一种阻燃PP材料及其制备方法和应用与流程

一种阻燃pp材料及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明属于材料领域，具体涉及一种阻燃pp材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.目前，市场上的填充阻燃pp材料通常会在配方体系中添加滑石粉、硫酸钡，尚未有添加碳酸钙的填充阻燃材料，这是因为外加的碳酸钙会与阻燃剂发生反应，导致阻燃效果减弱或造成阻燃失效的现象，而碳酸钙又是一种低成本的原料，若能实现使用碳酸钙来填充阻燃材料，将极大的降低阻燃pp材料的成本。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种阻燃pp材料。
4.本发明的目的之二在于提供一种阻燃pp材料的制备方法。
5.本发明的目的之三在于提供一种阻燃pp材料在灯饰产品、电控盒、端子盖或电子电器中的应用。
6.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
7.本发明的第一个方面在于提供一种阻燃pp材料，由包括以下重量份的原料制成：聚丙烯69～90份，复配阻燃剂10～30份，抗氧剂0.2～1份，乙烯基双硬脂酰胺0.1～1份，白油0.2～1份；所述复配阻燃剂包括碳酸钙和协效阻燃剂。
8.优选地，所述阻燃pp材料中，所述聚丙烯的重量份为79～89；进一步优选地，所述聚丙烯的重量份为80～85。
9.优选地，所述阻燃pp材料中，所述复配阻燃剂的重量份为10～30份；进一步优选地，所述复配阻燃剂的重量份为10～20份；更进一步优选地，所述复配阻燃剂的重量份为10～15份。
10.优选地，所述阻燃pp材料中，所述抗氧剂的重量份为0.2～0.8份；进一步优选地，所述抗氧剂的重量份为0.3～0.6份；更进一步优选地，所述抗氧剂的重量份为0.3～0.5份。
11.优选地，所述阻燃pp材料中，所述乙烯基双硬脂酰胺的重量份为0.1～0.8份；进一步优选地，所述乙烯基双硬脂酰胺的重量份为0.1～0.6份；更进一步优选地，所述乙烯基双硬脂酰胺的重量份为0.3～0.5份。
12.优选地，所述阻燃pp材料中，所述白油的重量份为0.2～0.8份；进一步优选地，所述白油为的重量份0.2～0.6份；更进一步优选地，所述白油的重量份为0.3～0.5份。
13.优选地，所述乙烯基双硬脂酰胺(ebs)为乳白色小颗粒。
14.优选地，所述复配阻燃剂中，碳酸钙与协效阻燃剂的质量比为(4～6):1；进一步优选地，所述复配阻燃剂中，碳酸钙与协效阻燃剂的质量比为(4.5～5.5):1；更进一步优选地，所述复配阻燃剂中，碳酸钙与协效阻燃剂的质量比为5:1。本发明通过在阻燃pp材料中引入大剂量的碳酸钙，可以极大的降低了阻燃pp材料的原料成本，且并未降低阻燃pp材料
的阻燃性能。
15.优选地，所述复配阻燃剂的白度l值大于90。
16.优选地，所述协效阻燃剂包括含磷阻燃剂、含溴阻燃剂和引发剂。
17.优选地，所述含磷阻燃剂包括苯基次磷酸铝，次磷酸铝，二乙基次膦酸铝中的至少一种。
18.优选地，所述含溴阻燃剂包括三聚氰胺氢溴酸盐、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯中至少一种。
19.优选地，所述引发剂包括2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、对异丙苯聚合物中的至少一种。
20.优选地，所述含磷阻燃剂、含溴阻燃剂与引发剂的质量比为7：(1.8～2.2)：(0.8～1.2)。
21.优选地，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。聚丙烯为颗粒状或粉末状。
22.优选地，所述聚丙烯为ppv30g、pp450、ppk8009中的至少一种。
23.优选地，所述聚丙烯在230℃，2.16kg的荷重下测得的mfr为9～50g/10min；进一步优选地，所述聚丙烯在230℃，2.16kg的荷重下测得的mfr为20～50g/10min。
24.优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
25.优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种；进一步优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物；更进一步优选地，所述抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1：(0.8～1.2)；更优选地，所述抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:1。
26.优选地，所述抗氧剂1010为巴斯夫1010。
27.优选地，所述抗氧剂168为巴斯夫168。
28.优选地，所述抗氧剂中，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：(0.8～1.2)；进一步优选地，所述抗氧剂中，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：(0.9～1.1)；更进一步优选地，所述抗氧剂中，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：1。
29.优选地，所述白油为环烷油或白矿油中的至少一种；所述白油在40℃时的运动粘度为31～33pa
·
s。
30.优选地，所述阻燃pp材料的拉伸强度为24～33mpa；进一步优选地，所述阻燃pp材料的拉伸强度为28～33mpa；更进一步优选地，所述阻燃pp材料的拉伸强度为30～33mpa。
