一种阻燃结构稳定的长玻纤pp及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及长玻纤pp技术领域，具体为一种阻燃结构稳定的长玻纤pp及其制备方法。
背景技术：
2.一般说来，pp材料的拉伸强度在20m-30mpa之间，弯曲强度在25m-50mpa之间，弯曲模量在800m-1500mpa之间，如果要想提高pp的强度性能，必须用玻璃纤维进行增强，通过玻璃纤维增强的pp产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高，拉伸强度可以达到65mpa-90mpa，弯曲强度可以达到70mpa-120mpa，弯曲模量可以达到3000mpa-4500mpa，这样的机械强度完全可以与abs及增强abs产品相媲美。
3.由于长玻纤pp聚合物通常阻燃性能较差，安全性低，因此限制了长玻纤pp在诸多领域的应用，而现有的长玻纤pp为了达到较好的阻燃效果，往往在生产时通过增加溴、氯等卤素阻燃剂，虽然阻燃效果优秀，但是燃烧时会产生大量的烟雾和毒性，对人体和环境产生较大的危害，为此，提出一种阻燃结构稳定的长玻纤pp及其制备方法。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种阻燃结构稳定的长玻纤pp及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阻燃结构稳定的长玻纤pp，包括如下重量份数的原料：聚丙烯60-70份，无碱长玻纤20-35份，阻燃剂15-25份，相容剂0.8-1.5份和抗氧剂1.1-1.5份；所述阻燃剂包括如下重量份数的原料：磷酸三苯酯45-60份，氢氧化镁30-40份，氢氧化铝30-40份和三氧化二锑10-15份；所述抗氧剂包括如下重量分数的原料：甲基苯酚80-90份，二苯胺10-20份。
6.进一步优选的，所述相容剂包括如下重量分数的原料：环状酸酐型相容剂70-80份和酰亚胺型相容剂20-30份。
7.另外本发明还提供了一种阻燃结构稳定的长玻纤pp的制备方法，包括以下步骤：s1、首先定量取聚丙烯60-70份和无碱长玻纤20-35份导入搅拌机充分搅拌混合作为主料备用；s2、将磷酸三苯酯45-60份，氢氧化镁30-40份，氢氧化铝30-40份和三氧化二锑10-15份导入搅拌机内充分混合，制备得到阻燃剂；s3、将环状酸酐型相容剂70-80份和酰亚胺型相容剂20-30份投入至搅拌机内混合，制备得到相容剂；s4、将聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂投入至搅拌机内充分混合；s5、将充分混合后的聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂投入至加热装置内加热并充分搅匀；
s6、将加热搅匀后的复合材料投入至双螺杆挤出机，水冷切粒，切粒之后烘干即得到长玻纤pp。
8.进一步优选的，在所述s1、s2和s3中，其搅拌机为混料机，常温搅拌，混料时间及转速以300-400r/min搅拌10-25min。
9.进一步优选的，在所述s2中，应依次投入磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑，投入间隔时间为1.5-2min。
10.进一步优选的，在所述s5中，加热装置为重力加热混合机，混合时间为30-50min，转速为400-600r/min，加热温度为105-115℃。
11.进一步优选的，在所述s6中，双螺杆挤出机的螺杆转速为150-300r/min，挤出段工作温度为125-135℃，水冷切粒烘干的温度为75-85℃，烘干时间为1-1.5h。
12.进一步优选的，所述无碱长玻纤的长度为5-8mm，直径为15-25μm。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑作为阻燃剂使用，通过利用磷酸三苯酯阻燃效率高、对光稳定性或光稳定剂作用影响较小的特点，当发生燃烧时可以有效的进行阻燃，通过利用氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑可以显著减缓材料的热分解速度和阻燃效果好的特点，以及氢氧化镁和氢氧化铝具有降低发烟量的特点，可以在提高阻燃效果的同时减小发烟量，避免了燃烧时产生大量烟雾和毒性的情况出现，进而对人体和环境都可以做到有效的保护。
附图说明
14.图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.实施例一请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种阻燃结构稳定的长玻纤pp，包括如下重量份数的原料：聚丙烯68份，无碱长玻纤30份，阻燃剂23份，相容剂1.3份和抗氧剂1.3份；阻燃剂包括如下重量份数的原料：磷酸三苯酯58份，氢氧化镁38份，氢氧化铝36份和三氧化二锑14份；抗氧剂包括如下重量分数的原料：甲基苯酚88份，二苯胺18份，通过磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑作为阻燃剂，磷酸三苯酯的主要优点是效率较高，对光稳定性或光稳定剂作用的影响较小，加工和燃烧中腐蚀性小，有阻碍复燃的作用；氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑可显著减缓材料的热分解速度，具有阻燃的效果，同时氢氧化镁和氢氧化铝具有降低发烟量的效果；进而可以通过磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑进行阻燃。
