一种改性聚丙烯复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性聚丙烯复合材料，其重量百分比组成包括：共聚聚丙烯：60~80%，增韧剂：2~10%，马来酸酐接枝聚丙烯：1~10%，偶联剂：0.1~2%，无卤阻燃剂：5~30%，光稳定剂：0.2~2%，硬脂酸：1~2%。本发明改性聚丙烯复合材料具有良好的耐候性，使用寿命长，其3000小时色差小于1，即达到室外使用8~10年不退色的要求；阻燃性优良，其阻燃等级达到V0级，且环保性满足RoHS标准要求；此外，还具有优良的韧性、刚性和耐划性。本发明改性聚丙烯复合材料可以进行吹塑加工，适用于生产各种汽车部件、电器部件等，尤其适用于生产户外坐台看椅。
【专利说明】一种改性聚丙烯复合材料
【技术领域】
[0001]本发明属于热塑性高分子材料【技术领域】，具体涉及一种改性聚丙烯复合材料。
【背景技术】
[0002]聚丙烯以其优异的机械性、良好的电绝缘性、耐化学药品性以及密度小、质量轻等特点而广泛用于汽车、家电、纺织、建筑等行业。但是聚丙烯的氧指数低，只有17.14，容易燃烧，燃烧发热量大，会产生大量熔滴，发烟量大，对生态环境造成不利影响，且极易传播火焰，近年来由此造成的火灾事故频频发生，给人们的生命和财产安全造成巨大损害。因此，阻燃性能也是聚丙烯材料需满足的要求。目前世界各国对于阻燃塑料提出了更高的要求，低烟无卤环保成为阻燃聚丙烯新的发展方向。现有的阻燃聚丙烯虽然阻燃性能满足要求，但耐候性差强人意，且价格高昂。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种耐候性好、使用寿命长的改性聚丙烯复合材料。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种改性聚丙烯复合材料，其重量百分比组成包括:
[0005]共聚聚丙烯:60~80%，
[0006]增韧剂:2~10%，
[0007]马来酸酐接枝聚丙烯:1~10%，
[0008]偶联剂:0.I ~2%，
[0009]无卤阻燃剂:5~30%，
[0010]光稳定剂:0.2~2%，
[0011]硬脂酸:1~2%。
[0012]优选地，所述的增韧剂为聚烯烃弹性体。聚烯烃弹性体的增韧效果较好，使改性聚丙烯复合材料在_40°C的低温仍能保持良好的力学性能。
[0013]优选地，所述的马来酸酐接枝聚丙烯的接枝度为8~20%。接枝度达到8~20%时，马来酸酐接枝聚丙烯提高无卤阻燃剂与共聚聚丙烯的相容性的效果较好，使得到的改性聚丙烯复合材料最大限度保持共聚聚丙烯的原有物性。
[0014]优选地，所述的偶联剂为Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷可以很好地包覆无卤阻燃剂，提高无卤阻燃剂与共聚聚丙烯的相容性，降低对光稳定剂的影响，使光稳定剂的光稳定效果得以发挥，保证了改性聚丙烯复合材料的耐候性。
[0015]优选地，所述的无卤阻燃剂由聚磷酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇和有机蒙脱土组成。无卤阻燃剂燃烧时不会产生有毒的腐蚀性气体，避免了对人体健康和环境的危害，符合欧盟RoHS的标准，满足低烟无卤环保阻燃要求。复配后的无卤阻燃剂大大提高了改性聚丙烯复合材料的阻燃性，同时能够满足聚丙烯塑料的吹塑要求，降低成本。
[0016]优选地，所述的聚磷酸铵的聚合度> 1500，有效含量> 99%。聚合度> 1500、有效含量> 99%的聚磷酸铵，其阻燃效果较好。
[0017]优选地，聚磷酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇和有机蒙脱土的质量比为2~6:1~4:1~3:0.2~0.6。控制聚磷酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇和有机蒙脱土的质量比在该范围内，在达到较好的阻燃效果的同时，进一步降低了成本。
[0018]优选地，所述的光稳定剂为聚{(6-吗啉基-5-三嗪-2，4- 二基)(2，2，6，6_四甲基哌啶基)亚胺基六亚甲基[(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}，其分子式为(C31H56N8O)n, CAS号为82451-48-7。该光稳定剂为聚合型高分子量受阻胺光稳定剂，含有受阻胺基团和三嗪基团，光稳定效果优良，能够提高改性聚丙烯复合材料的耐候性和使用寿命。
[0019]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明添加增韧剂提高抗冲击韧性；添加对环境友好的无卤阻燃剂提高阻燃性；添加光稳定剂提高耐候性和使用寿命；添加偶联剂包覆无卤阻燃剂，提高无卤阻燃剂与共聚聚丙烯的相容性，降低无卤阻燃剂对光稳定剂的影响，提高耐候性；添加马来酸酐接枝聚丙烯提高无卤阻燃剂与共聚聚丙烯的相容性；硬脂酸使无卤阻燃剂在改性聚丙烯复合材料中分散均匀，并可对无卤阻燃剂进行二次表面包覆，降低无卤阻燃剂对光稳定剂的影响，硬脂酸还能够与偶联剂一起形成无卤阻燃剂和光稳定剂之间的缓冲物质，同时提高本发明改性聚丙烯复合材料的阻燃性和光稳定性。本发明改性聚丙烯复合材料具有良好的耐候性，使用寿命长，根据IS04582-2007《塑料暴露于透过玻璃的日光、自然风化或实验室光源以后颜色改变和性能变化的测定》方法进行老化试验，其3000小时色差小于1，即达到室外使用8~10年不退色的要求；阻燃性优良，根据UL94-1996REV.9:2009《设备和器具部件用塑料材料易燃性的试验》测试阻燃性，其阻燃等级达到VO级，且环保性满足RoHS标准要求；此外，还具有优良的韧性、刚性和耐划性。本发明改性聚丙烯复合材料可以进行吹塑加工，适用于生产各种汽车部件、电器部件等，尤其适用于生产户外坐台看椅。`【具体实施方式】
