符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料及其注塑工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种符合GB17761‑2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料及其注塑工艺。以重量份计，它由以下原料组成：聚丙烯87‑95份，聚丙烯弹性体15～25份，阻燃耐老化填料剂10‑40份，发泡剂0.1‑0.7份。本发明专利技术的材料在符合GB17761‑2018的阻燃性能标准上，充分利用了聚丙烯质量轻且防水的优良性能。和现有的聚丙烯材料相比，本发明专利技术的材料熔体流动速率高，原料成本低，工艺简单。

Halogen-free flame-retardant polypropylene material and injection moulding process for electric contact parts of electric vehicles conforming to GB17761-2018

【技术实现步骤摘要】
符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料及其注塑工艺
本专利技术涉及一种符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料及其注塑工艺。
技术介绍
GB17761-2018作为新的电动车行业标准《电动自行车安全技术规范》，增加并设置了阻燃性能等关键指标，同时规定电动车的整车质量小于或等于55kg。这一新国标对电动车固体非金属材料的防火性能和阻燃性能都有了较高的要求。聚丙烯是目前所有塑料中最轻的品种之一，它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01％，与绝大多数化学药品不反应。具有良好的力学性能，除耐冲击性外，其他力学性能均比聚乙烯好，成型加工性能好。但聚丙烯制品在使用中易受光、热和氧的作用而老化且易燃烧。因此研制符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料成为现阶段电动车固体非金属材料的研究重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料。本专利技术的另一目的是提供一种符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料的注塑工艺。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料，以重量份计，由以下原料组成：聚丙烯87-95份，聚丙烯弹性体15～25份，阻燃耐老化填料剂10-40份，发泡剂0.1-0.7份。在上述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料中，所述的聚丙烯弹性体由以重量份计，由80-95份聚丙烯，0.4-1份醋酸乙烯酯，0.6-1.2份过氧化合物自由基引发剂制成。在上述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料中，所述的阻燃耐老化填料剂以重量份计，由40～60份晶粒尺寸5～25nm的纳米氢氧化铝，50～70份粒径大小10～50nm的炭黑，70～80份无水乙醇，5～8份偶联剂制成。在上述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料中，所述的聚丙烯为在230℃、2.16kg荷重条件下熔体流动速率不小于3g/10分钟的聚丙烯均聚物。在上述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料中，其特征在于，所述的聚丙烯弹性体由聚丙烯和醋酸乙烯酯经高混机混合均匀后通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，在料筒温度200～220℃通过侧喂料口将醋酸乙烯酯匀速注入到双螺杆挤出机中，挤出造粒后烘干3～5h制得。在上述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料中，所述的阻燃耐老化填料剂由纳米氢氧化铝、炭黑和无水乙醇充分混合后，用偶联剂进行偶联处理后制得。在上述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料中，在230℃、2.16kg荷重条件下熔体流动速率不小于35g/10分钟，在GB/T5169.16的实验条件下，燃烧类别不小于V-1。一种符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料的注塑工艺，包含如下的工艺步骤：(1)将聚丙烯和聚丙烯弹性体在高混机中充分混合，并通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混；通过侧喂料口将阻燃耐老化填料剂注入，挤出造粒，干燥后即得到改性聚丙烯母粒，(2)将改性聚丙烯母粒与发泡剂放入混合机中混合均匀，(3)将(2)中得到的混合物注入注射成型机注射成型，即制得符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料。在上述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料的注塑工艺中，双螺杆挤出机料筒温度为180℃～210℃，螺杆转速为200～240r/min，阻燃耐老化填料剂喂料时通过液体泵匀速喂料，所述的步骤(3)中，注塑机料筒温度190-210℃，注射压力为15-30MPa，注射速度为70-100mm/s。