17.本实施例中，具体的：相容剂包括如下重量分数的原料：环状酸酐型相容剂78份和酰亚胺型相容剂28份，通过环状酸酐型相容剂和酰亚胺型相容剂可以对聚丙烯改性，将马
来酸酐接枝到ps或以ps为基体的二元或多元共聚反应型相容剂，进而增加聚丙烯的相容性，以提高材料的阻燃性能。
18.另外本发明还提供了一种阻燃结构稳定的长玻纤pp的制备方法，包括以下步骤：s1、首先定量取聚丙烯66份和无碱长玻纤33份导入搅拌机充分搅拌混合作为主料备用；s2、将磷酸三苯酯56份，氢氧化镁36份，氢氧化铝37份和三氧化二锑14份导入搅拌机内充分混合，制备得到阻燃剂；s3、将环状酸酐型相容剂77份和酰亚胺型相容剂26份投入至搅拌机内混合，制备得到相容剂；s4、将聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂投入至搅拌机内充分混合；s5、将充分混合后的聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂投入至加热装置内加热并充分搅匀；s6、将加热搅匀后的复合材料投入至双螺杆挤出机，水冷切粒，切粒之后烘干即得到长玻纤pp。
19.本实施例中，具体的：在s1、s2和s3中，其搅拌机为混料机，常温搅拌，混料时间及转速以380r/min搅拌23min。
20.本实施例中，具体的：在s2中，应依次投入磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑，投入间隔时间为1.9min，通过依次投入磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑，然后通过混料机进行搅拌，可以使磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑充分混合，能更好的起到阻燃的作用，使既能达到阻燃的效果，又可以达到减小的发烟量的效果。
21.本实施例中，具体的：在s5中，加热装置为重力加热混合机，混合时间为45min，转速为550r/min，加热温度为113℃，将聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂同时投入至重力加热混合机，通过加热和高速旋转，可以使聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂快速融合，进而得到复合材料的融体。
22.本实施例中，具体的：在s6中，双螺杆挤出机的螺杆转速为280r/min，挤出段工作温度为133℃，水冷切粒烘干的温度为83℃，烘干时间为1.4h，复合材料的融体通过双螺杆挤出机进行出料，然后通过水冷切粒，即可得到长玻纤pp成品，通过高温烘干，即可对成品进行包装储存。
23.本实施例中，具体的：无碱长玻纤的长度为7mm，直径为23μm，通过无碱长玻纤的加入可以显著提高pp塑料材料的强度，进而对聚丙烯材料进行增强改性。
24.实施例二请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种阻燃结构稳定的长玻纤pp，包括如下重量份数的原料：聚丙烯62份，无碱长玻纤25份，阻燃剂18份，相容剂0.9份和抗氧剂1.2份；阻燃剂包括如下重量份数的原料：磷酸三苯酯45份，氢氧化镁30份，氢氧化铝35份和三氧化二锑11份；抗氧剂包括如下重量分数的原料：甲基苯酚85份，二苯胺12份，通过磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑作为阻燃剂，磷酸三苯酯的主要优点是效率较高，对光稳定性或光稳定剂作用的影响较小，加工和燃烧中腐蚀性小，有阻碍复燃的作用；氢氧化镁、
氢氧化铝和三氧化二锑可显著减缓材料的热分解速度，具有阻燃的效果，同时氢氧化镁和氢氧化铝具有降低发烟量的效果；进而可以通过磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑进行阻燃。
25.本实施例中，具体的：相容剂包括如下重量分数的原料：环状酸酐型相容剂72份和酰亚胺型相容剂22份，通过环状酸酐型相容剂和酰亚胺型相容剂可以对聚丙烯改性，将马来酸酐接枝到ps或以ps为基体的二元或多元共聚反应型相容剂，进而增加聚丙烯的相容性，以提高材料的阻燃性能。
26.另外本发明还提供了一种阻燃结构稳定的长玻纤pp的制备方法，包括以下步骤：s1、首先定量取聚丙烯65份和无碱长玻纤28份导入搅拌机充分搅拌混合作为主料备用；s2、将磷酸三苯酯49份，氢氧化镁35份，氢氧化铝33份和三氧化二锑12份导入搅拌机内充分混合，制备得到阻燃剂；s3、将环状酸酐型相容剂72份和酰亚胺型相容剂23份投入至搅拌机内混合，制备得到相容剂；s4、将聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂投入至搅拌机内充分混合；s5、将充分混合后的聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂投入至加热装置内加热并充分搅匀；s6、将加热搅匀后的复合材料投入至双螺杆挤出机，水冷切粒，切粒之后烘干即得到长玻纤pp。
27.本实施例中，具体的：在s1、s2和s3中，其搅拌机为混料机，常温搅拌，混料时间及转速以330r/min搅拌13min。
