专利名称：一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯及其生产方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯及其生产方法。
背景技术：
聚丙烯材料作为一种通用树脂材料，已在各行各业中被广泛使用，它具有优越的耐化学性能、耐腐蚀性能、机械性能好、加工性能优良，已成为了众多改性厂家的首选。市场上已有的改性聚丙烯材料比比皆是，例如滑石粉填充、碳酸钙填充、玻纤增强等聚丙烯材料。玻纤增强聚丙烯作为一种通用工程塑料，具有高强度、高刚性、高韧性、低密度、低翘曲蠕变性、抗动态疲劳性能优异的性能，因其性价比高，广泛应用于汽车、家电等结构零部件， 取代金属、尼龙等材料。随着时代的发展，人们对生活品质的要求越来越高，国家对产品使用的起火安全也越来越重视。以往的很多玻纤增强材料，只符合普通环境的短期需求，而长期效果往往无法满足。针对国内这一空缺，紧跟时代的需求，我们对聚丙烯材料进行深入的研究和探讨， 在提高聚丙烯材料高强度的同时，也提高材料的高持久性，高阻燃性能要求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种具有优异的力学性能、长效耐高温热氧化性能和高阻燃效果的高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯及其生产方法的技术方案。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于含有下述重量份的组分
共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯40 90份
相容剂3 20份
短玻纤10 30份
阻燃剂15 40份
抗氧剂O 4份
增塑剂O 2份
加工助剂O 4份。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于含有下述重量份的组分
共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯60 80份
相容剂10 15份
短玻纤15 20份
阻燃剂20 30份
抗氧剂O. 5 2份增塑剂O. 5 I份加工助剂O. 5 2份。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的共聚聚丙烯为在 2300C >2. 16KG测试条件下的熔融指数为10 80g/10min的共聚聚丙烯；所述的均聚聚丙烯为在230°C、2. 16KG测试条件下的熔融指数为5 50g/10min的均聚聚丙烯。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯或丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚丙烯。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的阻燃剂为无卤环保阻燃剂，包括三聚氰胺多聚磷酸盐、无卤环保阻燃剂JLS-PNP系列和磷酸酯中一种或一种以上的混合物。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中一种或一种以上的混合物，所述的受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂为该类抗氧剂中主抗氧剂和辅助抗氧剂中一种或一种以上的混合物。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯和环氧油酸丁酯中一种或一种以上的混合物。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的加工助剂为N， N’ -乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、印尼硬脂酸和软脂酸中一种或一种以上的混合物。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯的生产方法，其特征在于包括以下工艺步骤
1)称取各原料共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯、相容齐 、短玻纤、阻燃齐 、抗氧剂、增塑剂和加工助剂；
2)将所述重量份的相容剂、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂和加工助剂依次加入到高混机中， 充分混合I ο分钟，然后将混好的物料加到挤出机的料斗中；
3)将所述重量份的共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯与步骤2)的混合物分别从主喂料口进料，所述重量份的短玻纤从侧喂料口进料，共同在挤出机中熔融共混挤出，拉条切粒。所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯的生产方法，其特征在于所述的挤出机为双螺杆挤出机，混合熔融温度设定为第一段180 200°C，第二段180 210°C，第三段190 210°C，第四段200 220°C，第五段210 220°C，第六段200 220°C，第七段 200 220°C，第八段210 230°C，第九段210 230°C，第十段210 230°C，机头温度 220 230。。。本发明与现有技术相比，具有如下优点和优异效果1)本发明使用了高效的抗氧剂体系，所制得的复合材料具有长效的耐高温热氧化性能，性能持久，强度高；2)本发明所制得的高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料采用无卤阻燃剂设计，避免了卤素阻燃剂对人生和环境的污染，安全环保，阻燃效果高，长效持久，完全符合国家环保、安全要求；3)本发明得到的高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯材料具有优异的力学性能，与现有产品力学性能各项指标比较均提高10%以上；4)本发明提出的高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯复合材料的制备工艺简单，玻纤含量容易控制，阻燃性能稳定，且有效的避免了 PP与添加助剂混合不均的不足。
具体实施例方式以下结合实施例来进一步说明本发明，本发明所用的份数均为重量份。本发明添加的相容剂可大幅度提高聚丙烯树脂与玻纤的相容性，增强二者之间的界面相互作用，从而提高材料的力学强度；抗氧剂主要起到抑制和减缓高分子材料的自动氧化反应的作用，同时防止聚合物因加工或使用过程导致的褪色及老化的作用；加工助剂加入可保证材料在注塑成型制品时具有良好的流动性，降低了界面粘附性能，同时提高辅料在熔体中的分散效果，使得性能稳定；增塑剂的加入可提高材料的塑性，表现为韧性增加。本发明中抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂。受阻酚类抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂中的一种或一种以上的混合物，如抗氧剂1076，抗氧剂330，抗氧剂1010，抗氧剂1330 ;硫代酯类抗氧剂包括硫代酯类抗氧剂中的一种或一种以上的混合物，如抗氧剂DSTP，抗氧剂1035，抗氧剂300 ;亚磷酸酯类抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或一种以上的混合物，如抗氧剂618，抗氧剂168，抗氧剂626。本发明所用的性能评价方式
