专利名称：一种阻燃聚丙烯组合物及其制备方法
一种阻燃聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子化合物的组合物，更具体地说，是涉及一种阻燃聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯(Polypropylene,简称PP),是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯具有以下特点无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度及耐热性均优于聚乙烯，可在ioo°c左右使用；具有良好的电性能和高频绝缘性，且不受湿度影响；有一定的化学稳定性，常见的酸、碱、有机溶剂对它几乎不起作用，可用于餐具。聚丙烯易着色、印刷和金属化处理，容易加工，适合于注射、挤塑、吹塑等多种成型方法，广泛应用于包装、日用品、电子电器、玩具、仪表、建筑、运输和机器制造等许多领域。
但是由于聚丙烯还具有低温抗冲击强度低、性脆易裂、易燃、耐热性和机械强度较差等缺点，在一些领域的使用受到限制。为适应环保、阻燃、高强度等更高的要求，需要对聚丙烯进行阻燃增韧改性。
发明内容有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改善了韧性、耐热性和阻燃性的聚丙烯组合物。为了达到上述目的，本发明提供一种阻燃聚丙烯组合物，其组成按质量百分比计包含聚丙烯68 85%;增韧剂3 12%;阻燃剂8 14%;复配协效阻燃剂 0.1 10%;抗氧剂0.1 0.6%;润滑剂0.2% 0.5%。其中，所述聚丙烯是本色透明料,较佳地,所述聚丙是熔融指数为5 10g/10min、等规度为96 98%的聚丙烯本色透明料。其中，所述增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)，用以降低复合材料脆性和提高复合材料抗冲击性能。其中，所述阻燃剂为四溴双酚A(TBBA)。其中，所述复配协效阻燃剂为三氧化二锑(Sb2O3)、硼酸锌及聚四氟乙烯(PTFE)中的两种或者三种。较佳地，所述复配协效阻燃剂的组成按整个聚丙烯组合物的质量百分比计为三氧化二锑0 3%，硼酸锌I 4%，聚四氟乙烯0. 2 0. 5%。其中，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1076 二者复配。抗氧剂168为三[2. 4_二叔丁基苯基]亚磷酸酯，抗氧剂1076为0-(3, 5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸正十八碳醇酯。其中，所述润滑剂是乙撑双硬脂酰胺(EBS)。本发明还提供了上述阻燃聚丙烯组合物的制备方法，其主要包括以下步骤根据质量百分比分别称取该阻燃聚丙烯组合物的各组分；将上述阻燃聚丙烯组合物的各组分依次加入高速混合机中，高速混合3 5分钟；将上述混合均匀的组合物材料用双螺杆挤出机熔融挤出造粒，挤出机的工艺参数为一区温度180 185°C，二区温度180 185°C、三区温度185 190°C、四区温度190 195°C、五区温度195 200°C，模头温度200 210°C，主机转动频率为20 36Hz，喂料器转动频率为10 16Hz。
本发明提供的一种阻燃聚丙烯组合物及其制备方法，是通过在聚丙烯基料中添加一定比例的增韧剂、阻燃剂、复配协效阻燃剂、抗氧剂及润滑剂等助剂进行改性，通过共混合挤出、造粒，制成阻燃聚丙烯组合物。相较于现有技术，该阻燃聚丙烯组合物具有以下优
占-
^ \\\ (I)韧性高，该阻燃聚丙烯组合物的缺口冲击强度可达9KJ/m2 ；(2)耐温性好，该阻燃聚丙烯组合物在成型温度为190-220°C时不易分解变色，其热变形温度可达120°C ；(3)阻燃性较好，该阻燃聚丙烯组合物的阻燃等级可达UL94-V0。
具体实施方式通过下面给出的本发明的具体实施例以及对比例可以进一步清楚地了解本发明，但本发明的范围不因此局限于下述实施例。在以下具体实施例及对比例中所采用的原料如下聚丙烯，为本色透明料，熔融指数为5 10g/10min，等规度为96_98%，优选台湾台化1080 ；增韧剂，为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)，优选美国陶氏的209 ；阻燃剂，为四溴双酚A (TBBA)，分子式为C15H12Br4O2，优选美国雅宝的CP-2000 ；协效阻燃剂，为聚三氧化二锑(Sb2O3)、硼酸锌以及四氟乙烯(PTFE)，均为市售；抗氧剂168和抗氧剂1076，优选瑞士汽巴的产品；润滑剂，为乙撑双硬脂酰胺(EBS)，优选日本花王的EB-FF。本发明阻燃聚丙烯组合物的物理性能测试的执行标准列于表I。该阻燃聚丙烯组合物经挤出成型的塑料粒经过85°C烘烤4h后注塑制样。拉伸强度测试的样条尺寸为127mmX 13mmX 3. 2mm,拉伸速度为50/min。弯曲强度测试的样条尺寸为127mmX 13mmX3. 2mm,弯曲速度为5m/min。冲击强度的样条尺寸为63. 5mmX 12. 7mmX3. 2mm。表I测试执行标准物理性能单位执行标准