31.优选地，所述阻燃pp材料的弯曲模量为1600～2100mpa；进一步优选地，所述阻燃pp材料的弯曲模量为1650～2100mpa；更进一步优选地，所述阻燃pp材料的弯曲模量为1700～2100mpa；更进一步优选地，所述阻燃pp材料的弯曲模量为1750～2100mpa。
32.优选地，所述阻燃pp材料的收缩率为1.2～1.5％；进一步优选地，所述阻燃pp材料的收缩率为1.3～1.5％。
33.本发明的第二个方面在于提供一种本发明第一个方面提供的阻燃pp材料的制备方法，包括以下步骤：
34.将聚丙烯与白油混合；再与复配阻燃剂、抗氧剂和乙烯基双硬脂酰胺混合；然后挤出造粒，制得所述阻燃pp材料。本发明通过聚丙烯与白油先进行混合，使白油充分粘附在聚
丙烯表面，从而使聚丙烯与其他材料之间的混合均匀性更佳。
35.优选地，所述混合采用高速搅拌机进行混合。
36.优选地，所述混合时间为2～10min；进一步优选地，所述混合时间为2～6min；更进一步优选地，所述混合时间为3～5min。
37.优选地，所述挤出造粒步骤是采用双螺杆挤出机进行。
38.优选地，所述双螺杆挤出机的温度为170～190℃；进一步优选地，所述双螺杆挤出机的温度为175～185℃；更进一步优选地，所述双螺杆挤出机的温度为180～185℃。
39.优选地，所述双螺杆挤出机的转速为200～550rpm；进一步优选地，所述双螺杆挤出机的转速为300～500rpm；更进一步优选地，所述双螺杆挤出机的转速为400～500rpm。
40.优选地，本发明的第三个方面在于提供一种本发明第一个方面提供的阻燃pp材料在灯饰产品、电控盒、端子盖或电子电器中的应用。
41.本发明的有益效果是：与传统的阻燃pp材料相比，本发明克服了现有技术中碳酸钙的存在对阻燃性能的负面影响，阻燃性能稳定可控，解决了现有阻燃体系不可添加碳酸钙的问题，从而达到降低成本的目的。此外，本发明中的阻燃pp材料采用碳酸钙进行填充，阻燃等级达到v2级，可以满足灯饰产品、电控盒、端子盖或电子电器产品对材料阻燃性能的要求，且极大的降低了材料的成本。
具体实施方式
42.以下结合实施例对本发明的具体实施作进一步详细说明，但本发明的实施和保护不限于此。需要指出的是，以下若为有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
43.本发明中的聚丙烯ppv30g、ppk8009购买自中国石油化工集团公司，pp450粉购买自茂名市创华化工有限公司；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配混合所得，购买自巴斯夫股份公司；ebs为乳白色小颗粒，购买自星贝达(北京)化工材料有限公司；所述的白油为环烷油或白矿油，购买自广州市自厚化工科技有限公司。复配阻燃剂是由碳酸钙与协效阻燃剂按照重量比10:2进行配置。协效阻燃剂为次磷酸铝、三聚氰胺氢溴酸盐与2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷且三者的质量比为7:2:1。
44.本发明实施例1至实施例6中的阻燃pp材料按照下表1中的原料配比进行复配。
45.本发明实施例1至实施例6中的阻燃pp材料的制备方法包括以下步骤：
46.(1)按照下表1的重量份数称取原料；
47.(2)先将聚丙烯和白油放入高速搅拌机搅拌2～4分钟，使白油充分粘附在聚丙烯表面；
48.(3)加入复配阻燃剂搅拌3～5分钟混合均匀，然后，加入助剂，搅拌均匀，制得混合料；
49.(4)将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到阻燃pp材料，该阻燃pp材料是采用碳酸钙填充。双螺杆挤出机的温度为180℃，转速为450rpm。
50.表1实施例1～6中的阻燃pp材料的原料配比(重量份数)
51.原料名称实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6
均聚pp89.174.179.174.169.149.1共聚pp 10551020复配阻燃剂101015202030抗氧剂10100.150.150.150.150.150.15抗氧剂1680.150.150.150.150.150.15ebs0.30.30.30.30.30.3白油0.30.30.30.30.30.3
52.分别测试实施例1～6中的阻燃pp材料的拉伸性能、弯曲性能和阻燃性能等性能，具体测试结果记录在下表2中，其中：拉伸性能按照gb/t1040-2006标准中记载的测试方法测试；弯曲性能按照gb/t9341-2000标准中记载的测试方法测试；收缩率按照gb/t 17037.4标准中记载的测试方法测试。
53.表2实施例1～6中的阻燃pp材料的性能测试结果
[0054][0055][0056]
由上表2中的实施例1～6的测试数据可知，本发明中的阻燃pp材料的阻燃效果极佳，达到v2级，能应用于灯饰产品、电控盒、端子盖、以及电子电器等。本发明避免了现有技术中碳酸钙的引入对阻燃性能的负面影响：1、碳酸钙的灯芯作用，提高了塑料的导热性，使塑料内部温度提高，加剧塑料分解并释放出更多的挥发性可燃物质；2、碳酸钙会对阻燃剂起很严重的干扰作用，破坏塑料表面的隔氧层形成；3、碳酸钙为碱性，在溴系酸性体系中会出现化学反应和严重的对抗效应。本发明有效规避碳酸钙独立外加，减弱阻燃效果的现象，解决了现有的阻燃体系不可添加碳酸钙的问题，从而达到稳定阻燃、降低成本的目的。此外，本发明实施例1～6中的阻燃pp材料具有高的弯曲模量，表明本发明通过引入碳酸钙提高了阻燃pp材料的力学性能。
[0057]
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。