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CN103937091A - 一种阻燃增强聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃增强聚丙烯组合物及其制备方法 Download PDF

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CN103937091A CN201410091122.6A CN201410091122A CN103937091A CN 103937091 A CN103937091 A CN 103937091A CN 201410091122 A CN201410091122 A CN 201410091122A CN 103937091 A CN103937091 A CN 103937091A
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China
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glass fibre
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刘奇祥
欧阳晓岳
刘乐文
钱永红
叶丹滢
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Kingfa Science and Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种阻燃增强聚丙烯组合物，按重量百分比计，包括如下组分：5~15%共聚聚丙烯；50~70%均聚聚丙烯；15~35%阻燃剂；7~20%玻璃纤维；其中，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷与氢氧化镁的复配物，按重量百分比计，复配比为2:1~4:1，其制备方法：a）将共聚聚丙烯与均聚聚丙烯在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，得到熔融聚丙烯预混料；b）将玻璃纤维、阻燃剂预热至185-200℃；c）将预热后的玻璃纤维与熔融聚丙烯预混料混合均匀，得到共混物；d）将预热后的阻燃剂加入至共混物中，在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，即得；本发明的阻燃增强聚丙烯组合物采用十溴二苯乙烷与氢氧化镁复配的阻燃剂，毒性小，环保效果好，起到协同阻燃效果，氧指数大于30%，阻燃等级可达UL94V-1。

