阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，包括以下组分：聚丙烯树脂、无碱玻璃纤维、有机包覆改性碳化硅粉、四针状纳米氧化锌晶须、无卤阻燃剂、衣康酸二甲酯、钛酸酯偶联剂、增韧剂、热稳定剂、抗氧剂及润滑剂。制备方法：将聚丙烯树脂、占总质量30～40％的无碱玻璃纤维、钛酸酯偶联剂、无卤阻燃剂、增韧剂、热稳定剂、抗氧剂及润滑剂通过主喂口处加入双螺杆挤出机中，有机包覆改性碳化硅粉、衣康酸二甲酯和余下无碱玻璃纤维从侧喂口处加入双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出温度为205℃～245℃。该复合材料不仅具有较好的低翘曲性与耐摩擦性能，还具有很好的阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于塑料
，具体涉及一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯作为一种通用塑料，进入了日常生活的各个角落，经过矿粉改性的聚丙烯材料凭借其良好的刚性，较低的收缩率和变形，在家用电器上得到了广泛的运用。当前使用多的方法是在聚丙烯基体中添加弹性体材料来提高冲击强度，通过引入10-40％滑石粉、云母粉、硅灰石、高岭土等填料来提高拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量，通过引入耐划伤剂如硅酮母粒、含酰胺类树脂来提高耐划伤性能。聚丙稀是五大通用塑料之一，具有优异的性能，已广泛应用于生活用品、汽车、家电等领域，经过玻璃纤维改性的聚丙烯材料凭借其良好的刚性，在部分应用上取代了工程塑料。但由于横纵向收缩率的差异，导致玻纤增强聚丙烯材料翘曲严重。有一些专利针对翘曲做一定的改善，但效果不佳，而且在热焊接密封性和耐压强度方面的效果也不如人意。为了提高聚丙烯的刚性、耐热性等，往往通过添加无机填料等来予以改善，玻璃纤维是一种针状填料，在拉伸冲击强度、挠曲模量、悬臂梁式冲击强度和耐热性方面对增强聚丙烯的性能有较大影响。但是通常随着聚丙烯树脂中填充的玻璃纤维量的增加，高取向度使得模塑制品在流动方向和垂直于流动方向的收缩速率之间产生很大区别，以致于引起最终制品的翘曲，使其在需要高尺寸稳定性的旋转件如风扇、内桶、波轮、皮带轮中难以得到使用，在大尺度制品中容易发生大的翘曲和形变，另外玻璃纤维容易暴露在制品表面，导致表面性能较差，外观较差，同时，当组合物中具有较高填料含量如超过35wt％时，加工变得困难，降低了生产效率和加工性能。
技术实现思路
本专利技术提出一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，该复合材料不仅具有较好的低翘曲性与耐摩擦性能，还具有很好的阻燃性能。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，按照重量份数计算，包括以下组分：聚丙烯树脂55～65份、无碱玻璃纤维10～15份、有机包覆改性碳化硅粉20～30份、四针状纳米氧化锌晶须8～12份、衣康酸二甲酯2～4份、无卤阻燃剂10～20份、钛酸酯偶联剂1～3份、增韧剂6～12份、热稳定剂0.5～1.2份、抗氧剂0.2～0.8份及润滑剂0.6～1.8份；所述无卤阻燃剂为聚磷酸铵、正磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺或者氰尿酸三聚氰胺。优选地，所述有机包覆改性碳化硅粉通过碳化硅先经过硅烷偶联剂处理后再表面接枝丙烯酰胺得到。优选地，所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或者三异硬酯酸钛酸异丙酯。优选地，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或两种。优选地，所述热稳定剂选自亚酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种。优选地，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-α-烯烃聚合物或乙烯-丙烯-二烯共聚物中的一种或一种以上。优选地，所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯与硫代二丙酸双十八醇酯中的一种或多种。优选地，所述润滑剂为硬脂酸锌或者聚丙烯蜡。本专利技术的另一个目的是提供一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯树脂、占总质量30～40％的无碱玻璃纤维、钛酸酯偶联剂、无卤阻燃剂、增韧剂、热稳定剂、抗氧剂及润滑剂通过主喂口处加入双螺杆挤出机中，有机包覆改性碳化硅粉、衣康酸二甲酯和余下无碱玻璃纤维从侧喂口处加入双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出温度为205℃～245℃。本专利技术的有益效果：本专利技术的通过选用有机包覆改性碳化硅粉与四针状纳米氧化锌晶须添加到聚丙烯基体树脂中，辅以衣康酸二甲酯(作为成核剂与促进晶须分散)，通过各组分复配，使得制备的阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料的横向与纵向的收缩率的差异得到很大的改善，从根本上改善了材料的翘曲性。另外，衣康酸二甲酯与四针状纳米氧化锌晶须作用提高了聚丙烯的结晶度，从而提高了材料的力学性能与耐磨擦性能。本专利技术的制备方法中将有机包覆改性碳化硅粉、衣康酸二甲酯和余下无碱玻璃纤维采用测喂料的方式，提升材料的低翘曲性能与表面光滑性。按GB/T2046-1993标准测试极限氧指数，本专利技术复合材料的极限氧指数为31～35。