一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯复合材料，其由重量份数的聚丙烯55~60份、阻燃剂20~25份、阻燃协效剂2~5份、芳香植物精油1~3份、改性膨胀蛭石6~10份、抗氧剂0.2~0.5份、润滑剂0.3~0.6份、抗滴落剂0.1~0.3份组成；所述的阻燃剂是由聚磷酸铵和笼状磷酸酯按质量比4:1复配而成的氮磷系膨胀型阻燃剂，所述的阻燃协效剂为超微硅粉。将自配的氮磷系膨胀型阻燃剂和阻燃协效剂添加入聚丙烯材料中，克服普通阻燃聚丙烯灼热丝起燃温度低，在特定环境下容易析出的问题，同时添加改性的膨胀蛭石和芳香植物精油，保持聚丙烯阻燃性能的同时达到高温下长效驱避蟑螂的目的。

A Polypropylene Composite Material and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a polypropylene composite material, which is composed of 55-60 parts of polypropylene by weight, 20-25 parts of flame retardant, 2-5 parts of flame retardant synergist, 1-3 parts of aromatic vegetable essential oil, 6-10 parts of modified expanded vermiculite, 0.2-0.5 parts of antioxidant, 0.3-0.6 parts of lubricant and 0.1-0.3 parts of anti-dropping agent; the flame retardant is composed of ammonium polyphosphate and cage phosphate ester in a mass ratio of 4:1. Nitrogen and phosphorus series intumescent flame retardant, the flame retardant synergist is ultrafine silicon powder. The self-made nitrogen-phosphorus intumescent flame retardant and flame retardant synergist were added into polypropylene material to overcome the problem of low ignition temperature and easy precipitation of ordinary flame retardant polypropylene hot filament under specific environment. At the same time, modified expanded vermiculite and aromatic plant essential oil were added to maintain the flame retardant property of polypropylene and achieve the goal of long-term cockroach repellent at at high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法，还涉及所述的聚丙烯复合材料在用于制备家用电器中的应用。
技术介绍
聚丙烯因具有密度低、耐化学性好、价格低、优良的综合性能等特点，是家电行业中首选的塑料品种之一，其用量约占30％左右。在家电领域，使用的改性聚丙烯主要有增强聚丙烯、阻燃聚丙烯、高光聚丙烯、功能化聚丙烯等。由于PP属于易燃材料，随着国家对家电产品安全性能要求的与日俱增，在冰箱、洗衣机、厨卫小家电等家用电器中，阻燃PP独占鳌头。家用电器主要放置环境为室内，厨房电器(特别是电磁炉、光波炉、微波炉之类)有比较多的油渍、食品残留物，蟑螂最喜欢在这些电器内活动觅食，它不但会咬坏电线的绝缘体，还在这些地方排泄，其排泄物腐蚀性大，很快就会因锈蚀而破坏元件的电路引脚、绝缘层等，造成线路短路，瞬时短路极易引起电线瞬间高温(800℃以上)，引起明火。由于蟑螂有边吃、边吐、边排泄的恶习，并分泌臭液，还能轻而易举地钻进电器、电子计算机等家用电器中咬坏、腐蚀线路，现在越来越多电器，尤其是厨房电器的故障大多数与蟑螂有关。目前也有将植物精油和膨胀蛭石共混从而实现植物精油的缓释达到驱避蟑螂的效果，但其缓释能力有限，驱避蟑螂效果不够长久，且温度较高时，蟑螂驱避效果明显减弱。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种聚丙烯复合材料，将自配的氮磷系膨胀型阻燃剂和阻燃协效剂添加入聚丙烯材料中，克服普通阻燃聚丙烯灼热丝起燃温度低，在特定环境下容易析出的问题，同时添加改性的膨胀蛭石和芳香植物精油，保持聚丙烯阻燃性能的同时达到高温下长效驱避蟑螂的目的。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种聚丙烯复合材料，其由以下组分按照重量份组成：所述的阻燃剂是由聚磷酸铵和笼状磷酸酯按质量比4:1复配而成的氮磷系膨胀型阻燃剂，所述的阻燃协效剂为超微硅粉。进一步的，所述的聚丙烯为熔融指数为230℃，2.16kg条件下5～20g/10min的均聚或共聚聚丙烯。优选的，超微硅粉的粒径为0.15～0.2μm，对于粒径为0.15～0.2μm的超微硅粉能够有效避免颗粒之间的团聚，达到均匀分散的效果，而粒径过小(比表面积小)难以发挥最佳的最燃协效作用。进一步的，所述的芳香植物精油为天然箭叶橙、天然薄荷醇、天然芳樟醇中的至少一种。进一步的，所述的改性膨胀蛭石为将膨胀蛭石经过单烷氧基型钛酸酯表面处理，具体步骤为：将膨胀蛭石加入溶有质量浓度为2％单烷氧基型钛酸酯的二甲苯溶液中，于60±5℃搅拌10～15min后，升温至90±5℃后再搅拌30～35min，再于90±5℃干燥至恒重，取出后在表面均匀喷一层植物油，最后将喷油后的粉体升温至550±5℃，保温10±2min完成改性。采用单烷氧基型钛酸酯表面处理膨胀蛭石，将易于水解的烷氧基与填料表面的-OH基发生化学反应形成化学键，使填料表面覆盖成钛酸酯单分子层，而偶联剂分子另一端的三个结构单元，能与有机聚合物发生化学作用或物理缠结，从而提高其与聚合物的粘结效果。