CN101280086B - 一种环保阻燃聚丙烯专用料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保阻燃聚丙烯专用料及其制备方法，该专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂35～68％，复配阻燃剂20～35％，无机材料2～10％，尼龙树脂5～10％，增容剂5～10％。所述的专用料的制备方法为：将按配方配比的原料在高速混合机中混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度185～200℃，混合物在双螺杆挤出机内混合挤出并切粒得到所述的阻燃改性聚丙烯专用料。本发明制得的阻燃改性聚丙烯专用料具有阻燃性能好、力学性能优、原料成本低廉和阻燃过程中产生的烟气少等特点，而且材料符合RoHS指令等环保要求。
Description
(一)技术领域
本发明涉及聚合物阻燃改性，尤其涉及一种符合环保要求的阻燃改性聚丙烯专用料及其制备方法。
(二)背景技术
聚丙烯具有无毒、密度小、易加工、耐化学腐蚀和电绝缘性好等优良性能。近年来，新的催化剂、改性填料和混配工艺使聚丙烯的刚性、韧性、耐热性及光洁度都得到了改善，大大增强了聚丙烯的竞争力，使其在日常生活用品、交通、机械和电子等行业中得到了广泛的应用。但聚丙烯极易燃烧(氧指数仅为18)，燃烧时会产生强烈的氧化裂解，使分子量下降为初始分子量的1/3～1/4，导致燃烧过程中产生熔滴，极易引起火灾事故，随着社会的发展，人们对安全的要求日益提高，阻燃聚丙烯的开发备受青眯。目前用于聚丙烯的阻燃剂大多数以卤系阻燃剂为主，但含卤阻燃剂在阻燃过程中产生大量有害气体，给人们的生命及财产安全造成了“二次危害”(塑料，2004年，33卷，1期)。1986年欧洲首先发现了多溴二苯醚类物质在燃烧时可能产生四溴代双苯并二噁烷及四溴代双苯并呋喃(塑料，2005年，34卷。第1期)等致癌物质，在阻燃时会危害人员安全和污染环境，因此，欧盟和我国先后颁布了《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(简称《RoHS指令》)和《电子信息产品污染控制管理办法》，规定阻燃塑料中所含的多溴联苯和多溴联苯醚的含量不得超过1000PPM。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种符合欧盟RoHS指令和我国《电子信息产品污染控制管理办法》要求的阻燃改性聚丙烯专用料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种阻燃改性聚丙烯专用料，该专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂35～68％、复配阻燃剂20～35％、无机材料2～10％、尼龙树脂5～10％、增容剂5～10％。
优选的，所述的阻燃改性聚丙烯专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂35～50％，复配阻燃剂28～35％，无机材料6～10％，尼龙树脂8～10％，增容剂8～10％。
本发明所指的聚丙烯树脂是丙烯的聚合物，任何一种聚丙烯树脂都适用于本发明。
本发明所述复配阻燃剂优选质量比为3∶1的聚磷酸铵与季戊四醇的复配物或者质量比为1∶1的季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺与氢氧化镁的复配物。
本发明所述无机材料为粒径不大于10微米的蒙脱土、水滑石、沸石、滑石粉和凹凸棒土中的任一种。
本发明所述尼龙树脂为尼龙6或者尼龙66。
本发明所述增容剂为PP-g-MAH、PE-g-MAH、EPDM-g-MAH和POE-g-MAH中的任一种。
本发明技术优选方案1为：所述环保阻燃聚丙烯专用料的质量组成如下：聚丙烯树脂：35％；聚磷酸铵和季戊四醇(质量比3∶1)复配阻燃剂：35％；粒径不大于10微米的沸石：10％；尼龙6树脂：10％；EPDM-g-MAH：10％。
本发明技术优选方案2为：所述环保阻燃聚丙烯专用料的质量组成如下：聚丙烯树脂：35％；季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺和氢氧化镁(质量比1∶1)复配制成的复配阻燃剂：35％；粒径不大于10微米的蒙脱土：10％；尼龙66树脂：10％；PP-g-MAH：10％。
本发明所述的阻燃改性聚丙烯专用料的制备方法按如下步骤进行：将按配方配比的聚丙烯树脂、复配阻燃剂、无机材料、尼龙树脂和增容剂在高速混合机中混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度在185～200℃，所述的混合物在双螺杆挤出机内混合挤出并切粒得到所述的环保阻燃聚丙烯专用料。
在上述制备中，推荐将聚丙烯树脂、复配阻燃剂、无机材料、尼龙树脂和增容剂在高速混合机中混合10分钟。
与现有技术相比，本发明得到的阻燃改性聚丙烯专用料具有阻燃性能好、力学性能优、原料成本低廉和阻燃过程中产生的烟气少等特点，而且材料符合欧盟《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(简称《RoH指令》)和我国《电子信息产品污染控制管理办法》中关于阻燃塑料中所含的多溴联苯和多溴联苯醚的含量不得超过1000PPM的规定。
(四)具体实施方式：
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
按下列质量含量将聚磷酸铵和季戊四醇(质量比3∶1)复配制成的复配阻燃剂：20％；聚丙烯：68％；粒径不大于10微米的滑石粉：2％；尼龙6树脂：5％；EPDM-g-MAH：5％，在高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机内混合挤出切粒，料筒温度控制在185℃。
