一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒及其制备方法，由一定比例的共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、钛酸钾晶须、无卤阻燃剂、协效阻燃剂、增塑剂和受阻酚类抗氧剂为原料制备而成。其制备方法是：将共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、钛酸钾晶须、无卤阻燃剂、协效阻燃剂、增塑剂和受阻酚类抗氧剂加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒。该PP阻燃母粒具有强度高、韧性好、刚度大、抗弯曲性能好、阻燃性好等优点。该制备方法工艺简单，操作方便，生产成本低。

A kind of potassium titanate whisker reinforced PP flame retardant masterbatch and its preparation method and modification

The invention discloses a potassium titanate whisker reinforced PP flame retardant masterbatch and its preparation method and modification, by a certain percentage of polypropylene, maleic anhydride grafted polypropylene, potassium titanate whisker, halogen-free flame retardant, synergistic flame retardant agent, plasticizer and hindered phenolic antioxidant is prepared. The preparation method is that the copolymerization of polypropylene, maleic anhydride grafted polypropylene, potassium titanate whisker, halogen-free flame retardant, synergistic flame retardant agent, plasticizer and hindered phenolic antioxidant added in the twin-screw extruder for extrusion granulation, get the potassium titanate whiskers modified PP flame retardant parent particle. The PP flame retardant masterbatch has the advantages of high strength, good toughness, high rigidity, good bending resistance and good flame retardancy. The preparation method has the advantages of simple process, convenient operation and low production cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改性高分子材料
，更具体涉及一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒及其制备方法。
技术介绍
无规共聚PP是一种半结晶性聚合物，具有密度小，耐腐蚀，化学稳定性好，无毒环保的特点，其作为四大通用塑料之一，广泛应用于汽车、管道、家装等领域。为了提高PP的力学性能通常采用填充纤维的方式。目前报道用作PP增强的纤维有玻璃纤维、碳纤维、植物纤维、玄武岩纤维，其中以玻璃纤维的应用最多。纤维的填充阻止了材料受载荷时结构内部裂纹的扩展和传播，大大提高了材料断裂所需要的能量。然而玻璃纤维、碳纤维、植物纤维、玄武岩纤维在填充PP后会造成体系黏度的增加，降低了基体的流动性，并且对螺杆和模具磨损大，同时对制件表面光洁度也会产生影响。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒及其制备方法，该PP阻燃母粒具有强度高、韧性好、刚度大、抗弯曲性能好、阻燃性好等优点。该制备方法工艺简单，操作方便，生产成本低。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下技术方案：一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，由以下重量份的原料制备而成：所述的钛酸钾晶须为K2Ti6O13或K2Ti8O17，且钛酸钾晶须经过硅烷偶联剂预处理，钛酸钾晶须预处理方法为：将无水乙醇与蒸馏水按体积比为9:1配制乙醇溶液，将硅烷偶联剂KH-570滴入乙醇溶液中水解30分钟，得到硅烷偶联剂KH-570的体积分数为1％的混合溶液，然后向混合溶液中加入钛酸钾晶须，硅烷偶联剂KH-570的质量为钛酸钾晶须质量的5％，加稀盐酸或醋酸等调节pH值至5-6，在40℃下搅拌2小时，用蒸馏水将反应后的所得的固体产物洗涤至中性，烘干，得到改性后的改性后的钛酸钾晶须；改性后的钛酸钾晶须的纤维直径为0.2-1.5微米。所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸铵、可膨胀石墨和氢氧化铝中的任意一种，或者任意两种，或者三者的组合。所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸铵、可膨胀石墨和氢氧化铝三者的组合，三聚氰胺焦磷酸铵、可膨胀石墨和氢氧化铝的质量比为5:2:3。所述的协效阻燃剂为三氧化二铋。所述的增塑剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯。所述的受阻酚类抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-氨基苯酚。一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒的制备方法，包括如下步骤：将共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、钛酸钾晶须、无卤阻燃剂、协效阻燃剂、增塑剂和受阻酚类抗氧剂加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，控制双螺杆挤出机料筒一区温度为170±5℃，二区温度为180±5℃，三区温度为190±5℃，四区温度为200±5℃，五区温度为205±5℃，六区温度为210±5℃，七区温度为205±5℃，八区温度为200±5℃，九区温度为190±5℃，螺杆转速为350rpm，得到钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1)本专利技术采用钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒具有以下优点：1)钛酸钾晶须尺寸细微，其纤维直径(0.2～1.5μm)对比碳纤维、玻璃纤维的纤维直径(7～13μm)，使得钛酸钾晶须具有优良的显微增强和填充能力，可以与无填充的树脂进行同样的成型操作；2)钛酸钾晶须的硬度比碳纤维、玻璃纤维都要小，在成型过程中对加工设备和模具的磨损小；3)经钛酸钾晶须增强填充后PP阻燃母粒线膨胀系数及成型收缩率大大减小，使成型部件在受热和受冷时都能保持足够的尺寸稳定性；4)钛酸钾晶须增强改性后的PP阻燃母粒粒化后纤维长度的保持率与玻璃纤维等增强改性的PP阻燃复合材料相比，有很大程度上的提高，因而其可多次加工，表现出良好的循环再生性。