一种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
一种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，具体为一种可应用于汽 车功能件、电子电器零部件的超高阻燃聚丙烯复合材料，属于聚合物改性和加工领域。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯是目前用量最大的的通用塑料，其结构规整、结晶度高，具有优良的力学、 耐热性、耐化学溶剂性，其出色的性价比在汽车、家用电器、食品、医疗、建筑管材等多个领 域有广泛的应用。
[0003] 然而由于聚丙烯自身的结构，其氧指数低，易燃烧、燃烧速度快、并伴有滴落现象， 容易发生火灾且不易熄灭，这使其应用领域受到了极大地限制，尤其是在汽车中的某些关 键部件如电动大巴充电盒，其壳体要求材料具备苛刻的阻燃防火性能(UL94 5V)，常规的的 阻燃聚丙烯复合材料也很难满足这一要求。CN103554659A报道一种高性能阻燃PP材料，材 料韧性和耐老化性能优异，但是阻燃等级却只有UL94 V-0级别;CN103289203A报道一种无 卤阻燃PP复合材料，其力学、热性能优良，但是阻燃等级也只是UL94 V-0级别。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，在保证了材料具有优 异的力学、热性能的同时，其阻燃性能大幅提高，阻燃性能够提高到UL94 5VA等级，满足了 汽车功能件用(如电源系统壳体）、电子电器零部件等对材料阻燃性能的苛刻要求。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006] -种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，包括重量百分比计的以下原料：
[0007] 聚丙烯 PP 40-75%, 卤系阻燃剂 10~30%，
[0008] 阻燃助剂 4~10%， 填充母粒 10~30%。
[0009] 所述的聚丙烯PP为共聚丙烯，在230°C，2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为3~ 40g/10min〇
[0010] 所述的卤系阻燃剂为溴化物阻燃剂。优选为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚和八溴醚 中的一种。
[0011]所述的阻燃助剂为三氧化二锑。
[0012]所述的填充母粒为含有滑石粉的复合填充母粒，由以下重量百分比的组分制备： 1250目滑石粉75 %，聚烯烃弹性体25 %。该填充母粒制备方法如下：将两种原料混匀干燥后 置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆加入到挤出机的主机筒内（螺杆直径35mm，长径 比L/D = 36)，主机筒各分段的控制温度(从加料口到机头出口）为：185°C、190°C、195°C、195 °C、195°C、195°C，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到填 充母粒。
[0013] 上述超高阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤为：
[0014] (1)按上述重量百分比称取原料，混合均匀，得到混合原料；
[0015] (2)将干燥后的混合原料置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆加入到挤出 机的主机筒内（螺杆直径35mm，长径比L/D = 36)，主机筒各分段的控制温度(从加料口到机 头出口）为：185°C、190°C、195°C、195°C、195°C、195°C，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤 出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。
[0016]通过本发明所制备的超高阻燃聚丙烯复合材料，在保证了材料具有优异的力学、 热性能的同时，其阻燃性能大幅提高，阻燃性能够提高到UL945VA等级，可广泛应用于汽车 功能件、电子电器零部件等。
【具体实施方式】
[0017]下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但所述实施例仅用于说明本发明 而不是对本发明的限制。
[0018] 本发明实施例所用原料：
[0019] PP:共聚PP，中石化上海公司，熔融指数15g/10min(230°C，2.16Kg)。
[0020] 阻燃剂:十溴二苯乙烷，市售。
[00211阻燃助剂:三氧化二锑，市售。
[0022] 填充母粒:含75%滑石粉填充的母粒TALC-D7525,自制，由75%的1250目滑石粉和 25%的聚烯烃弹性体Ρ0Ε制备所得。。
[0023]产品性能测试：
[0024] 拉伸强度测试:按ISO 527-2标准进行，试样尺寸为170*10*4_，拉伸速度为50_/ min〇