根据上述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料制得的产品。与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术的材料在符合GB17761-2018的阻燃性能标准上，充分利用了聚丙烯质量轻且防水的优良性能。和现有的聚丙烯材料相比，本专利技术的材料熔体流动速率高，原料成本低，工艺简单。2、本专利技术的材料使用的阻燃耐老化填料剂在阻燃填料的基础上，综合利用了氢氧化铝消烟和炭黑耐老化、抗静电、发泡的效果，且不需额外添加抗氧剂、成核剂，同时增强了聚丙烯的力学性能。3、本专利技术的材料使用的聚丙烯弹性体，以等规聚丙烯为基体，避免传统聚丙烯弹性体改性时的相容或析出问题，且工艺简单，有工业化的可能。具体实施方式本专利技术所涉及到的原料包括：聚丙烯均聚物1号:中国石化，牌号T30S，熔体流动速率为3.0g/10min(230℃，2.16Kg)；简称PP-1。聚丙烯均聚物2号:中原石化，牌号Z11G，熔体流动速率为25g/10min(230℃，2.16Kg)；简称PP-2。聚丙烯均聚物3号：美国英力士，牌号100-GA35，熔体流动速率为35g/10min(230℃，2.16Kg)；简称PP-3。聚丙烯弹性体制备反应如下：其中，聚丙烯即为聚丙烯均聚物；醋酸乙烯酯(CAS号：108-05-4)，选自济南利扬化工有限公司；过氧化合物自由基引发剂包括烷基化过氧化酯类化合物和过氧化氢类化合物，如过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化三甲基己二酸二叔丁酯、为过氧化氢异丙苯等，本专利技术使用的过氧化合物自由基引发剂选自天津市汉沽高分子化工助剂有限公司的过氧化苯甲酸叔丁酯。阻燃耐老化填料剂中：纳米氢氧化铝选自广州慧谷化学有限公司，炭黑选自精工爱普生株式会社，无水乙醇选自常州市启迪化工有限公司，偶联剂选自上海一基实业有限公司硅烷偶联剂KH-500。发泡剂可为无机化学发泡剂中的一种或多种，本专利技术使用的发泡剂选自浙江舜泰橡塑科技有限公司的碳酸氢铵。本专利技术所采用的测试方法包括：阻燃性能：根据GB/T5196.16试验，试验条件为垂直燃烧试验；熔体流动速率：根据ASTMD-1238测试，试验条件为230℃，2.16kg；悬臂梁缺口冲击强度按ASTMD-256测试，试验条件为1/4inch；热变形温度按ISO75A-1，-2测试，试验条件为1.80MPa，未退火。发泡倍率：通过测定注塑成型后底部的厚度，并除以该部位在模具闭合状态下的模腔间隙来计算。泡孔塌陷：注塑发泡成型后的底面部分，对于离注射口100mm的部位沿厚度方向切开，使用放大镜观察切开的截面，根据内部大型气泡的状态，按以下标准进行评价。良好：不存在1.2mm以上的内部气泡。合格：存在1.2mm以上且低于1.5mm的内部气泡。缺陷：存在1.5mm以上的内部气泡。实施例1～6：聚丙烯弹性体A：以重量份计，由80份聚丙烯，0.4份醋酸乙烯酯，0.6份过氧化合物自由基引发剂制成，简称弹性体A。聚丙烯弹性体B：以重量份计，由95份聚丙烯，1份醋酸乙烯酯，1.2份过氧化合物自由基引发剂制成，简称弹性体B。阻燃耐老化填料剂A：以重量份计，由40份晶粒尺寸在5～25nm的纳米氢氧化铝，50份粒径大小在10～50nm炭黑，70份无水乙醇，5份偶联剂制成,简称填料A。阻燃耐老化填料剂B：以重量份计，由60份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种符合GB17761‑2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：聚丙烯87‑95份，聚丙烯弹性体15～25份，阻燃耐老化填料剂10‑40份，发泡剂0.1‑0.7份。

【技术特征摘要】
1.一种符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：聚丙烯87-95份，聚丙烯弹性体15～25份，阻燃耐老化填料剂10-40份，发泡剂0.1-0.7份。2.根据权利要求1所述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯弹性体由以重量份计，由80-95份聚丙烯，0.4-1份醋酸乙烯酯，0.6-1.2份过氧化合物自由基引发剂制成。3.根据权利要求1所述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的阻燃耐老化填料剂以重量份计，由40～60份晶粒尺寸5～25nm的纳米氢氧化铝，50～70份粒径大小在10～50nm的炭黑，70～80份无水乙醇，5～8份偶联剂制成。4.根据权利要求1或2所述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯为在230℃、2.16kg荷重条件下熔体流动速率不小于3g/10分钟的聚丙烯均聚物。5.根据权利要求2所述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯弹性体由聚丙烯和醋酸乙烯酯经高混机混合均匀后通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，在料筒温度200～220℃通过侧喂料口将醋酸乙烯酯匀速注入到双螺杆挤出机中，挤出造粒后烘干3～5h制得。6.根据权利要求3所述的符合GB17761-2018的电动车电气接触件无卤阻燃聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜祥波，
申请(专利权)人：台州市黄岩广环工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33