由此可见，本专利技术采用钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，克服了玻璃纤维、碳纤维、植物纤维以及玄武岩纤维增强PP时存在熔体流动性差、对螺杆和模具磨损大、制件表面不光洁、再生循环使用性差的缺点。2)钛酸钾晶须具有普通纤维所不具备的高红外反射率和低导热率，使得钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒在隔热耐火领域也有广阔的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术实施例1-7和对比例8中所用的共聚聚丙烯为中国石化扬子石油化工有限公司生产的产品，型号为YPR-503；马来酸酐接枝聚丙烯为南京保欧化工有限公司生产的产品。实施例1-7以及对比例1中的六钛酸钾晶须(K2Ti6O13)经过硅烷偶联剂预处理，钛酸钾晶须预处理方法为：将无水乙醇与蒸馏水按体积比为9:1配制乙醇溶液，将硅烷偶联剂KH-570滴入乙醇溶液中水解30分钟，得到硅烷偶联剂KH-570的体积分数为1％的混合溶液，然后向混合溶液中加入钛酸钾晶须，硅烷偶联剂KH-570的质量为钛酸钾晶须质量的5％，加稀盐酸或醋酸等调节pH值至5-6，在40℃下搅拌2小时，用蒸馏水将反应后的所得的固体产物洗涤至中性，烘干，得到改性后的改性后的钛酸钾晶须；改性后的钛酸钾晶须的纤维直径为0.2-1.5微米。实施例1一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，由以下重量份的原料制备而成：上述钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，其步骤是：1)按照上述的配比称取共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、六钛酸钾晶须、三聚氰胺焦磷酸铵、三氧化二铋、聚对苯二甲酸乙二醇酯和2,6-二叔丁基-4-氨基苯酚；2)将共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、六钛酸钾晶须、三聚氰胺焦磷酸铵、三氧化二铋、聚对苯二甲酸乙二醇酯和2,6-二叔丁基-4-氨基苯酚加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，控制双螺杆挤出机料筒一区温度为170℃，二区温度为180℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为205℃，六区温度为210℃，七区温度为205℃，八区温度为200℃，九区温度为190℃，螺杆转速为350rpm，得到钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒。实施例2一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，由以下重量份的原料制备而成：上述钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，其步骤是：1)按照上述的配比称取共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、六钛酸钾晶须、三聚氰胺焦磷酸铵、氢氧化铝、三氧化二铋、聚对苯二甲酸乙二醇酯和2,6-二叔丁基-4-氨基苯酚；2)将共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、六钛酸钾晶须、三聚氰胺焦磷酸铵、氢氧化铝、三氧化二铋、聚对苯二甲酸乙二醇酯和2,6-二叔丁基-4-氨基苯酚加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，控制双螺杆挤出机料筒一区温度为170℃，二区温度为180℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为205℃，六区温度为210℃，七区温度为205℃，八区温度为200℃，九区温度为190℃，螺杆转速为350rpm，得到钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒。实施例3一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，由以下重量份的原料制备而成：上述钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，其步骤是：1)按照上述的配比称取共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、六钛酸钾晶须、三聚氰胺焦磷酸铵、可膨胀石墨、三氧化二铋、聚对苯二甲酸乙二醇酯和2,6-二叔丁基-4-氨基苯酚；2)将共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、六钛酸钾晶须、三聚氰胺焦磷酸铵、可膨胀石墨、三氧化二铋、聚对苯二甲酸乙二醇酯和2,6-二叔丁基-4-氨基苯酚加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，控制双螺杆挤出机料筒一区温度为170℃，二区温度为180℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：2.根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，其特征在于：所述的钛酸钾晶须为K2Ti6O13或K2Ti8O17，且钛酸钾晶须经过硅烷偶联剂预处理，钛酸钾晶须预处理方法为：将无水乙醇与蒸馏水按体积比为9:1配制乙醇溶液，将硅烷偶联剂KH-570滴入乙醇溶液中水解30分钟，得到硅烷偶联剂KH-570的体积分数为1％的混合溶液，然后向混合溶液中加入钛酸钾晶须，硅烷偶联剂KH-570的质量为钛酸钾晶须质量的5％，加稀盐酸或醋酸等调节pH值至5-6，在40℃下搅拌2小时，用蒸馏水将反应后的所得的固体产物洗涤至中性，烘干，得到改性后的改性后的钛酸钾晶须；改性后的钛酸钾晶须的纤维直径为0.2-1.5微米。3.根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸铵、可膨胀石墨和氢氧化铝中的任意一种，或者任意两种，或者三者的组合。4.根据权利要求3所述的钛酸钾晶须增强改性的PP阻燃母粒，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈厚忠，
申请(专利权)人：武汉金牛经济发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42