具体实施方式实施例1一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，按照重量份数计算，包括以下组分：共聚聚丙烯61份、无碱玻璃纤维12份、有机包覆改性碳化硅粉25份、四针状纳米氧化锌晶须10份、衣康酸二甲酯3份、聚磷酸铵16份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯2份、乙烯-辛烯共聚物9份、亚酚类热稳定剂0.9份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份及硬脂酸锌0.9份。有机包覆改性碳化硅粉通过碳化硅先经过硅烷偶联剂处理后再表面接枝丙烯酰胺得到。制备方法：将共聚聚丙烯、占总质量36％的无碱玻璃纤维、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、聚磷酸铵、乙烯-辛烯共聚物、亚酚类热稳定剂、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯及硬脂酸锌通过主喂口处加入双螺杆挤出机中，有机包覆改性碳化硅粉、衣康酸二甲酯和余下无碱玻璃纤维从侧喂口处加入双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出温度为205℃～245℃。实施例2一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，按照重量份数计算，包括以下组分：共聚聚丙烯55份、无碱玻璃纤维15份、有机包覆改性碳化硅粉20份、四针状纳米氧化锌晶须12份、衣康酸二甲酯2份、聚磷酸铵10份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯1份、乙烯-辛烯共聚物6份、亚酚类热稳定剂0.5份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.2份及硬脂酸锌0.6份。有机包覆改性碳化硅粉通过碳化硅先经过硅烷偶联剂处理后再表面接枝丙烯酰胺得到。制备方法：将共聚聚丙烯、占总质量30％的无碱玻璃纤维、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、聚磷酸铵、乙烯-辛烯共聚物、亚酚类热稳定剂、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯及硬脂酸锌通过主喂口处加入双螺杆挤出机中，有机包覆改性碳化硅粉、衣康酸二甲酯和余下无碱玻璃纤维从侧喂口处加入双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出温度为205℃～245℃。实施例3一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，按照重量份数计算，包括以下组分：均聚聚丙烯65份、无碱玻璃纤维10份、有机包覆改性碳化硅粉30份、四针状纳米氧化锌晶须8份、衣康酸二甲酯4份、聚磷酸三聚氰胺20份、三异硬酯酸钛酸异丙酯3份、乙烯-丙烯-二烯共聚物12份、亚磷酸酯类热稳定剂1.2份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8份及聚丙烯蜡1.8份。有机包覆改性碳化硅粉通过碳化硅先经过硅烷偶联剂处理后再表面接枝丙烯酰胺得到。制备方法：将均聚聚丙烯、占总质量40％的无碱玻璃纤维、三异硬酯酸钛酸异丙酯、聚磷酸三聚氰胺、乙烯-丙烯-二烯共聚物、亚磷酸酯类热稳定剂、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯及聚丙烯蜡通过主喂口处加入双螺杆挤出机中，有机包覆改性碳化硅粉、衣康酸二甲酯和余下无碱玻璃纤维从侧喂口处加入双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出温度为205℃～245℃。对比例1一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，与实施例1基本相同，不含有有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：聚丙烯树脂55～65份、无碱玻璃纤维10～15份、有机包覆改性碳化硅粉20～30份、四针状纳米氧化锌晶须8～12份、衣康酸二甲酯2～4份、无卤阻燃剂10～20份、钛酸酯偶联剂1～3份、增韧剂6～12份、热稳定剂0.5～1.2份、抗氧剂0.2～0.8份及润滑剂0.6～1.8份；所述无卤阻燃剂为聚磷酸铵、正磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺或者氰尿酸三聚氰胺。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：聚丙烯树脂55～65份、无碱玻璃纤维10～15份、有机包覆改性碳化硅粉20～30份、四针状纳米氧化锌晶须8～12份、衣康酸二甲酯2～4份、无卤阻燃剂10～20份、钛酸酯偶联剂1～3份、增韧剂6～12份、热稳定剂0.5～1.2份、抗氧剂0.2～0.8份及润滑剂0.6～1.8份；所述无卤阻燃剂为聚磷酸铵、正磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺或者氰尿酸三聚氰胺。2.根据权利要求1所述的阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述有机包覆改性碳化硅粉通过碳化硅先经过硅烷偶联剂处理后再表面接枝丙烯酰胺得到。3.根据权利要求1所述的阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或者三异硬酯酸钛酸异丙酯。4.根据权利要求1所述的阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的阻燃低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪琦，
申请(专利权)人：安庆市泽烨新材料技术推广服务有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34