28.本实施例中，具体的：在s2中，应依次投入磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑，投入间隔时间为2min，通过依次投入磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑，然后通过混料机进行搅拌，可以使磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑充分混合，能更好的起到阻燃的作用，使既能达到阻燃的效果，又可以达到减小的发烟量的效果。
29.本实施例中，具体的：在s5中，加热装置为重力加热混合机，混合时间为36min，转速为450r/min，加热温度为108℃，将聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂同时投入至重力加热混合机，通过加热和高速旋转，可以使聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂快速融合，进而得到复合材料的融体。
30.本实施例中，具体的：在s6中，双螺杆挤出机的螺杆转速为190r/min，挤出段工作温度为127℃，水冷切粒烘干的温度为78℃，烘干时间为1.2h，复合材料的融体通过双螺杆挤出机进行出料，然后通过水冷切粒，即可得到长玻纤pp成品，通过高温烘干，即可对成品进行包装储存。
31.本实施例中，具体的：无碱长玻纤的长度为6mm，直径为18μm，通过无碱长玻纤的加入可以显著提高pp塑料材料的强度，进而对聚丙烯材料进行增强改性。
32.实施例三请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种阻燃结构稳定的长玻纤pp，包括如下重量份数的原料：聚丙烯60份，无碱长玻纤20份，阻燃剂15份，相容剂0.8份和抗氧剂1.1份；
阻燃剂包括如下重量份数的原料：磷酸三苯酯45份，氢氧化镁30份，氢氧化铝30份和三氧化二锑10份；抗氧剂包括如下重量分数的原料：甲基苯酚80份，二苯胺10份，通过磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑作为阻燃剂，磷酸三苯酯的主要优点是效率较高，对光稳定性或光稳定剂作用的影响较小，加工和燃烧中腐蚀性小，有阻碍复燃的作用；氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑可显著减缓材料的热分解速度，具有阻燃的效果，同时氢氧化镁和氢氧化铝具有降低发烟量的效果；进而可以通过磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑进行阻燃。
33.本实施例中，具体的：相容剂包括如下重量分数的原料：环状酸酐型相容剂70份和酰亚胺型相容剂20份，通过环状酸酐型相容剂和酰亚胺型相容剂可以对聚丙烯改性，将马来酸酐接枝到ps或以ps为基体的二元或多元共聚反应型相容剂，进而增加聚丙烯的相容性，以提高材料的阻燃性能。
34.另外本发明还提供了一种阻燃结构稳定的长玻纤pp的制备方法，包括以下步骤：s1、首先定量取聚丙烯60份和无碱长玻纤20份导入搅拌机充分搅拌混合作为主料备用；s2、将磷酸三苯酯45份，氢氧化镁30份，氢氧化铝30份和三氧化二锑10份导入搅拌机内充分混合，制备得到阻燃剂；s3、将环状酸酐型相容剂70份和酰亚胺型相容剂20份投入至搅拌机内混合，制备得到相容剂；s4、将聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂投入至搅拌机内充分混合；s5、将充分混合后的聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂投入至加热装置内加热并充分搅匀；s6、将加热搅匀后的复合材料投入至双螺杆挤出机，水冷切粒，切粒之后烘干即得到长玻纤pp。
35.本实施例中，具体的：在s1、s2和s3中，其搅拌机为混料机，常温搅拌，混料时间及转速以300r/min搅拌10min。
36.本实施例中，具体的：在s2中，应依次投入磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑，投入间隔时间为1.5min，通过依次投入磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑，然后通过混料机进行搅拌，可以使磷酸三苯酯、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化二锑充分混合，能更好的起到阻燃的作用，使既能达到阻燃的效果，又可以达到减小的发烟量的效果。
37.本实施例中，具体的：在s5中，加热装置为重力加热混合机，混合时间为30min，转速为400r/min，加热温度为105℃，将聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂同时投入至重力加热混合机，通过加热和高速旋转，可以使聚丙烯、无碱长玻纤、抗氧剂、阻燃剂和相容剂快速融合，进而得到复合材料的融体。
38.本实施例中，具体的：在s6中，双螺杆挤出机的螺杆转速为150r/min，挤出段工作温度为125℃，水冷切粒烘干的温度为75℃，烘干时间为1.5h，复合材料的融体通过双螺杆挤出机进行出料，然后通过水冷切粒，即可得到长玻纤pp成品，通过高温烘干，即可对成品进行包装储存。
39.本实施例中，具体的：无碱长玻纤的长度为5mm，直径为11μm，通过无碱长玻纤的加入可以显著提高pp塑料材料的强度，进而对聚丙烯材料进行增强改性。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。