而改性后的喷油+高温处理，其特点在于蛭石表面形成的均匀油膜在加热过程中阻挡了蛭石内部水分蒸发的阻挡层，使得蛭石的内部压力变大，在此压力下水分的蒸发有效促进蛭石片层膨胀更大，有效膨胀增加了蛭石内部空隙通道，均有助于芳香气味的持续散发。与此同时，采用膨胀蛭石作为气味载体，除能够达到理想的香味缓释效果外，同时还能赋予复合材料体系以下几种特点：a、耐热特性：膨胀蛭石是无机矿物，它不但具有很高的熔点和不燃性，而且有比较好的耐热性能。b、吸音降噪：由于蛭石是许多细小薄片组成的层状结构，层片间形成了许多细小的空气问层，因此松散的膨胀蛭石与其制品也有很好的吸音性能。膨胀蛭石作为吸音材料时，它层间孔隙内的空气，因声波的射入而发生振动。这样声波的能量，一部分就变成了热能，因而具有吸音性能。c、抗菌特性：由于蛭石是无机的非金属矿物，因此它不受菌类的侵蚀，不腐烂，不变质，不易被虫蛀鼠咬。d、导热特性：膨胀蛭石的颗粒是由0.02～0.05mm厚的极薄的薄片组成，各个薄片彼此隔开，层间充满空气，因此它的导热性就低。这就使得复合材料在应用于家用电器中时，能够有效避免电器产热导致材料体系温度升高，从而使得香味因分子运动剧烈而过早散发。进一步的，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类热稳定剂中的至少一种；所述的受阻酚类抗氧剂可选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述的硫代酯类抗氧剂可以是硫代二丙酸二硬脂醇酯，所述的亚磷酸酯类热稳定剂可以是亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。可以理解的是，这里抗氧剂仅用于举例，使得本领域技术人员的对技术方案有更清楚的了解。所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、接枝乙撑双硬脂酰胺中的至少一种；所述抗滴落剂为纯粉型100％PTFE抗滴落剂。本专利技术的另一个目的在于提供一种上述聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照配比将芳香植物精油和改性膨胀蛭石于惰性气体或氮气气氛中预混合均匀，得到预混物料；(2)按照配比将聚丙烯、阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂和预混物料于惰性气体或氮气气氛中高速混合均匀后，在氮气保护下，加入双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒后制得聚丙烯复合材料。优选的，所述双螺杆挤出机的机筒温度为180～190℃，螺杆转速为400～500r/min，真空度为-0.04～-0.1MPa。本专利技术的第三个目的在于提供上述聚丙烯复合材料在用于制备家用电器中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、高灼热丝、高效阻燃：在满足材料能够达到UL941.6mm-V0的同时，本专利技术所采用的阻燃体系能够在875℃灼热丝接触的瞬间促进膨胀成炭，通过产生的气体快速稀释周围氧气浓度，膨胀的碳层能够及时覆盖在接触点附近，达到防止接触起火的目的。与此同时，微硅粉作为一种阻燃协效剂，能够增加整个复合体系的热稳定性，同时增加碳层的致密程度，保护碳层，减轻膨胀碳层的热裂解。2、防蟑螂特性：传统灭蟑螂主要采用蟑螂药以杀死的形式，但这种方式无法适用于家用电器中，蟑螂的尸体同样对电器内部电子元件以及室内环境产生污染，天然植物精油箭叶橙、薄荷醇以及芳樟醇能够散发出让人愉悦的香气，而这种香气则对蟑螂起到有效的驱避作用，单纯添加精油往往香味释放时间短，采用改性后的膨胀蛭石作为多孔道载体，能起起到很好的“缓释”效果，达到长效防蟑螂的目的。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合具体的实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。以下实施例中采用的氮磷系膨胀型阻燃剂由聚磷酸铵和笼状磷酸酯按质量比4:1复配而成的氮磷系膨胀型阻燃剂，改性膨胀蛭石的制备方法为将膨胀蛭石加入溶有单烷氧基型钛酸酯的二甲苯溶液中，于60±5℃搅拌10～15min后，升温至90±5℃后再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，其由以下组分按照重量份组成：聚丙烯         55~60份，阻燃剂         20~25份，阻燃协效剂     2~5份，芳香植物精油   1~3份，改性膨胀蛭石   6~10份，抗氧剂         0.2~0.5份，润滑剂         0.3~0.6份，抗滴落剂       0.1~0.3份；所述阻燃剂是由聚磷酸铵和笼状磷酸酯复配而成的氮磷系膨胀型阻燃剂，所述阻燃协效剂为超微硅粉。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，其由以下组分按照重量份组成：聚丙烯55~60份，阻燃剂20~25份，阻燃协效剂2~5份，芳香植物精油1~3份，改性膨胀蛭石6~10份，抗氧剂0.2~0.5份，润滑剂0.3~0.6份，抗滴落剂0.1~0.3份；所述阻燃剂是由聚磷酸铵和笼状磷酸酯复配而成的氮磷系膨胀型阻燃剂，所述阻燃协效剂为超微硅粉。2.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯为熔融指数为230℃，2.16kg条件下5~20g/10min的均聚或共聚聚丙烯。3.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂中聚磷酸铵和笼状磷酸酯的质量比为4:1，所述超微硅粉的粒径为0.15~0.2μm。4.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的芳香植物精油为天然箭叶橙、天然薄荷醇、天然芳樟醇中的至少一种。5.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的改性膨胀蛭石为将膨胀蛭石经过单烷氧基型钛酸酯表面处理，具体步骤为：将膨胀蛭石加入溶有质量浓度为2%单烷氧基型钛酸酯的二甲苯溶液中，于60±5℃搅拌10~15min后，升温至90±5℃后再搅拌30~...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志勇，邢纪普，任东方，李荣群，
申请(专利权)人：会通新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34