阻燃低透热塑性连续纤维带材用pp预浸料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料领域，特别涉及塑料改性加工领域，具体是指一种阻燃低透热塑 性连续纤维带材用PP预浸料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯（PP)是全球范围内用量较大的通用塑料之一，在通用塑料中已经实现工 程化，并且在日常生活用品、交通、机械等行业中得到了广泛应用。但是PP极易燃烧，出于 使用安全方面的考虑，有关部门对一些应用领域如家电、建材等行业中的应用已经做出较 为严格的阻燃规定。目前，含卤素阻燃剂特别是溴系阻燃剂应用最为广泛，但是在燃烧过 程中会产生大量有毒、腐蚀性气体和烟雾，非常具有危害性，而且由于欧盟颁布的R0HS规 定中，严格限制了某些溴系阻燃剂的使用，为了保护环境，进一步拓展PP在阻燃材料领域 里的应用，赋予PP无卤阻燃特性是一条既实用又有效的方法。而用PP为基体树脂生产的 CFRTP材料具有相当高的物理化学性能，可在一定范围内替代部分金属材料，实现材料的轻 量化，耐化学性等。阻燃CFRTP材料的开发可以大范围拓展该种材料的应用。
[0003] 但是，现在一般该种材料的环保阻燃特性比较差，如何在解决热塑性树脂对连续 纤维的浸渍问题的同时如何赋予材料较好的环保阻燃特性是尚需解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种解决基体树脂的流动 性及浸润效果问题的同时，赋予材料较好的环保阻燃特性的阻燃低透热塑性连续纤维带材 用PP预浸料及其制备方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP 预浸料，其特征在于，包括以下重量份的成分：
[0006] 高熔指嵌段共聚聚丙稀 40~80份； 高熔指无规共聚聚丙烯 8~20份； 乙烯一醋酸乙烯共聚物 1~5份；
[0007] 聚丙烯接枝马来酸酐 2~10份； 阻燃剂 6.5~15份 降溫母粒 1~3份; 抗氧剂 0.01~0.1份； 遮光剂 1~3份； 耐刮擦剂 0.5~4份。
[0008] 聚丙烯都为高熔融指数的聚丙烯，旨在制备高流动性聚丙烯预浸料（熔融指数在 70~200g/min)，在熔融状态下可完全浸渍连续纤维；同时，还添加了少量高熔指无规共聚 聚丙烯，目的在于改善材料韧性；所选用的高熔指嵌段共聚聚丙烯（PPB)为兰州石化公司 生产的牌号为J19018、EPH31RA的其中一种；所选用的高熔指无规共聚聚丙烯（PPR)为兰州 石化公司生产的牌号为12222的PPR。
[0009] 较佳地，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的含量为15% -30%。熔融指 数20g/min以上，选用法国阿科玛9309、诺雪姆化学4632、日本东洋633、日本东洋750中的 一种，有利于增加材料韧性、改善有机-无机材料间的界面粘结能力。
[0010] 较佳地，所述的降温母粒为采用2, 5-二叔丁基过氧化-2, 5-甲基己烷交联的聚丙 烯材料。目的在于调节聚丙烯预浸料的流动性，同时还能降低生产能耗。
[0011] 较佳地，所述的阻燃剂为无卤PP阻燃母粒。为齐博化工研发的无卤PP阻燃母粒 QB-PN4,添加量低，解决了无卤PP阻燃母粒高添加的难题；符合欧盟无卤环保法规；高分子 活化处理，与高聚物相容性好，是绿色环保型复配阻燃体系。
[0012] 较佳地，所述的遮光剂为金红石纳米二氧化钛。遮光剂优选为杭州万景公司的 VK-T03金红石型亲油纳米二氧化钛（粒径20~30nm)，由于纳米级金红石型Ti02对紫外 线UVA、UVB具有较好的吸收性，可有效防止塑料制品的破裂、褪色和光降解；同时对材料具 有一定程度的增强增韧作用。
[0013] 材料的光、热稳定性能由抗氧剂1010、纳米1102共同作用，因此只需添加少量。
[0014] 较佳地，所述的耐刮擦剂为有机改性硅酮母粒。为有机改性硅酮母粒AS100,具有 耐高温、长效刮擦性，同时可改善聚丙烯与连续纤维的浸润效果，增强有机材料与无机材料 的界面粘结能力。
