CN1300238C - 一种镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，它配有聚丙烯、镁盐晶须、阻燃剂十溴联苯醚、高效阻燃协同剂Sb2O3、PP接枝相容剂、抗氧剂、其它助剂，其特点在于，加入晶须增强阻燃抑烟剂。本发明的制配方法是将除镁盐晶须之外的具他组份置于高混机中高速混合2～3分钟，加入镁盐晶须，低速混合1分钟左右，出料，然后将料在螺杆组合的双螺杆机挤出造粒，双螺杆加工温度在170-240℃，螺杆转速在180-600转/分，本发明具有高强度、高刚度、低烟、阻燃，并且尺寸稳定性好等优点，适合于注塑成型仪表盘等汽车制件，也适合于注塑成型空调、洗衣机等家电用品。
Description
技术领域
本发明涉及一种镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，可用于车用制件、家电制件等，属于聚丙烯技术领域。
背景技术
聚丙烯作为一种通用塑料，它具有加工性能优良、机械性能好、耐化学腐蚀性等特点，在塑料中占有重要地位，但在制作工程部件时，其强度、刚度、耐热性和阻燃性远不能满足要求，这限制了聚丙烯在工程部件中的应用。目前比较常用方法是利用玻璃纤维、阻燃剂等对聚丙烯进行改性，以达到阻燃增强的聚丙烯。
中国专利CN1079494A中公开了一种用八溴醚、三氧化二锑和水合氧化铝作为复合阻燃剂，制得低烟阻燃聚丙烯材料，但该材料力学性能并不能满足工程塑料的要求。美国专利US 6,150,442中公开了一种利用磷酸三溴苯基酯、三氧化二锑作为复合阻燃剂，制得阻燃聚丙烯材料，但同样力学性能较差，而不能满足在工程塑料中应用，同时日本专利JP昭56-149318和日本专利JP昭61-256920、JP平4-36092介绍了制备镁盐晶须的方法，中国专利CN1288860A公开了一种新型镁盐晶须的制备方法，对其在高聚物，特别是在阻燃聚丙烯中的应用均没有涉及。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高刚度、高强度、低烟、阻燃、尺寸稳定性好的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯材料。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种镁盐晶须增强阻燃聚丙烯的组合物，其特征在于，它由以下重量配比的原料制成：
聚丙烯 40～67
镁盐晶须 10～35
十溴联苯醚阻燃剂 8-20
高效阻燃协同剂Sb2O3 3～15
PP接枝相容剂 2～6
抗氧剂 0.2～0.5
其它助剂 0.2～2.5
所述的聚丙烯可以是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯，可以是单一的也可以是混合的，其熔融指数为5～25g/10min，拉伸强度≥20Mpa。
所述的镁盐晶须尺寸特征为：长径比L/D≥30，粒径≤1μm。
所述的十溴联苯醚含溴量大于82％，比重为3.02。
所述的阻燃剂十溴联苯醚与高效阻燃协同剂Sb2O3的配比为：十溴联苯醚∶Sb2O3＝2∶1～3∶1。
所述的高效阻燃协同剂Sb2O3，纯度为99％。
所述的PP接枝相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝聚合的低聚物，其熔融指数为40～100g/10min。
所述的抗氧剂是一种受阻酚类抗氧剂，可以是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述的其它助剂可以是热稳定剂、润滑剂、抗紫外线剂或颜料。
本发明的制备方法如下：
(1)按配比秤取原料；
(2)将晶须表面经过偶联剂处理，这种偶联剂可以是硅烷偶联剂同系物或钛酸酯偶联剂同系物；
(3)将聚丙烯、阻燃剂十溴联苯醚、高效阻燃协同剂Sb2O3、PP接枝相容剂、抗氧剂、其它助剂一起置于高混机中混合2-3分钟；
(4)加入晶须增强剂低速混合1-2分钟；
(5)出料；
(6)将混合的原料置于双螺杆机中挤出造粒，双螺杆机的转速为180-600转/分，温度为170-240℃。
镁盐晶须分子式为：MgSO4 5Mg(OH)2.3H2O，分子中所含化学缔合水比例高，达31％，其分解温度高达306.8℃，故能在聚丙烯加工温度下保持稳定，而在塑料燃烧时释放出大量的水蒸气，可以吸收燃烧时放出的热量，起到冷却和降低燃烧速率的作用，同时，镁盐晶须的加入，在燃烧时还能起到抑烟作用，这对环保要求日益提高的今天，有极其现实的意义。其反应方程式为：
镁盐晶须为白色粉体，其尺寸为：粒径≤1μm，平均长度为10～80μm，长径比L/D≥30，故能作为增强材料加入聚丙烯复合物中，具有明显增强作用，同时表面光泽、尺寸稳定性好，着色能力强，扩展了聚丙烯作为工程塑料的应用。
阻燃剂十溴联苯醚在燃烧时分解，产生溴化氢，是不燃气体，起遮盖表面层作用，使材料的热氧化分解难于进行，同时又易于与HO·H·等自由基结合，从而抑制燃烧，高效阻燃协同剂Sb2O3，在燃烧时起反应生成一种闷熄性气体，即锑的氯氧化物，使火焰熄灭。