[0025] 弯曲强度测试:按ISO 178标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min， 跨距为64mm。
[0026] 热变形温度测试:按ISO 75-2标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，条件为0.45MPa， 120°C/h。
[0027] 垂直燃烧等级:按UL94标准测试，1.6毫米厚度的试样。
[0028] 实施例及对比例的配方及各项性能测试结果见下各表：
[0029] 表1实施例1~5及对比例1~3材料配方表(重量％ )
[0030]
[0031 ] 表2实施例1~5及对比例1~3测试结果
[0034] 通过比较实施例1、2、3与对比例1、2、3可知，阻燃剂的加入显著提升了聚丙烯材料 的阻燃性，而且随着阻燃剂的逐渐增加，聚丙烯材料的阻燃性逐渐提高，但是到达一定程度 后，再进一步增加阻燃剂的含量，其阻燃性却很难再有提高。然而填充剂的加入有助于提高 阻燃聚丙烯的耐火焰变形性能以及耐烧穿性能，通过比较实施例2、4、5与对比例1、2、3可 知，填充剂的加入能够将阻燃聚丙烯材料的阻燃性能由UL94 5VA等级进一步提升到UL94 5VA等级。
[0035] 通过本发明所制备的超高阻燃聚丙烯复合材料，除了具有优异的力学、热性能外， 还具有卓越的阻燃性能，可广泛应用于汽车功能件、电子电器零部件等。
【主权项】
1. 一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:包括重量百分比计的W 下原料： 聚丙締 PP 40~.75%， 因系阻燃剂 10~30%， 阻燃助剂 4~10%， 填充母粒 10~30%。2. 根据权利要求1所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的聚丙締 PP为共聚聚丙締，在230°C，2.16Kg的测试条件下，其烙融指数为3~40g/10min。3. 根据权利要求1所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的面系阻燃剂为漠化物阻燃剂。4. 根据权利要求3所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的面系阻燃剂是十漠二苯乙烧、十漠二苯酸和八漠酸中的一种。5. 根据权利要求1所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的阻燃助剂为=氧化二錬。6. 根据权利要求1所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的填充母粒为含有滑石粉的复合填充母粒，由W下重量百分比的组分制备：1250目滑石 粉75 %，聚締控弹性体25 %。7. 根据权利要求6所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:填 充母粒制备方法如下：将两种原料混匀干燥后置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆 加入到挤出机的主机筒内，螺杆直径35mm，长径比L/D = 36,主机筒各分段的控制溫度从加 料 口到机头出口 依次为：185°(3、190°(3、195°(3、195°(3、195°〇、195°(3，主机转速为300转/分 钟，经过烙融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到填充母粒。8. -种制备权利要求1-7任意之一所述超高阻燃聚丙締复合材料的方法，其特征在于： 其步骤为： (1) 按上述重量百分比称取原料，混合均匀，得到混合原料； (2) 将干燥后的混合原料置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆加入到挤出机的 主机筒内（螺杆直径35mm，长径比L/D = 36)，主机筒各分段的控制溫度(从加料口到机头出 口）为：185°C、190°C、195°C、195°C、195°C、195°C，主机转速为300转/分钟，经过烙融挤出、 造粒、干燥处理等工序后得到产品。
【专利摘要】本发明公开了一种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，包括重量百分比计的以下原料：聚丙烯PP？40～75％，卤系阻燃剂10～30％，阻燃助剂4～10％，填充母粒10～30％。所述的填充母粒为含有滑石粉的复合填充母粒，由以下重量百分比的组分制备：1250目滑石粉75％，聚烯烃弹性体25％。本发明所制备的超高阻燃聚丙烯复合材料，在保证了材料具有优异的力学、热性能的同时，其阻燃性能大幅提高，阻燃性能够提高到UL945VA等级，可广泛应用于汽车功能件、电子电器零部件等。
【IPC分类】C08L23/08, C08L23/12, C08K5/03, C08K3/34, B29C47/92, C08K3/22
【公开号】CN105504505
【申请号】CN201511024604
【发明人】王伟, 陈永东, 张祥福, 周文
