[发明专利]一种环保型高韧、阻燃聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及塑料改性领域，尤其涉及一种环保型高韧、阻燃聚丙烯材料及其制备方法。

 

背景技术：

聚丙烯（PP）是目前用量最大的廉价通用塑料之一，具有很多优异的特性，如：来源广、价格低、密度小、无毒、易加工等，因而广泛应用于汽车、家电、电子电气等领域。尤其在家电领域，有时需要对PP进行阻燃改性需达到UL94阻燃等级，并且根据材料使用环境的不同，客户会要求达到阻燃UL94的不同等级（如：V0、V1、V2等级）。对PP的阻燃改性，目前分为有卤阻燃和无卤阻燃，其中有卤阻燃又分环保型（符合欧盟RoHS指令）和不环保型（不符合欧盟RoHS指令），无卤阻燃目前都是环保型。有卤环保型阻燃剂主要有四溴双酚A、八溴醚、八溴双酚S醚、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、氯化聚乙烯、十溴二苯乙烷等；有卤不环保型阻燃剂目前有五溴二苯醚、八溴二苯醚等；无卤环保型阻燃剂目前常见的有氮-磷系膨胀型无卤阻燃剂。

但是目前不管是有卤阻燃改性PP还是无卤阻燃改性PP，最大的缺点就是阻燃剂的引入会使得材料的力学性能显著下降，尤其是抗冲击性能下降最为显著。为了避免冲击性能的下降，在聚丙烯和阻燃剂中直接加入弹性体进行增韧，利用一步法进行熔融挤出共混来达到。其中常用的弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE）、三元异丙橡胶（EPDM）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（SBS）等。现有的一步法主要的缺点就是需要加入大量的弹性体才可以提高冲击性能，这样一来的话会使得材料的拉伸强度、弯曲强度等显著下降，且大量弹性体的引入会使得阻燃剂的用量增加，成本增加。

本发明采用原位两步法制备环保型高韧、阻燃聚丙烯材料，比现有的一步法制备出的阻燃聚丙烯材料具有更好的力学性能，尤其是冲击韧性可得到明显提高。

 

发明内容：

     本发明针对现有技术的不足，提供了一种环保型高韧、阻燃聚丙烯材料及其制备方法，采用原位两步法制备的环保型高韧、阻燃聚丙烯材料，其力学性能尤其是冲击韧性比现有技术的一步法制备的阻燃聚丙烯提高很多。

一种环保型高韧、阻燃聚丙烯材料，由以下组分按重量份制备而成：

聚丙烯                        100份，

交联乙烯-α烯烃共聚物        10~25份，

环保阻燃剂                  25~35份，

马来酸酐                  0.1~0.3份，

抗氧剂                    0.2~0.5份，

润滑剂                    0.5~1.5份。

所述的交联乙烯-α烯烃共聚物是由100份乙烯-α烯烃共聚物、0.6~2.8份交联引发剂、0.3~0.45份抗氧剂和0.3~0.45份润滑剂进行混合、熔融交联挤出、拉条、切粒制得。

所述的乙烯-α烯烃共聚物为乙烯-α丁烯共聚物或乙烯-α辛烯共聚物。

所述的交联引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰中的一种。

所述的抗氧剂为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗1010）、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗168）进行复配使用。

所述的环保阻燃剂为溴-锑系有卤阻燃剂或氮-磷系无卤阻燃剂。

所述的溴-锑系有卤阻燃剂为八溴双酚S醚与氧化锑的混合物或十溴二苯乙烷与氧化锑的混合物；所述的氮-磷系无卤阻燃剂为含有多聚磷酸铵的膨胀型无卤阻燃剂。

所述的润滑剂为有机硅类润滑剂和硬脂酸钙的混合物。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述环保型高韧、阻燃聚丙烯材料的方法，包括如下步骤：

（1）制备交联乙烯-α烯烃共聚物

将100份乙烯-α烯烃共聚物、0.6~2.8份交联引发剂、0.3~0.45份抗氧剂和0.3~0.45份润滑剂放入转速为200~300转/分钟、温度为25~30℃的高速混合机中进行混合2~5分钟；然后将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融交联挤出、拉条、切粒，最终得交联乙烯-α烯烃共聚物；

所述双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为30℃、40℃、100℃、105℃、105℃、108℃、108℃、110℃，双螺杆长径比为25，螺杆转速为100~130转/分钟。

（2）制备环保型高韧、阻燃聚丙烯材料。