冲击强度__KJ/m2__ASTM D256
拉伸强度__MPa__ASTM D638
断裂伸长率__%__ASTM D638弯曲强度__MPa__ASTM D790
弯曲模量__MPa__ASTM D790
热变形温度v
(I. 82MPa)___ASTM D648 Ia燃性能(2.0mm)-UL94对比例I将88. 3份聚丙烯、8份四溴双酚A、3份三氧化二锑、0. 3份EBS、0. 2份抗氧剂1076及0. 2份抗氧剂168依次加入到高速混合机中高速预混3 5分钟，然后用双螺杆挤出机(螺杆长径比为38)熔融挤出造粒。螺杆挤出机的工艺参数为一区温度180 185°C，二区温度180 185°C、三区温度185 190°C、四区温度190 195°C、五区温度195 200°C，模头温度200 210°C ;主机转动频率为25Hz，喂料器转动频率为10Hz，熔融挤出造粒。将该阻燃聚丙烯组合物复合材料在注塑机上200 210°C注塑成型ASTM标准的测试样条。测定材料的机械性能和阻燃性能，并将其测试结果列于表2。对比例2将96. 3份聚丙烯、3份P0E_g_MAH、0. 3份EBS、0. 2份抗氧剂1076及0. 2份抗氧剂168依次加入到高速混合机中高速预混3 5分钟，用双螺杆挤出机(螺杆长径比为38)熔融挤出造粒。挤出机的工艺参数为一区温度180 185°C，二区温度180 185°C、三区温度185 190°C、四区温度190 195°C、五区温度195 200°C，模头温度200 210°C;主机转动频率为25Hz，喂料器转动频率为12Hz。在注塑机上200 210°C注塑成型ASTM标准测试样条。测定材料的机械性能和阻燃性能，并将其测试结果列于表2。实施例I将85份聚丙烯、8份四溴双酚A、3. 5份P0E_g_MAH、2. 5份硼酸锌、0. 3份聚四氟乙烯、0. 3份EBS、0. 2份抗氧剂1076及0. 2份抗氧剂168依次加入到高速混合机中高速预混3 5分钟，然后用双螺杆挤出机(螺杆长径比为38)挤出造粒；螺杆挤出机的工艺参数为一区温度180 185°C，二区温度180 185°C、三区温度185 190°C、四区温度190 195°C、五区温度195 200°C，模头温度200 210°C。主机转动频率为25Hz，喂料器转动频率为10Hz，熔融挤出造粒。在注塑机上200 210°C注塑成型ASTM标准测试样条。测定材料的机械性能和阻燃性能，并将其测试结果列于表2。实施例2将78份聚丙烯、9份四溴双酚A、5份P0E_g_MAH、3份三氧化二锑、4份硼酸锌、0. 3份聚四氟乙烯、0. 3份EBS、0. 2份抗氧剂1076及0. 2份抗氧剂168依次加入到高速混合机中高速预混3 5分钟，用双螺杆挤出机(螺杆长径比为38)熔融挤出造粒。挤出机的工艺参数为一区温度180 185°C，二区温度180 185°C、三区温度185 190°C、四区温度190 195°C、五区温度195 200°C，模头温度200 210°C。主机转动频率为25Hz，喂料器转动频率为12Hz。在注塑机上200 210°C注塑成型ASTM标准测试样条。测定材料的机械性能和阻燃性能，并将其测试结果列于表2。实施例3将76份聚丙烯、10份四溴双酚A、8份POE-g-MAH、2份三氧化二锑、3份硼酸锌、0. 3份聚四氟乙烯、0. 3份EBS、0. 2份抗氧剂1076及0. 2份抗氧剂168依次加入到高速混合机中高速预混3 5分钟，用双螺杆挤出机(螺杆长径比为38)熔融挤出造粒。挤出机的工艺参数为一区温度180 185°C，二区温度180 185°C、三区温度185 190°C、四区温度190 195°C、五区温度195 200°C，模头温度200 210°C。主机转动频率为25Hz，喂料器转动频率为12Hz。在注塑机上200 210°C注塑成型ASTM标准测试样条。测定材料的机械性能和阻燃性能，并将其测试结果列于表2。实施例4 将70份聚丙烯、14份四溴双酚A、12份POE-g-MAH、I份三氧化二锑、2份硼酸锌、0. 3份聚四氟乙烯、0. 3份EBS、0. 2份抗氧剂1076及0. 2份抗氧剂168依次加入到高速混合机中高速预混3 5分钟，用双螺杆挤出机(螺杆长径比为38)熔融挤出造粒。挤出机的工艺参数为一区温度180 185°C，二区温度180 185°C、三区温度180 185°C、四区温度185 190°C、五区温度190 195°C，模头温度200 205°C。主机转动频率为35Hz，喂料器转动频率为15Hz。在注塑机上200 210°C注塑成型ASTM标准测试样条。测定材料的机械性能和阻燃性能，并将其测试结果列于表2。表2对比例及实施例的组成及性能测试结果