上述制得的阻燃聚丙烯专用料的性能经测定：垂直燃烧达到V-2级，拉伸强度27.5MPa，冲击强度12.5Kj/m2，抗弯强度30.8MPa。
实施例2
按下列质量含量将季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺和氢氧化镁(质量比1∶1)复配制成的复配阻燃剂：20％；聚丙烯：68％；粒径不大于10微米的水滑石：2％；尼龙66树脂：5％；PP-g-MAH：5％，在高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机内混合挤出切粒，料筒温度控制在185℃。
上述制得的阻燃聚丙烯专用料的性能经测定：垂直燃烧达到V-2级，拉伸强度26.8MPa，冲击强度12.3Kj/m2，抗弯强度31.0MPa。
实施例3
按下列质量含量将聚磷酸铵和季戊四醇(质量比3∶1)复配制成的复配阻燃剂：28％；聚丙烯：50％；粒径不大于10微米的凹凸棒土：6％；尼龙66树脂：8％；PE-g-MAH：8％，在高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机内混合挤出切粒，料筒温度控制在185℃。
上述制得的阻燃聚丙烯专用料的性能经测定：垂直燃烧达到V-1级，拉伸强度28.2MPa，冲击强度13.5Kj/m2，抗弯强度35.1MPa。
实施例4
按下列质量含量将季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺和氢氧化镁(质量比1∶1)复配制成的复配阻燃剂：28％；聚丙烯：50％；粒径不大于10微米的蒙脱土：6％；尼龙66树脂：8％；POE-g-MAH：8％，在高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机内混合挤出切粒，料筒温度控制在185℃。
上述制得的阻燃聚丙烯专用料的性能经测定：垂直燃烧达到V-1级，拉伸强度28.5MPa，冲击强度14.5Kj/m2，抗弯强度35.4MPa。
实施例5
按下列质量含量将聚磷酸铵和季戊四醇(质量比3∶1)复配制成的复配阻燃剂：35％；聚丙烯：35％；粒径不大于10微米的沸石：10％；尼龙6树脂：10％；EPDM-g-MAH：10％，在高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机内混合挤出切粒，料筒温度控制在185℃。
上述制得的阻燃聚丙烯专用料的性能经测定：垂直燃烧达到V-0级，拉伸强度23.5MPa，冲击强度9.0Kj/m2，抗弯强度31.1MPa。
实施例6
按下列质量含量将季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺和氢氧化镁(质量比1∶1)复配制成的复配阻燃剂：35％；聚丙烯：35％；粒径不大于10微米的蒙脱土：10％；尼龙66树脂：10％；PP-g-MAH：10％，在高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机内混合挤出切粒，料筒温度控制在185℃。
上述制得的阻燃聚丙烯专用料的性能经测定：垂直燃烧达到V-0级，拉伸强度25.6.3MPa，冲击强度7.5Kj/m2，抗弯强度36.5MPa。
Claims (8)
1.一种阻燃改性聚丙烯专用料，其特征在于所述的专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂35～68％，复配阻燃剂20～35％，无机材料2～10％，尼龙树脂5～10％，增容剂5～10％；所述复配阻燃剂为质量比为3∶1的聚磷酸铵与季戊四醇的复配物或者质量比为1∶1的季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺与氢氧化镁的复配物。
2.如权利要求1所述的阻燃改性聚丙烯专用料，其特征在于所述的专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂35～50％，复配阻燃剂28～35％，无机材料6～10％，尼龙树脂8～10％，增容剂8～10％。
3.如权利要求1或2所述的阻燃改性聚丙烯专用料，其特征在于所述无机材料为粒径不大于10微米的蒙脱土、水滑石、沸石、滑石粉和凹凸棒土中的任一种。
4.如权利要求1或2所述的阻燃改性聚丙烯专用料，其特征在于所述的尼龙树脂为尼龙6或尼龙66。
5.如权利要求1或2所述的阻燃改性聚丙烯专用料，其特征在于所述的增容剂为PP-g-MAH、PE-g-MAH、EPDM-g-MAH和POE-g-MAH的任一种。
6.如权利要求1所述的阻燃改性聚丙烯专用料，其特征在于所述的专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂：35％；质量比为3∶1的聚磷酸铵和季戊四醇复配制成的复配阻燃剂：35％；粒径不大于10微米的沸石：10％；尼龙6树脂：10％；EPDM-g-MAH：10％。
7.如权利要求1所述的阻燃改性聚丙烯专用料，其特征在于所述的专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂：35％；质量比为1∶1的季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺和氢氧化镁复配制成的复配阻燃剂：35％；粒径不大于10微米的蒙脱土：10％；尼龙66树脂：10％；PP-g-MAH：10％。
8.一种制备如权利要求1所述的阻燃改性聚丙烯专用料的方法，其特征在于所述的方法按如下步骤进行：将按配方配比的聚丙烯树脂、复配阻燃剂、无机材料、尼龙树脂和增容剂在高速混合机中混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度185～200℃，混合物在双螺杆挤出机内混合挤出并切粒得到所述的阻燃改性聚丙烯专用料。
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