【申请人】上海普利特复合材料股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，具体为一种可应用于汽 车功能件、电子电器零部件的超高阻燃聚丙烯复合材料，属于聚合物改性和加工领域。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯是目前用量最大的的通用塑料，其结构规整、结晶度高，具有优良的力学、 耐热性、耐化学溶剂性，其出色的性价比在汽车、家用电器、食品、医疗、建筑管材等多个领 域有广泛的应用。
[0003] 然而由于聚丙烯自身的结构，其氧指数低，易燃烧、燃烧速度快、并伴有滴落现象， 容易发生火灾且不易熄灭，这使其应用领域受到了极大地限制，尤其是在汽车中的某些关 键部件如电动大巴充电盒，其壳体要求材料具备苛刻的阻燃防火性能(UL94 5V)，常规的的 阻燃聚丙烯复合材料也很难满足这一要求。CN103554659A报道一种高性能阻燃PP材料，材 料韧性和耐老化性能优异，但是阻燃等级却只有UL94 V-0级别;CN103289203A报道一种无 卤阻燃PP复合材料，其力学、热性能优良，但是阻燃等级也只是UL94 V-0级别。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，在保证了材料具有优 异的力学、热性能的同时，其阻燃性能大幅提高，阻燃性能够提高到UL94 5VA等级，满足了 汽车功能件用(如电源系统壳体）、电子电器零部件等对材料阻燃性能的苛刻要求。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006] -种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，包括重量百分比计的以下原料：
[0007] 聚丙烯 PP 40-75%, 卤系阻燃剂 10~30%，
[0008] 阻燃助剂 4~10%， 填充母粒 10~30%。
[0009] 所述的聚丙烯PP为共聚丙烯，在230°C，2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为3~ 40g/10min〇
[0010] 所述的卤系阻燃剂为溴化物阻燃剂。优选为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚和八溴醚 中的一种。
[0011]所述的阻燃助剂为三氧化二锑。
[0012]所述的填充母粒为含有滑石粉的复合填充母粒，由以下重量百分比的组分制备： 1250目滑石粉75 %，聚烯烃弹性体25 %。该填充母粒制备方法如下：将两种原料混匀干燥后 置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆加入到挤出机的主机筒内（螺杆直径35mm，长径 比L/D = 36)，主机筒各分段的控制温度(从加料口到机头出口）为：185°C、190°C、195°C、195 °C、195°C、195°C，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到填 充母粒。
[0013] 上述超高阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤为：
[0014] (1)按上述重量百分比称取原料，混合均匀，得到混合原料；
[0015] (2)将干燥后的混合原料置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆加入到挤出 机的主机筒内（螺杆直径35mm，长径比L/D = 36)，主机筒各分段的控制温度(从加料口到机 头出口）为：185°C、190°C、195°C、195°C、195°C、195°C，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤 出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。
[0016]通过本发明所制备的超高阻燃聚丙烯复合材料，在保证了材料具有优异的力学、 热性能的同时，其阻燃性能大幅提高，阻燃性能够提高到UL945VA等级，可广泛应用于汽车 功能件、电子电器零部件等。
【具体实施方式】
[0017]下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但所述实施例仅用于说明本发明 而不是对本发明的限制。
[0018] 本发明实施例所用原料：
[0019] PP:共聚PP，中石化上海公司，熔融指数15g/10min(230°C，2.16Kg)。
[0020] 阻燃剂:十溴二苯乙烷，市售。
[00211阻燃助剂:三氧化二锑，市售。
[0022] 填充母粒:含75%滑石粉填充的母粒TALC-D7525,自制，由75%的1250目滑石粉和 25%的聚烯烃弹性体Ρ0Ε制备所得。。
[0023]产品性能测试：
[0024] 拉伸强度测试:按ISO 527-2标准进行，试样尺寸为170*10*4_，拉伸速度为50_/ min〇
[0025] 弯曲强度测试:按ISO 178标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min， 跨距为64mm。