换气式热老化箱中进行热氧老化老化温度150°C，直到样条出现粉化；
垂直水平燃烧试验机进行阻燃性能测试UL94标准。实施例I
将马来酸酐接枝聚丙烯5. O份、阻燃剂三聚氰胺多聚磷酸盐30份、抗氧剂1010 I. O 份、抗氧剂1330 I. O份、抗氧剂DSTP I. O份、抗氧剂168 I. O份、增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯O. 2份和加工助剂N，N’ -乙撑双硬脂酰胺4. O份，依次加入到高混机中，充分混合5min 后，然后将混合物和共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯50份从主喂料口进料，同时再将处理好的短玻纤20份从侧喂料口进料，共同在挤出机中熔融共混挤出，拉条切粒。其熔融温度设定如下第一段200°C，第二段210°C，第三段210°C，第四段220°C，第五段220°C，第六段 210°C，第七段210°C，第八段230°C，第九段230°C，第十段225°C，机头温度225°C。本实施例中共聚聚丙烯为在230°C、2. 16KG测试条件下的熔融指数为10 80g/10min的共聚聚丙烯,优选为熔融指数为30 50g/10min的共聚聚丙烯；所述的均聚聚丙烯为在230°C、2. 16KG测试条件下的熔融指数为5 50g/10min的均聚聚丙烯，优选为熔融指数为20 30g/10min的均聚聚丙烯。对按实施例I得到的本发明材料，通过对材料进行进行初期基本物性确认、耐热氧老化实验确认，通过以下实验的评价比较，来确认本发明材料的性能(本发明材料以下称金州新配方)
I.通过实施例I与国外同等材料的初期基本物性比较，表I结果表明实施例I得到的材料的初期性能优于国外同等材料。表I
权利要求
1.一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于含有下述重量份的组分共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯40 90份相容剂3 20份短玻纤10 30份阻燃剂15 40份抗氧剂O 4份增塑剂O 2份加工助剂O 4份。
2.如权利要求I所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于含有下述重量份的组分共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯60 80份相容剂10 15份短玻纤15 20份阻燃剂20 30份抗氧剂O. 5 2份增塑剂O. 5 I份加工助剂O. 5 2份。
3.如权利要求I所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的共聚聚丙烯为在230°C、2. 16KG测试条件下的熔融指数为10 80g/10min的共聚聚丙烯；所述的均聚聚丙烯为在230°C、2. 16KG测试条件下的熔融指数为5 50g/10min的均聚聚丙烯。
4.如权利要求I或2所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯或丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚丙烯。
5.如权利要求I或2所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的阻燃剂为无卤环保阻燃剂，包括三聚氰胺多聚磷酸盐、无卤环保阻燃剂JLS-PNP系列和磷酸酯中一种或一种以上的混合物。
6.如权利要求I或2所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中一种或一种以上的混合物，所述的受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂为该类抗氧剂中主抗氧剂和辅助抗氧剂中一种或一种以上的混合物。
7.如权利要求I或2所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯和环氧油酸丁酯中一种或一种以上的混合物。
8.如权利要求I或2所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯，其特征在于所述的加工助剂为N，N’ -乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、印尼硬脂酸和软脂酸中一种或一种以上的混合物。
9.如权利要求I或2所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯的生产方法，其特征在于包括以下工艺步骤I)称取各原料共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯、相容齐 、短玻纤、阻燃齐 、抗氧剂、增塑剂和加工助剂；2)将所述重量份的相容剂、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂和加工助剂依次加入到高混机中， 充分混合I 10分钟，然后将混好的物料加到挤出机的料斗中；3)将所述重量份的共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯与步骤2)的混合物分别从主喂料口进料，所述重量份的短玻纤从侧喂料口进料，共同在挤出机中熔融共混挤出，拉条切粒。
10.如权利要求9所述的一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯的生产方法，其特征在于所述的挤出机为双螺杆挤出机，混合熔融温度设定为第一段180 200°C，第二段 180 210°C，第三段190 210°C，第四段200 220°C，第五段210 220°C，第六段200 2200C，第七段200 220°C，第八段210 230°C，第九段210 230°C，第十段210 230°C， 机头温度220 230°C。
全文摘要
一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯及其生产方法，属于高分子材料技术领域。其包括共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯、相容剂、短玻纤、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂和加工助剂。该生产方法包括1)称取各原料；2)将所述重量份的相容剂、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂和加工助剂依次加入到高混机中，充分混合1～10分钟，然后将混好的物料加到挤出机的料斗中；3)将所述重量份的共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯与步骤2)的混合物分别从主喂料口进料，所述重量份的短玻纤从侧喂料口进料，共同在挤出机中熔融共混挤出，拉条切粒。本发明得到的聚丙烯具有优异的力学性能、长效耐高温热氧化性能和高阻燃效果。
文档编号B29C47/92GK102585378SQ20121007045
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月17日 优先权日2012年3月17日
发明者王晓群, 陈家锋, 黄柯伟 申请人:杭州金州高分子科技有限公司