耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用，其中，耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份的各组分：聚丙烯树脂40‑75份，乙烯‑辛烯共聚物(POE)2‑20份，矿物填料0‑30份，含溴阻燃剂5‑30份，协效阻燃剂5‑15份，稳定剂0.3‑3.5份，色粉0.5‑2份。本发明专利技术所述的耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，加入了含溴阻燃剂和协效阻燃剂，使材料具有良好的阻燃性能，并选用特定的共聚聚丙烯树脂与作为增韧剂的乙烯‑辛烯共聚物(POE)复配，使其具有良好的耐低温冲击能力和耐开裂性，其可应用于卡车、工程车等大型车辆的外饰件和功能件中。

Low Temperature Impact Cracking Resistant Flame Retardant Polypropylene Material and Its Preparation Method and Application

The invention provides a low-temperature impact and crack-resistant flame-retardant polypropylene material and its preparation method and application. The low-temperature impact and crack-resistant flame-retardant polypropylene material comprises the following components: 40 to 75 parts of polypropylene resin, 2 to 20 parts of ethylene-octene copolymer (POE), 0 to 30 parts of mineral filler, 5 to 30 parts of bromine flame retardant, 5 to 15 parts of synergistic flame retardant, and 0 to stabilizer. 3. 3 3.5 copies and 0.5 2 copies of color powder. The low-temperature impact and crack-resistant flame-retardant polypropylene material of the invention adds bromine-containing flame retardant and synergistic flame retardant to make the material have good flame-retardant performance, and chooses specific copolymer polypropylene resin and ethylene-octene copolymer (POE) as toughener to make it have good low-temperature impact resistance and crack resistance, which can be applied to trucks, engineering vehicles and other large-scale vehicles. In the exterior trim and function parts of V vehicle.