配方组成对比例I对比例2实施例I实施例2实施例3实施例4
聚丙烯__88.3 96. 3 85 78 76 70
四溴双酚A__8___8__910 14
三氧化二锑3 __I 3 I 2 I I
权利要求
1.一种阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，其组成按质量百分比计包含 聚丙烯68 85% ; 增韧剂3 12%; 阻燃剂8 14% ; 复配协效阻燃剂O. I 10% ; 抗氧剂O. I O. 6% ； 润滑剂O. 2% 0.5%。
2.根据权利要求I所述的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯是本色透明料，其熔融指数为5 10g/10min，其等规度为96 98%。
3.根据权利要求I所述的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体。
4.根据权利要求I所述的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述阻燃剂为四溴双酚A。
5.根据权利要求I所述的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述复配协效阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌及聚四氟乙烯中的两种或者三种。
6.根据权利要求5所述的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述复配协效阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌及聚四氟乙烯三者复配。
7.根据权利要求6所述的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述复配协效阻燃剂的组成按整个聚丙烯组合物的质量百分比计为三氧化二锑O 3%，硼酸锌I 4%，聚四氟乙烯 O. 2 O. 5%。
8.根据权利要求I所述的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1076 二者复配，抗氧剂168为三[2. 4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯，抗氧剂1076为β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
9.根据权利要求I所述的阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS)。
10.一种如权利要求I所述的阻燃聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤 根据质量百分比分别称取该阻燃聚丙烯组合物的各组分； 将上述阻燃聚丙烯组合物的各组分依次加入高速混合机中，高速混合3 5分钟； 将上述混合均匀的材料用双螺杆挤出机熔融挤出造粒，挤出机的工艺参数为一区温度180 185°C，二区温度180 185°C、三区温度185 190°C、四区温度190 195°C、五区温度195 200°C，模头温度200 210°C，主机转动频率为20 36Hz，喂料器转动频率为 10 16Hz。
全文摘要
本发明提供一种阻燃聚丙烯组合物，其组成按质量百分比计包含聚丙烯68～85％；增韧剂3～12％；阻燃剂8～14％；复配协效阻燃剂0.1～10％；抗氧剂0.1～0.6％；润滑剂0.2％～0.5％。其中，所述复配协效阻燃剂为三氧化二锑(Sb2O3)、硼酸锌及聚四氟乙烯(PTFE)中的两种或者三种。较佳地，所述复配协效阻燃剂的组成按整个聚丙烯组合物的质量百分比计为三氧化二锑0～3％，硼酸锌1～4％，聚四氟乙烯0.2～0.5％。本发明还提供了一种上述阻燃聚丙烯组合物的制备方法。
文档编号B29C47/92GK102775675SQ20111011910
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者徐陈孝, 朱付成 申请人:苏州汉扬精密电子有限公司