[0026] 热变形温度测试:按ISO 75-2标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，条件为0.45MPa， 120°C/h。
[0027] 垂直燃烧等级:按UL94标准测试，1.6毫米厚度的试样。
[0028] 实施例及对比例的配方及各项性能测试结果见下各表：
[0029] 表1实施例1~5及对比例1~3材料配方表(重量％ )
[0030]
[0031 ] 表2实施例1~5及对比例1~3测试结果
[0034] 通过比较实施例1、2、3与对比例1、2、3可知，阻燃剂的加入显著提升了聚丙烯材料 的阻燃性，而且随着阻燃剂的逐渐增加，聚丙烯材料的阻燃性逐渐提高，但是到达一定程度 后，再进一步增加阻燃剂的含量，其阻燃性却很难再有提高。然而填充剂的加入有助于提高 阻燃聚丙烯的耐火焰变形性能以及耐烧穿性能，通过比较实施例2、4、5与对比例1、2、3可 知，填充剂的加入能够将阻燃聚丙烯材料的阻燃性能由UL94 5VA等级进一步提升到UL94 5VA等级。
[0035] 通过本发明所制备的超高阻燃聚丙烯复合材料，除了具有优异的力学、热性能外， 还具有卓越的阻燃性能，可广泛应用于汽车功能件、电子电器零部件等。
【主权项】
1. 一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:包括重量百分比计的W 下原料： 聚丙締 PP 40~.75%， 因系阻燃剂 10~30%， 阻燃助剂 4~10%， 填充母粒 10~30%。2. 根据权利要求1所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的聚丙締 PP为共聚聚丙締，在230°C，2.16Kg的测试条件下，其烙融指数为3~40g/10min。3. 根据权利要求1所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的面系阻燃剂为漠化物阻燃剂。4. 根据权利要求3所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的面系阻燃剂是十漠二苯乙烧、十漠二苯酸和八漠酸中的一种。5. 根据权利要求1所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的阻燃助剂为=氧化二錬。6. 根据权利要求1所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:所 述的填充母粒为含有滑石粉的复合填充母粒，由W下重量百分比的组分制备：1250目滑石 粉75 %，聚締控弹性体25 %。7. 根据权利要求6所述的一种超高阻燃聚丙締复合材料及其制备方法，其特征在于:填 充母粒制备方法如下：将两种原料混匀干燥后置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆 加入到挤出机的主机筒内，螺杆直径35mm，长径比L/D = 36,主机筒各分段的控制溫度从加 料 口到机头出口 依次为：185°(3、190°(3、195°(3、195°(3、195°〇、195°(3，主机转速为300转/分 钟，经过烙融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到填充母粒。8. -种制备权利要求1-7任意之一所述超高阻燃聚丙締复合材料的方法，其特征在于： 其步骤为： (1) 按上述重量百分比称取原料，混合均匀，得到混合原料； (2) 将干燥后的混合原料置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆加入到挤出机的 主机筒内（螺杆直径35mm，长径比L/D = 36)，主机筒各分段的控制溫度(从加料口到机头出 口）为：185°C、190°C、195°C、195°C、195°C、195°C，主机转速为300转/分钟，经过烙融挤出、 造粒、干燥处理等工序后得到产品。
【专利摘要】本发明公开了一种超高阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，包括重量百分比计的以下原料：聚丙烯PP？40～75％，卤系阻燃剂10～30％，阻燃助剂4～10％，填充母粒10～30％。所述的填充母粒为含有滑石粉的复合填充母粒，由以下重量百分比的组分制备：1250目滑石粉75％，聚烯烃弹性体25％。本发明所制备的超高阻燃聚丙烯复合材料，在保证了材料具有优异的力学、热性能的同时，其阻燃性能大幅提高，阻燃性能够提高到UL945VA等级，可广泛应用于汽车功能件、电子电器零部件等。
【IPC分类】C08L23/08, C08L23/12, C08K5/03, C08K3/34, B29C47/92, C08K3/22
【公开号】CN105504505
【申请号】CN201511024604
【发明人】王伟, 陈永东, 张祥福, 周文
【申请人】上海普利特复合材料股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日
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