、耐化学性能好、加工工艺性好、易回收利用等优点，广泛地应用于汽车内外饰、家电和日用品中，如汽车仪表板、保险杠、电饭煲壳体、收纳箱等。然而聚丙烯也有其力学强度不高，低温冲击性能差，耐热性不好等性能，因此在实际使用过程中需要对其进行改性，以满足人们的多元化需求。
近年来，随着人们精神生活的日益丰富，人们对产品的要求也越来越高，希望产品的外观有珠光、闪光效果、闪烁珠光、金属光泽等特殊效果色彩。目前这类颜色的实现主要是通过表面喷涂技术，然而喷涂技术存在工艺复杂、回收利用困难、综合成本高、工作环境恶劣等问题。免喷涂技术是近年来新兴的一种新技术，是指采用带有特殊效果颜料的美学树脂通过直接注塑成型使制品具有金属光泽、珠光、闪烁珠光等特殊效果的一项技术。免喷涂材料是一种提高制品生产效率，环境友好的新型材料。
聚丙烯作为一种通用性塑料，其易于燃烧，在日常使用过程中存在一定的不安全因素，因此在聚丙烯改性过程中需要添加阻燃剂来提高聚丙烯的阻燃性能，才能保证其在电子器材、家用电器和汽车等应用领域不受限制，传统的阻燃剂因为在燃烧时会释放一些易致癌的物质，很多国家及地区已经对部分含卤阻燃剂实行了禁令。常用的无卤阻燃剂包括磷氮系阻燃剂、无机氢氧化物和硅系阻燃剂。
为了提高聚丙烯美学树脂的金属质感和环保阻燃性能，在聚丙烯美学树脂制备过程中添加适量的色彩增亮剂，同时在配方体系中添加一种新型的磷硅倍半氧烷无卤阻燃剂提高美学树脂的阻燃性能。其中色彩增亮剂是一种特殊的珠光颜料，能增加美学树脂的金属的效果；磷硅倍半氧烷是一种新型高效阻燃剂，其用量少、放热量少、与聚丙烯相容性好等特点。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供具有无卤阻燃聚丙烯美学树脂复合材料，以解决现有技术的上述问题。
本发明的目的主要通过以下技术方案来实现：
一种无卤阻燃聚丙烯美学树脂复合材料，按以下重量百分比计的原料配制而成：
所述聚丙烯为均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，熔体流动速率在15～80g/10min之间，测试条件为230℃，2.16kg。
所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石和硫酸钡中的一种或几种的组合物，其粒径范围均为1～15微米。
所述的弹性体poe，是一类线性乙烯-辛烯共聚物，密度在0.88g/cm3到0.90g/cm3之间，熔融指数为0.5～14g/10min，测试条件为230℃，2.16kg。
所述的无卤阻燃剂为硅倍半氧烷系列中的含磷硅倍半氧烷，它是一种多面体低聚八dopo乙基硅倍半氧烷。
所述的效果颜料为表面有包覆层的金属颜料，其中金属颜料为铝粉、铜粉、金粉、银粉、锌粉、锡粉和铁粉中的一种或几种，金属颜料表面包覆层选自聚乙烯蜡、丙烯酸酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油和矿物油中的一种或几种的组合。
所述金属颜料的形态为球状、玉米片状或者银元状；金属颜料粒径为16～120μm。
所述的色彩增亮剂为粒径10～300μm的珠光效果颜料，优选20～200μm。珠光效果颜料为天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化锆结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料、二氧化硅涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料、人造云母涂覆珠光颜料中的一种或几种的混合物。
所述的珠光效果颜料表面包覆一层或多层的金属氧化物；金属氧化物为氧化铁、氧化锌、二氧化锡、二氧化钛、氧化锑或氧化铝。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯树脂pp-g-mah，马来酸酐的接枝率为0.5～1.3％，熔指为40～150g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚和硫酯类抗氧剂中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸盐和酯类抗氧剂中的一种或两种。所述的主抗氧剂为3114、1010和dstp中的一种或者几种；辅抗氧剂为618和168中的一种或两种。
所述的光稳定剂选用三嗪类光稳定剂、苯并三唑、水杨酸酯类和受阻胺类光稳定剂一种或者两种的组合。
上述具有无卤阻燃聚丙烯美学树脂复合材料的制备方法，其步骤为：
(1)按重量配比称取原料；
(2)将原料置于高速混合器中混合3～5分钟；
(3)将混合均匀的原料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～230℃，四区205～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟。压力为12～18mpa。
该技术与现有技术相比，本发明的优点在于以下几个方面：
1、本发明在聚丙烯美学树脂体系中添加适量的色彩增亮剂，可以增加聚丙烯美学树脂的金属质感；
2、本发明在聚丙烯美学树脂中添加适量的无卤阻燃剂，使美学树脂具有环保阻燃性能；
3、本发明所提出的具有无卤阻燃聚丙烯美学树脂的制备工艺简单、生产成本低，易于批量化生产。
具体的实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明。
在实施例及对比例复合材料配方中，聚丙烯为中沙(天津)石化生产的共聚聚丙烯，商品名为pp511mk40t，其熔体流动速率为29g/10min(测试条件：230℃×2.16kg)；无机填料为5000目滑石粉，平均粒径为2.5μm；无卤阻燃剂为硅倍半氧烷系列中的含磷硅倍半氧烷，它是一种多面体低聚八dopo乙基硅倍半氧烷，是一种新型磷、硅协同阻燃的新型无卤阻燃剂；弹性体为美国陶氏公司生产engage8180。金属效果颜料为银元型铝粉颜料，平均粒径为50μm，载体为聚乙烯蜡。色彩增亮剂为人造云母珠光颜料，粒径为20-150μm，表面包覆一层二氧化钛氧化物。主抗氧剂选用英国ice公司生产的dstp，化学名为硫代二丙酸十八醋，以及ciba公司生产的3114，化学名为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯。辅抗氧剂为ciba公司生产的168，化学名称为三(2,4-二叔丁基苄基)亚磷酸醋。
将所有组份加入高速混合器中，以高于600r/min的转速搅拌3～5min。将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为120～320r/min，温度为一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～230℃，四区205～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力12-18mpa。
性能评价及实行标准:
将按上述方法制造的塑料粒子材料置于100℃的鼓风干燥箱中干燥2～3小时，然后再将干燥好的粒料在注射成型机上进行注射成型制样。拉伸性能按照iso527进行，试样尺寸为170×10×4mm哑铃型样条，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按照iso178进行，试样尺寸为80×10×4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁缺口冲击强度按iso179进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样宽度的1/3。
材料的阻燃性能按照gb/t2406标准测试材料的氧指数来进行表征。
材料的综合性能通过测试所得的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量和水接触角进行评判。实施例配方、对比例配方及各项性能测试结果见下列各表：
表1实施例1～6及对比例1～2配方(wt％)。
表2实施例1～6及对比例1～2测试结果
“o”表示金属质感，“o”越多表示金属质感越强。
从实施例1～3与对比例1～2的对比可以看出，阻燃剂含量增加，美学树脂材料的氧指数增加，说明其阻燃性能越高；从实施例4～6与对比例1的对比可以看出，在聚丙烯美学树脂材料中添加适量的色彩增亮剂，材料的金属质感增加，相应的材料性能基本没有影响。
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，除了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。