[0020]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0021]实施例1的改性聚丙烯复合材料的重量百分比配方为:共聚聚丙烯65%，聚烯烃弹性体6%，马来酸酐接枝聚丙烯6%，Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.5%，聚磷酸铵10%，三聚氰胺5%，季戊四醇5%，有机蒙脱土 1%，CAS号为82451-48-7的光稳定剂0.5%，硬脂酸1%，将上述原料混合、搅拌，经双螺杆挤出机挤出后冷却、切粒，即得到实施例1的改性聚丙烯复合材料粒料。
[0022]实施例2的改性聚丙烯复合材料的重量百分比配方为:共聚聚丙烯60%，聚烯烃弹性体4%，马来酸酐接枝聚丙烯5%，Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.3%，聚磷酸铵14%，三聚氰胺7.5%，季戊四醇6.5%，有机蒙脱土 1.3%,CAS号为82451-48-7的光稳定剂
0.2%，硬脂酸1.2%，将上述原料混合、搅拌，经双螺杆挤出机挤出后冷却、切粒，即得到实施例2的改性聚丙烯复合材料粒料。
[0023]实施例3的改性聚丙烯复合材料的重量百分比配方为:共聚聚丙烯70%，聚烯烃弹性体8%，马来酸酐接枝聚丙烯8%，Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.0%，聚磷酸铵
4.5%，三聚氰胺2.7%，季戊四醇2.3%，有机蒙脱土 0.3%，CAS号为82451-48-7的光稳定剂1.5%，硬脂酸1.7%，将上述原料混合、搅拌，经双螺杆挤出机挤出后冷却、切粒，即得到实施例3的改性聚丙烯复合材料粒料。
[0024]实施例4的改性聚丙烯复合材料的重量百分比配方为:共聚聚丙烯77%，聚烯烃弹性体2%，马来酸酐接枝聚丙烯3%，Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.6%，聚磷酸铵
5.8%，三聚氰胺3.4%，季戊四醇2.9%，有机蒙脱土 0.5%，CAS号为82451-48-7的光稳定剂
1.8%，硬脂酸2%，将上述原料混合、搅拌，经双螺杆挤出机挤出后冷却、切粒，即得到实施例4的改性聚丙烯复合材料粒料。
[0025]以上具体实施例中，聚烯烃弹性体可以为日本三井制造的商品型号为DF740的增韧剂产品，其密度为870g/cm3，熔点为59°C，表面硬度shore A为73，190°C的熔融指数为3.6g/10min,维卡软化点为48°C，脆化温度<-70°C，断裂强度>10Mpa，断裂伸长>800%，扭曲刚性为3Mpa。
[0026]对上述实施例1~4得到的改性聚丙烯复合材料粒料进行性能测试。根据IS04582-2007《塑料暴露于透过玻璃的日光、自然风化或实验室光源以后颜色改变和性能变化的测定》方法进行老化试验，其3000小时色差小于I ;根据UL94-1996REV.9:2009《设备和器具部件用塑料材料易燃性的试验》测试阻燃性，其阻燃等级达到VO级，且环保性满足RoHS标准要求。
[0027]对于以上实施例1~实施例4中得到的改性聚丙烯复合材料粒料，采用国标GB/T1843-2008《塑料悬臂梁冲击试验方法》测试了悬臂梁缺口冲击强度性能，采用国标GB/T1634-2004《塑料弯曲负载热变形温度试验方法》测试热变形温度性能，采用国标GB/T1040-2006《塑料拉伸试验方法》`测试了拉伸强度、断裂伸长率性能，采用GB9341-2008《塑料弯曲性能试验方法》测试了弯曲强度和弯曲模量，其性能检测结果见表1。可见，本发明提供的聚丙烯复合材料具有较高的刚性、强度和韧性。
[0028]表1实施例1~实施例4聚丙烯复合材料的性能检测结果
[0029]
【权利要求】
1.一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于，其重量百分比组成包括: 共聚聚丙烯:60~80%， 增韧剂:2~10%， 马来酸酐接枝聚丙烯:ο%， 偶联剂:0.1~2%, 无卤阻燃剂:5~30%， 光稳定剂:0.2~2%， 硬脂酸:1~2%。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的增韧剂为聚烯烃弹性体。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的马来酸酐接枝聚丙烯的接枝度为8~20%。
4.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的偶联剂为Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的无卤阻燃剂由聚磷酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺 聚磷酸盐、季戊四醇和有机蒙脱土组成。
6.根据权利要求5所述的 一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的聚磷酸铵的聚合度> 1500，有效含量> 99%。
7.根据权利要求5或6所述的一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于聚磷酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇和有机蒙脱土的质量比为2飞:·14: 1~3: 0.2、.6。
8.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的光稳定剂为聚{(6-吗啉基-5-三嗪-2， 4-二基)(2，2，6，6-四甲基哌啶基)亚胺基六亚甲基[(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}，其分子式为(C31H56N8O)n, CAS号为82451-48-7。
【文档编号】C08K5/3492GK103483690SQ201310363074
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】黄孟波, 黄立波, 刘永利 申请人:宁波泛龙塑料新材料有限公司