Description

一种阻燃增强聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域
 本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种阻燃增强聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术
目前，随着聚丙烯生产工艺的提高、聚合工艺的改进，高流动性聚丙烯产品的开发和应用取得很大进展；聚丙烯制品在包装、运输、家电、汽车、办公等领域得到了广泛的应用。
但是聚丙烯是一种极易燃的产品，目前阻燃聚丙烯以卤素和锑系化合物复配是一种成熟的技术，但是其不能达到环保要求，且成本高，制备工艺复杂。
因此，开发一种能达到环保要求，且阻燃等级可达到UL94V-1、强度高的阻燃聚丙烯组合物显得十分重要。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种环保、强度高、氧指数大于30%，且阻燃等级可达到UL94V-1的阻燃增强聚丙烯组合物。
本发明的另一目的是提供上述阻燃增强聚丙烯组合物的制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种阻燃增强聚丙烯组合物，按重量百分比计，包括如下组分：
共聚聚丙烯               5~15%；
均聚聚丙烯               50~70%；
阻燃剂                   15~35%；
玻璃纤维                 7~20%；
其中，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷与氢氧化镁的复配物，按重量百分比计，十溴二苯乙烷比氢氧化镁的范围为2:1~4:1。
当十溴二苯乙烷比氢氧化镁的范围小于2:1或大于4：1时均起不到协同阻燃的作用。
所述共聚聚丙烯的熔体流动速率为8-9.4g/min，该熔体流动速率是按GB/T 3682-2000热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定方法来测定的。
所述玻璃纤维的直径为15~25um，长度为0.3~0.6mm。
一种阻燃增强聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：
a）将共聚聚丙烯与均聚聚丙烯在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，得到熔融聚丙烯预混料；
b）将玻璃纤维、阻燃剂分别预热至185-200℃；
c）将预热后的玻璃纤维与步骤a）得到的熔融聚丙烯预混料混合均匀，得到共混物；
d）将预热后的阻燃剂加入至步骤c）中得到的共混物中，在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，即得阻燃增强聚丙烯组合物。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1）本发明的阻燃增强聚丙烯组合物采用本身不可燃的玻璃纤维进行增强，可以起到强度高，协同阻燃的效果。
2）本发明的阻燃增强聚丙烯组合物采用十溴二苯乙烷与氢氧化镁复配的阻燃剂，毒性小，环保效果好。
3）本发明的阻燃增强聚丙烯组合物采用十溴二苯乙烷与氢氧化镁复配的阻燃剂，起到很好的协同阻燃效果，氧指数可大于30%，阻燃等级可达到UL94V-1。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
以下实施例和对比例中，所用的原料如下：
共聚聚丙烯：新加坡TPC公司，型号为AW564；
均聚聚丙烯：燕山石化，型号为K1008；
十溴二苯乙烷：雅宝公司，型号为8010；
氢氧化镁：“镁霸”牌PS-1191。
实施例1~5：阻燃增强聚丙烯组合物的制备
一种阻燃增强聚丙烯组合物，其原料配方如表1所示，其制备方法包括如下步骤：按重量百分比称取共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、阻燃剂和玻璃纤维，其中，阻燃剂为十溴二苯乙烷与氢氧化镁的复配物，按重量百分比计，十溴二苯乙烷比氢氧化镁的范围为2:1~4:1；将称取好的共聚聚丙烯和均聚聚丙烯在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，得到熔融聚丙烯预混料；将称取好的玻璃纤维、阻燃剂分别预热至185-200℃；将预热后的玻璃纤维与得到的熔融聚丙烯预混料混合均匀，得到共混物；将预热后的阻燃剂加入至得到的共混物中，在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，即得阻燃增强聚丙烯组合物；测定其相关性能，具体数据列于表1。
对比例1：
一种阻燃增强聚丙烯组合物，其原料配方如表1所示，其制备方法包括如下步骤：按重量百分比称取共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、阻燃剂和玻璃纤维，其中，阻燃剂为十溴二苯乙烷与氢氧化镁的复配物，按重量百分比计，十溴二苯乙烷比氢氧化镁的范围为1:1；将称取好的共聚聚丙烯和均聚聚丙烯在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，得到熔融聚丙烯预混料；将称取好的玻璃纤维、阻燃剂分别预热至185-200℃；将预热后的玻璃纤维与得到的熔融聚丙烯预混料混合均匀，得到共混物；将预热后的阻燃剂加入至得到的共混物中，在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，即得阻燃增强聚丙烯组合物；测定其相关性能，具体数据列于表1。
对比例2：
一种阻燃增强聚丙烯组合物，其原料配方如表1所示，其制备方法包括如下步骤：按重量百分比称取共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、阻燃剂和玻璃纤维，其中，阻燃剂为十溴二苯乙烷与氢氧化镁的复配物，按重量百分比计，十溴二苯乙烷比氢氧化镁的范围为6.5:1；将称取好的共聚聚丙烯和均聚聚丙烯在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，得到熔融聚丙烯预混料；将称取好的玻璃纤维、阻燃剂分别预热至185-200℃；将预热后的玻璃纤维与得到的熔融聚丙烯预混料混合均匀，得到共混物；将预热后的阻燃剂加入至得到的共混物中，在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，即得阻燃增强聚丙烯组合物；测定其相关性能，具体数据列于表1。
对比例3：
一种阻燃增强聚丙烯组合物，其原料配方如表1所示，其制备方法包括如下步骤：按重量百分比称取共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、阻燃剂和玻璃纤维，其中，阻燃剂为十溴二苯乙烷与三氧化二锑的复配物，按重量百分比计，十溴二苯乙烷比三氧化二锑的范围为3:1；将称取好的共聚聚丙烯和均聚聚丙烯在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，得到熔融聚丙烯预混料；将称取好的玻璃纤维、阻燃剂分别预热至185-200℃；将预热后的玻璃纤维与得到的熔融聚丙烯预混料混合均匀，得到共混物；将预热后的阻燃剂加入至得到的共混物中，在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，即得阻燃增强聚丙烯组合物；测定其相关性能，具体数据列于表1。
对比例4：
一种聚丙烯组合物，其原料配方如表1所示，其制备方法包括如下步骤：按重量百分比称取共聚聚丙烯、均聚聚丙烯；将称取好的共聚聚丙烯和均聚聚丙烯在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，得到熔融聚丙烯预混料；继续在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，即得聚丙烯组合物；测定其相关性能，具体数据列于表1。
表1    实施例1~5及对比例1~4的原料配方及具体性能数据
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
共聚聚丙烯/wt% 10 10 8 5 15 10 10 10 40
均聚聚丙烯/wt% 60 55 60 70 50 60 55 60 60
十溴二苯乙烷/wt% 15 12 12.75 12 12 10 13 15 -
氢氧化镁/wt% 5 3 4.75 6 3 10 2 - -
三氧化二锑/wt% - - - - - - - 5 -
玻璃纤维/wt% 10 20 15 7 20 10 20 10 -
玻璃纤维直径/um 18 20 15 23 25 18 20 18 -
玻璃纤维长度/mm 0.4 0.5 0.6 0.55 0.3 0.4 0.5 0.4 -
拉伸强度/MPa 30.40 32.01 31.07 29.6 32.04 29.7 31.1 29.3 32.09
氧指数/% 30.5 32 32 31 31.5 29 30 29 20
UL94阻燃等级 V1 V0 V0 V1 V0 不阻燃 不阻燃 不阻燃 不阻燃
各性能的测试标准或方法：
拉伸强度：参照ASTM DG638-2008进行测试；
氧指数：参照ASTM D2863进行测试；
UL94阻燃等级：参照UL94-2009垂直燃烧测试标准。

Claims (4)

1.一种阻燃增强聚丙烯组合物，其特征在于，按重量百分比计，包括如下组分：
共聚聚丙烯               5~15%；
均聚聚丙烯               50~70%；
阻燃剂                   15~35%；
玻璃纤维                 7~20%；
其中，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷与氢氧化镁的复配物，按重量百分比计，十溴二苯乙烷比氢氧化镁的范围为2:1~4:1。
2.根据权利要求1所述的阻燃增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述共聚聚丙烯按GB/T 3682-2000测定的熔体流动速率为8-9.4g/min。
3.根据权利要求1所述的阻燃增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为15~25um，长度为0.3~0.6mm。
4.一种如权利要求1~3任一项所述的阻燃增强聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a）将共聚聚丙烯与均聚聚丙烯在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，得到熔融聚丙烯预混料；
b）将玻璃纤维、阻燃剂分别预热至185-200℃；
c）将预热后的玻璃纤维与步骤a）得到的熔融聚丙烯预混料混合均匀，得到共混物；
d）将预热后的阻燃剂加入至步骤c）中得到的共混物中，在双辊混炼机上于175-185℃进行混炼，即得阻燃增强聚丙烯组合物。
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