本发明的优点在于巧妙地利用了镁盐晶须的增强性、阻燃性和抑烟性，从而制得高强度、高刚度、阻燃、低烟、尺寸稳定的聚丙烯材料，适合于注射成型各类车用、家电用工程塑料件。
具体实施方案
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
实施例1-2：
以共聚聚丙烯和均聚聚丙烯的共混物为基础料，以镁盐晶须为增强抑烟剂，十溴联苯醚为阻燃剂，Sb2O3为阻燃协同剂，PP-g-MAH为相容剂，其重量配比列于表1中，
表一：镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物组份的重量配比
本发明的制备方法如下：
(1)将镁盐晶须表面经过偶联剂处理；
(2)将聚丙烯、阻燃剂十溴联苯醚、高效阻燃协同剂Sb2O3、PP接枝相容剂、抗氧剂、其它助剂一起置于高混机中混合2-3分钟；
(3)加入晶须镁盐晶须低速混合1分钟；
(4)出料；
(5)将混合的原料置于双螺杆机中挤出造粒，双螺杆机的转速为200转/分，双螺杆挤出加工工艺列于表2中：
表二：双螺杆挤出加工工艺
将粒料干燥注射成标准样条，测试性能，性能如表3：
表三：镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物性能测试对比
对比实施例3-4：
对比不同镁盐晶须、阻燃剂、阻燃协同剂用量，其它组份作相应变化，其配比列于表4，其操作工序与实施例1相同，测试性能列于表5：
表四：矿物增强聚丙烯组合物的重量配比
将粒料干燥注射成标准样条，测试性能，性能如表：
表五：矿物增强聚丙烯组合物性能测试对比
Claims (10)
1，一种镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，它由以下重量配比的原料制成：
聚丙烯 40～67
镁盐晶须 10～35
十溴联苯醚阻燃剂 8-20
高效阻燃协同剂Sb2O3 3～15
PP接枝相容剂 2～6
抗氧剂 0.2～0.5
其它助剂 0.2～2.5。
2，根据权利要求1所述的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，所述的聚丙烯可以是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯，可以是单一的也可以是混合的，其熔融指数为5～25g/10min，拉伸强度≥20Mpa。
3，根据权利要求1所述的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，镁盐晶须的尺寸为：长径比L/D≥30，粒径≤1μm。
4，根据权利要求1所述的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，十溴联苯醚含溴量大于82％，比重为3.02。
5，根据权利要求1所述的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，高效阻燃协同剂Sb2O3纯度为99％。
6，根据权利要求1、4、5所述的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，阻燃剂十溴联苯醚与高效阻燃协同剂Sb2O3的配比为：十溴联苯醚∶Sb2O3＝2∶1～3∶1。
7，根据权利要求1所述的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，PP接枝相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝聚合的低聚物，其熔融指数为40～100g/10min。
8.根据权利要求1所述的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于，抗氧剂是一种受阻酚类抗氧剂，可以是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
9.根据权利要求1所述的镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物，其特征在于：根据制品需要，其它助剂可以是热稳定剂、润滑剂、抗紫外线剂或颜料。
10.根据权利要求1所述的一种镁盐晶须增强阻燃聚丙烯组合物的制备方法，其方法如下：
(1)按配比秤取原料；
(2)将晶须表面经过偶联剂处理，这种偶联剂可以是硅烷偶联剂同系物或钛酸酯偶联剂同系物；
(3)将聚丙烯、阻燃剂十溴联苯醚、高效阻燃协同剂Sb2O3、PP接枝相容剂、抗氧剂、其它助剂一起置于高混机中混合2-3分钟；
(4)加入晶须增强剂低速混合1-2分钟；
(5)出料；
(6)将混合的原料置于双螺杆机中挤出造粒，双螺杆机的转速为180-600转/分，温度为170-240℃。
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