[0015] 由于聚丙烯预浸料用于生产连续纤维增强聚丙烯带材时的加工温度在250°C以 上，因此所述配方中的助剂均为耐高温型添加助剂。
[0016] 本发明另一方面提供了上述的阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料的制备 方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0017] 步骤一：按照所述的质量百分比的成分称取所述的成分，置于高速混合机中搅拌 均匀，得到第一混合物；
[0018] 步骤二：在160~200°C以及30~60r/min的转速下，将所述的第一混合物加入 挤出机进料斗中，经过经熔融挤出、拉条、冷却、干燥、造粒、包装，即得到所述的连续纤维增 强热塑性带材聚丙烯预浸料。
[0019] 挤出机的冷却水槽为加长型，循环冷却水温度在20°C左右。
[0020] 较佳地，所述的挤出机的工艺温度控制如下：加料段170~180°C、反应段190~ 200°C、排气段180~190°C、均化段180~190°C、机头160~170°C。
[0021] 采用本发明的一种阻燃低透热塑性连续纤维带材专用PP预浸料及其制备方法， 经过加工改性后，有益结果是：在不影响力学性能的情况下，PP预浸料具有较大的流动性， 同时具有较为明显的阻燃性能及光热稳定性。本发明对PP这一热塑性树脂作出改性，在解 决基体树脂的流动性及浸润效果问题的同时，赋予材料较好的环保阻燃特性。其制备方法 工艺简单，生产能耗低，实用价值高，十分具有实用价值。
【具体实施方式】
[0022] 为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，下面对本发明的具体实施方法作进一 步说明。
[0023] 实施例1
[0024] 一种阻燃低透热塑性连续纤维带材专用PP预浸料及其制备方法，所述各组分的 重量份如下：高熔指嵌段共聚聚丙烯：45份；高熔指无规共聚聚丙烯：18份；乙烯-醋酸乙 烯共聚物：5份；聚丙烯接枝马来酸酐：10份；无卤PP阻燃母粒：12;降温母粒：3份；抗氧剂 1010 1份；遮光剂：3份；耐刮擦剂：4份。
[0025] 包括以下步骤：
[0026] (1)按照上述配方称取物料，置于高速混合机中搅拌均匀，待用；
[0027] (2)在160~200°C的温度以及30~60r/min的转速下，将步骤一中的物料加入 挤出机进料斗中，经熔融挤出、拉条、冷却、干燥、造粒、包装，即得到所述用于热塑性连续纤 维带材专用的阻燃低透PP预浸料。
[0028] 挤出机的工艺温度控制如下：加料段170~180°C、反应段190~200°C、排气段 180 ~190°C、均化段 180 ~190°C、机头 160 ~170°C
[0029] 实施例2
[0030] 本实施例与实施例1的不同点在于，所述各组分的重量份不同，本实施例中各组 分重量份为：高熔指嵌段共聚聚丙烯：56份；高熔指无规共聚聚丙烯：15份；乙烯-醋酸乙 烯共聚物：4份；聚丙烯接枝马来酸酐：7份；无卤PP阻燃母粒：10 ;降温母粒：2. 5份；抗氧 剂1010 :0. 08份；遮光剂：2. 5份；耐刮擦剂：3份。
[0031] 制备过程如实施例1所示。
[0032] 实施例3
[0033] 本实施例与实施例1的不同点在于，所述各组分的重量份不同，本实施例中各组 分重量份为：高熔指嵌段共聚聚丙烯：68份；高熔指无规共聚聚丙烯：12份；乙烯-醋酸乙 烯共聚物：3份；聚丙烯接枝马来酸酐：5份；无卤PP阻燃母粒：6;降温母粒：2份；抗氧剂 1010 :0. 06份；遮光剂：2份；耐刮擦剂：2份。
[0034] 制备过程如实施例1所示。
[0035] 实施例4
[0036] 本实施例与实施例1的不同点在于，所述各组分的重量份不同，本实施例中各组 分重量份为：高熔指嵌段共聚聚丙烯：75份；高熔指无规共聚聚丙烯：8. 5份；乙烯-醋酸乙 烯共聚物：2份；聚丙烯接枝马来酸酐：3份；无卤PP阻燃母粒：8;降温母粒：1. 5份；抗氧剂 1010 04份；遮光剂：1份；耐刮擦剂：1份。
[0037] 制备过程如实施例1所示。
[0038] 对上述制备的实施例进行性能检测，熔体流动速率按照GB/T3682-2000、拉伸按 照GB/T1040的标准测试、极限氧指数GB/T2406. 1-2008的标准测试检测结果如下表：
