[发明专利]一种可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿用聚丙烯阻燃抗静电材料，特别是赋予聚丙烯抗静电和阻燃性能，而且在加工时能够同时进行纵向和横向拉伸的组合物。

背景技术

聚丙烯阻燃抗静电材料在煤矿井下安全支护中得到了新的应用，替代原有金属相关产品具有良好的使用效果。由于煤矿井下采煤环境的特殊性，对聚丙烯材料的阻燃、抗静电性能有严格的要求 。

具体来说，煤矿用聚丙烯阻燃抗静电材料需要同时满足如下几项关键指标：

1、阻燃性能

⑴. 酒精喷灯燃烧时间：6条试样有焰燃烧时间平均值小于3s，其中任何一条试样的有焰燃烧时间单值小于10s；无焰燃烧时间平均小于10s，任何一条试样的无烟燃烧时间单值应小于30s；

⑵. 酒精灯燃烧性能：6条试样的有焰燃烧时间平均值小于6s，其中任何一条试样的有焰燃烧时间单值应小于12s；无焰燃烧时间平均小于10s，任何一条试样的无烟燃烧时间单值应小于30s；

2、力学性能

⑴. 材料拉伸强度不小于30MPa；

⑵．还需要满足护帮网单根拉断力大于1200N

⑶．单根拉断伸长率小于25%。

3、表面电阻算术平均值不大于1.0×10⁹Ω。

发明内容

本发明针对聚丙烯护帮网产品各项性能和加工性能要求，提供一种矿用可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物，使聚丙烯材料满足阻燃性能、抗静电性能、力学性能、加工性能等，满足加工和应用要求。

为解决以上技术问题，本发明提供的一种可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物，以质量百分比计，包括：均聚聚丙烯63.3-74.8%，拉丝级聚丙烯12-18%，八溴醚和/或八溴双酚S醚3-5%，三氧化二锑1-1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯2-4%，纳米蒙脱土2-5%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺1-3%，聚烯烃蜡1-3%，抗氧剂1010 0.08-0.12%，抗氧剂168 0.08-0.12%。

作为优选的技术方案，本发明提供的可双向拉伸用聚丙烯阻燃抗静电组合物包括: 均聚聚丙烯67.8-72.3%，拉丝级聚丙烯13-15%，八溴醚和/或八溴双酚S醚3.5-4.5%，三氧化二锑1-1.5%，聚乙二醇双硬脂酸酯3%，纳米蒙脱土3-4%，N,N'-乙撑双硬脂酰胺2%，聚烯烃蜡2%，抗氧剂1010 0.1%，抗氧剂168 0.1%。

本发明采用高结晶度、等规度（98%以上）的均聚聚丙烯，保证双向拉伸比同时为7～10倍的情况下，添加拉丝级的聚丙烯与均聚聚丙烯复配。

阻燃体系以八溴醚、八溴双酚S醚和三氧化二锑为主要阻燃剂。八溴醚和八溴双酚S醚可以只使用其一，也可以按照任意比例配制同时使用。

抗静电物质为非离子型抗静电剂，选用聚乙二醇双硬脂酸酯，同时具有辅助的分散润滑作用。

纳米材料为纳米蒙脱土粉体，纳米材料使用前采用偶联剂处理。

复合分散润滑体系聚烯烃蜡和N,N'-乙撑双硬脂酰胺，保证阻燃粉末颗粒、纳米材料在组成物中均匀分散。分子量为10000～20000的聚烯烃蜡作为分散剂，N,N'-乙撑双硬脂酰胺作为内外润滑剂。

本发明聚丙烯阻燃抗静电组成物可以加工成多种形态，例如，可以将抗静电剂与八溴醚和/或八溴双酚S醚和三氧化二锑阻燃剂一起制成聚丙烯阻燃抗静电母料，再与聚丙烯树脂按照比例添加使用；也可以将本发明的阻燃剂组制成聚丙烯阻燃剂母料，再与聚丙烯树脂和抗静电剂混合使用；或者制成聚丙烯阻燃抗静电专用料直接用于产品加工。

本发明提供了上述组合物的一种优选的技术的制备方法，按照原料质量百分比，依次将均聚聚丙烯、拉丝级聚丙烯、八溴醚和/或八溴双酚S醚、三氧化二锑、纳米蒙脱土、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、聚乙二醇双硬脂酸酯、抗氧剂1010、抗氧剂168加入高混机中，设定高混机温度为60～70℃，搅拌均匀,将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机造粒，温度设定范围在160～195℃，制得产品。该产品作为专用料可直接用于生产。

作为优选的工艺技术方案之一，纳米蒙脱土要经过预处理，处理方法是加入偶联剂于60～90℃，偶联剂优选的用量是占纳米蒙脱土质量的1～2%，在高速搅拌设备中进行表面处理，保证分散性。

作为优选的工艺技术方案之二，在高混机内先低速搅拌5分钟，然后高速搅拌5分钟.