本发明涉及一种高性能阻燃耐刮擦聚丙烯材料，特别涉及一种同时具有良好阻燃性、耐刮擦性以及优异力学性能的聚丙烯材料以及其制备工艺。
背景技术：
聚丙烯(pp)的综合性能优异，它的密度小但强度高、具有良好的透明性和电绝缘性能、耐挠曲度及耐高温腐蚀性能优异，因此被广泛地应用到汽车内饰、家用电器等等行业。然而，在产品的生产、储存、运输及使用过程中，不可避免的会在塑料外壳上产生划痕，既影响了产品的美观性，也影响了产品的使用性能，限制了材料的使用寿命。同时，pp较易燃烧，且燃烧过程中容易产生滴落现象，这必然会对产品的使用性能及人身和财产安全造成巨大的危害，这两大缺点限制了pp在汽车、电子电器等领域的应用。因此，聚丙烯材料耐刮擦性能和阻燃性能的研究将成为未来市场的要求，这对于改性pp来说也是一个巨大的市场。
目前，国内外学者研究表明，聚丙烯材料的耐刮擦性与晶体形态有关，聚丙烯球晶结构抵抗变形的能力较好，耐刮伤性也较好。在塑料加工过程中加入耐刮擦助剂，在表面形成一个层状结构起到减小物质间摩擦的作用，从而降低材料表面的摩擦系数，改善材料的耐刮擦性。合适的填料既能有效提高聚丙烯材料的耐刮擦性又能改善材料的力学性能，同时还可以降低成本。硅灰石的结构比较特殊，是硅四面体扭转形成的针状结构，与滑石粉相比，相同粒径的硅灰石对改善聚丙烯材料的耐刮擦性更优异。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种良好阻燃性、耐刮擦性以及优异力学性能的聚丙烯材料。本发明采用的技术方案如下：
该材料按质量分数由以下组分组成：
聚丙烯：40～90份
低卤阻燃剂：3～10份
填料：0～25份
耐刮擦助剂：0.5～5份
相容剂：0～10份
成核剂：0～0.5份
润滑剂：0～5份
抗氧剂：0.1～1份
本发明适用的聚丙烯为注塑级的共聚聚丙烯，均聚聚丙烯，热塑性弹性体中的一种或者多种。
本发明适用的低卤阻燃剂为溴、磷、氮类复配阻燃剂，其中溴含量低于20％。
本发明适用的润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、以及酰胺类的一种或多种。
本发明适用的耐刮擦助剂为一种含有机硅类、高分子量分散剂以及其他高分子有机物载体的复配型母粒。
本发明适用的填料为硅微粉、硅灰石、玻璃微珠、玻璃纤维等中的一种或多种。
本发明适用的抗氧剂为抗氧剂168，抗氧剂1010等中的一种或者多种。
本发明适用的相容剂为pp-g-mah相容剂。
本发明还提供了高性能阻燃耐刮擦聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定比例的聚丙烯、低卤阻燃剂、耐刮擦助剂、成核剂、润滑剂、填料等加入到高速混合机中充分搅拌均匀，得到混合物。
(2)将步骤(1)所得的混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出，经牵引、冷却、造粒制成高性能阻燃耐刮擦聚丙烯的混合物。其中挤出机的加工温度为160～195℃。
具体实施方法
下面对本发明的实施方案进行详细、具体的说明。其中，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部实施例。拉伸强度按gb/t1040.2-2006测试，拉伸样条尺寸为150mm×10mm×4mm，拉伸速度为20mm/min；弯曲强度按gb/t9341-2008测试，弯曲样条尺寸为80mm×10mm×4mm，测试速度为2mm/min；悬臂梁缺口冲击强度按gb/t1843.1-2008测试，样条尺寸为80mm×10mm×4mm，缺口深度为2mm，缺口形状为v形；铅笔硬度按gb/t5739-1996测试，笔尖负荷1000g；灼热丝按gb/t5169-97测试，测试条件770℃，1.5mm。
表1均聚pp体系的实施实例和对比实例的配方组成表
如表1所示均聚体系实施实例和对比实例的配方表，其中pp的牌号是中国石化z30s，属于注塑级。下面是实施实例和对比实例的制备方法：
(1)将一定比例的聚丙烯、阻燃剂、填料、抗氧剂、成核剂等加入到高速混合机中充分搅拌均匀，得到混合物。
(2)将步骤(1)所得的混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出，经牵引、冷却、造粒制成高性能阻燃耐刮擦聚丙烯的混合物。其中挤出机的加工温度为160～195℃。
将上述高性能阻燃耐刮擦聚丙烯混合物注塑成标准样条进行测试。对于实施实例2～5和对照实例1进行性能测试，测试结果如表2。
表2均聚pp体系的实施实例和对比实例测试结果
由表2可知，纯均聚pp的铅笔硬度只有3b，缺口冲击强度较低。添加5份阻燃剂，体系能通过800℃灼热丝。填料有利于铅笔硬度的提高，试样2添加了3份玻纤和10份硅灰石，体系的铅笔硬度提高到2b。随着填料用量的增加，体系的铅笔硬度提高，如试样4所示。β成核剂有利于β晶型的形成，β晶型有利于韧性的提高，如试样5所示。
表3pp共混体系的实施实例的配方组成表
表4pp共混体系的实施实例的测试结果
由表4可知，均聚/共聚共混比为70/30，阻燃剂添加量为3份，体系通过800℃灼热丝。耐刮擦助剂的添加改善了体系的耐刮擦性能，但是添加量过多会降低体系的硬度，导致耐刮擦性能降低。增加相容剂pp-g-mah的用量能改善基材与填料的界面，有利于纳米粒子的分散，进而增加体系的力学性能，改善体系的耐刮擦性能，如实例10所示。