[0039]
[0040] 由表中可知，本发明制得的阻燃低透热塑性连续纤维带材专用PP预浸料，在PP保 持力学性能的基础上具有高流动性，可满足生产热塑性连续纤维带材时PP树脂与连续纤 维具有较好的浸润性，同时热塑性连续纤维带材专用PP预浸料的氧指数> 28,符合UL94标 准中V-2级阻燃，阻燃性能较好，适用于汽车、建筑等高强度阻燃材料领域等方面，简化连 续纤维生产操作过程，应用上适合推广。
[0041] 在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出 各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限 制性的。
【主权项】
1. 一种阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料，其特征在于，包括以下重量份的成 分：2. 根据权利要求1所述的一种阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料，其特征在 于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的含量为15% -30%。3. 根据权利要求1所述的一种阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料，其特征在 于，所述的降温母粒为采用2, 5-二叔丁基过氧化-2, 5-甲基己烷交联的聚丙烯材料。4. 根据权利要求1所述的一种阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料，其特征在 于，所述的阻燃剂为无卤PP阻燃母粒。5. 根据权利要求1所述的一种阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料，其特征在 于，所述的遮光剂为金红石纳米二氧化钛。6. 根据权利要求1所述的一种阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料，其特征在 于，所述的耐刮擦剂为有机改性硅酮母粒。7. -种根据权利要求1所述的阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：按照所述的质量百分比的成分称取所述的成分，置于高速混合机中搅拌均匀， 得到第一混合物； 步骤二：在160~200°C以及30~60r/min的转速下，将所述的第一混合物加入挤出 机进料斗中，经过经熔融挤出、拉条、冷却、干燥、造粒、包装，即得到所述的连续纤维增强热 塑性带材聚丙烯预浸料。8. 根据权利要求8所述的阻燃低透热塑性连续纤维带材用PP预浸料的制备方法，其特 征在于，所述的挤出机的工艺温度控制如下：加料段170~180°C、反应段190~200°C、排 气段180~190°C、均化段180~190°C、机头160~170°C。
【专利摘要】本发明涉及一种阻燃低透热塑性连续纤维带材专用PP预浸料及其制备方法，其特征在于，包括以下重量份的成分：高熔指嵌段共聚聚丙烯40～80份；高熔指无规共聚聚丙烯8～20份；乙烯-醋酸乙烯共聚物1～5份；聚丙烯接枝马来酸酐2～10份；无卤PP阻燃母粒6.5～15份；降温母粒1～3份；抗氧剂0.01～0.1份；遮光剂1～3份；耐刮擦剂0.5～4份。采用本发明的阻燃低透热塑性连续纤维带材专用PP预浸料及其制备方法，对PP这一热塑性树脂作出改性，在解决基体树脂的流动性及浸润效果问题的同时，赋予材料较好的环保阻燃特性。其制备方法工艺简单，生产能耗低，实用价值高，十分具有实用价值。
【IPC分类】C08L23/08, C08K3/22, C08L51/06, C08L23/10, C08L53/00, C08L23/14, C08K5/134
【公开号】CN105131498
【申请号】CN201510570146
【发明人】朱金平, 马晓敏, 吴永刚, 乔江浩
【申请人】常州塑金高分子科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月10日