【技术实现步骤摘要】
耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用
本专利技术属于改性塑料领域，尤其是涉及一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用，具体来说是在汽车外饰及功能件中的应用。
技术介绍
聚丙烯(PP)是目前世界上应用范围最广、产量最大的通用塑料之一，因其具有密度小、力学性能优良、流动性高、耐化学腐蚀、电绝缘性好、便于加工成型等特点，在汽车工业、家用电器、电子、电线电缆、包装和建筑建材等方面应用广泛。但由于分子结构原因，聚丙烯的极限氧指数仅有17.5，成炭率几乎为0，因此其遇火极易燃烧，且发热量高、燃烧速度快，易熔融滴落。一旦发生火灾，会对生命财产安全造成极大威胁。相比于小型乘用车，一些大型车辆如卡车、工程车的某些特殊部位制件，除了要求基本的阻燃性能之外，还必须具有良好的强度和韧性，保证其可以经受焊接过程可能出现的开裂以及长期行驶过程中的震动。由于聚丙烯是结晶性聚合物，低温下脆性较差，因此其制品的耐低温冲击性能也较差，限制了其在低温环境下的使用。专利CN107286479A通过降低分散相粒径，不添加任何增韧剂提高耐冲击能力，制备了一种轻质高冲击耐寒高效阻燃聚丙烯组合物，但其强度较低，不利于焊接。专利CN103724806A通过添加复合增韧剂，将材料的缺口冲击强度提高到15.0KJ/m2，但其在-30℃条件下的缺口冲击强度较低，抗低温冲击性能较差。专利CN101974195A公开了一种阻燃耐低温聚丙烯材料及其制备方法和应用，但其缺口冲击强度不足，低温冲击性能较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，以克服现有技术的缺陷，具有良好的阻燃性能、耐低温冲击能力和耐开裂性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份的各组分：聚丙烯树脂40-75份，乙烯-辛烯共聚物(POE)2-20份，矿物填料0-30份，含溴阻燃剂5-30份，协效阻燃剂5-15份，稳定剂0.3-3.5份，色粉0.5-2份。优选的，所述聚丙烯树脂为两种乙烯嵌段共聚聚丙烯的混合物，该混合物的每一组分其熔体流动速率在测试温度230℃、测试砝码重量2.16kg条件下均为0.5-15g/10min，缺口冲击强度为10-50KJ/m2。乙烯-辛烯共聚物(以下简称POE)可与共聚聚丙烯树脂起到协同增韧的作用。优选的，所述矿物填料为滑石粉、碳酸钙与云母粉中的一种或几种的混合物。优选的，所述含溴阻燃剂为十溴二苯醚、十溴二苯乙烷和八溴醚中的一种；所述协效阻燃剂为锑白。优选的，所述稳定剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和受阻胺类光稳定剂，且三者的重量比为1：1：2。本专利技术的另一目的在于提出一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料的制备方法，以制备上述耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)称取配方量的聚丙烯、POE、矿物填料、含溴阻燃剂、协效阻燃剂、稳定剂和色粉，并将其在高混机内高速混合1-3min，混合均匀，得到预混料；(2)将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口，进行熔融挤出，造粒干燥，得到所述耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料。优选的，所述双螺杆挤出机的熔融挤出条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；所述双螺杆挤出机的长径比为40：1。本专利技术还涉及上述耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料在汽车工业外饰和功能件领域的应用，尤其是在卡车、工程车等大型车辆工业外饰和功能件领域的应用。相对于现有技术，本专利技术所述的耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料具有以下优势：(1)选用含溴阻燃剂和协效阻燃剂，使材料具有良好的阻燃性能，垂直燃烧测试满足UL94V-0阻燃等级。(2)通过选用共聚聚丙烯树脂并添加POE作为增韧剂，大幅提高了材料的韧性，使其具有良好的耐低温冲击能力，-30℃条件下缺口冲击强度可达4KJ/m2以上。(3)选用了具有较高分子量的低熔指共聚聚丙烯树脂体系，高分子量意味着高聚物具有更长的链段，分子链在受到外力时更难被破坏，同时低熔指树脂与弹性体POE的分散性更好，从而使增韧效果更佳，以上两点极大提升了材料的耐开裂性能，在低温-30℃下进行落球冲击测试无裂纹。(4)本专利技术所述的耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料可应用于卡车、工程车等大型车辆的外饰件和功能件中。所述耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料的制备方法与上述耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。具体实施方式除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下面结合实施例来详细说明本专利技术。一、实施例1-4和对比例1、2的原料来源1、实施例1-4的原料聚丙烯树脂：所用聚丙烯树脂为两种高分子量共聚聚丙烯的混合物，分别为燕山石化K8303与兰州石化SP179，前者与后者的重量比为2:1。POE采用陶氏公司生产的Engage7467。矿物填料：实施例2采用3000目滑石粉，实施例4采用3000目碳酸钙。含溴阻燃剂：采用十溴二苯乙烷。协效阻燃剂：采用锑白。稳定剂：采用主抗氧剂1010、辅抗氧剂168、光稳定剂LA-402AF按质量比1：1：2的混合物。2、对比例的原料对比例1所用聚丙烯树脂与实施例1-4相同，对比例2所用聚丙烯树脂为分子量相对较低的燕山石化K9829H，其熔体流动速率在测试温度230°C、测试砝码重量2.16kg条件下≥25g/10min；对比例1和2中的其余成分与实施例1-3中相同。二、实施例1-4和对比例1、2的聚丙烯材料的配方组成及制备方法实施例1一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份的各组分：聚丙烯树脂71.2份，POE7份，十溴二苯乙烷15份，锑白5份，稳定剂0.8份，色粉1份。上述耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料的制备方法为：将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料，将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口，进行熔融挤出，造粒干燥，得到耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料。其中，双螺杆挤出机的熔融挤出温度为：一区温度100-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40：1。实施例2一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份的各组分：聚丙烯树脂61.2份，POE7份，滑石粉10份，十溴二苯乙烷15份，锑白5份，稳定剂0.8份，色粉1份。上述耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料的制备方法为：将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料，将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口，进行熔融挤出，造粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，其特征在于：包括以下重量份的各组分：聚丙烯树脂40‑75份，乙烯‑辛烯共聚物2‑20份，矿物填料0‑30份，含溴阻燃剂5‑30份，协效阻燃剂5‑15份，稳定剂0.3‑3.5份，色粉0.5‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，其特征在于：包括以下重量份的各组分：聚丙烯树脂40-75份，乙烯-辛烯共聚物2-20份，矿物填料0-30份，含溴阻燃剂5-30份，协效阻燃剂5-15份，稳定剂0.3-3.5份，色粉0.5-2份。2.根据权利要求1所述的耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为两种乙烯嵌段共聚聚丙烯的混合物，该混合物的每一组分其熔体流动速率在测试温度230℃、测试砝码重量2.16kg条件下均为0.5-15g/10min，缺口冲击强度为10-50KJ/m2。3.根据权利要求1所述的耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述矿物填料为滑石粉、碳酸钙与云母粉中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1所述的耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述含溴阻燃剂为十溴二苯醚、十溴二苯乙烷和八溴醚中的一种；所述协效阻燃剂为锑白。5.根据权利要求1所述的耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述稳定剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和受阻胺类光稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，李晟，王中林，张春怀，李欣，徐昌竹，张栋玮，钱文轩，陶四平，
申请(专利权)人：天津金发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12