一种低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低翘曲UL94‑5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料，其由如下质量份比例的组分制成：PP树脂：45～55份、聚磷酸铵基阻燃母粒：40～50份、晶须：0.5～5份、乙烯‑辛烯弹性体：5～10份、主抗氧剂1073：0.1～0.2份、辅助抗氧剂168：0.2～0.3份、抗滴落剂：0.2～0.5份、润滑剂：0.5～1份；本发明专利技术还公开了其制备方法，将除晶须之外上述原料按照配方称重混合，使用双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，挤出过程中，晶须通过配有失重秤的侧喂料口加入。本发明专利技术制备的聚丙烯材料可以通过UL945VA2.0mm级别阻燃测试，并且制品基本无翘曲，性价比高。

A low warpage ul94-5va halogen-free flame retardant polypropylene material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(Polypropylene，简称PP)，作为五大通用树脂中的一种，在很多领域如注塑、薄膜及纤维生产中有较为广泛的应用。但PP本身作为一种塑料拥有易燃的缺陷，需要进行阻燃改性才可获得阻燃性能，通常对于PP的阻燃改性采用添加阻燃剂的方法。目前用于PP的阻燃剂根据有无卤素分为有卤阻燃剂和无卤阻燃剂。随着人们环保意识的逐渐增强，有卤阻燃PP燃烧时产生的有毒物质和浓烟已经受到人们的重视，用于取代有卤阻燃剂的无卤环保阻燃剂早已成为人们研究的方向，且已经取得了许多的研究成果和成功案例。现有技术中，UL94阻燃测试标准是应用最广泛的塑料可燃性能测试标准，随着阻燃改性技术的进步，UL94中的垂直燃烧测试级别已不能满足人们对于聚丙烯制品日益严格的要求，尤其是家电行业，UL945VA级别正越来越越多的各个厂家作为产品的阻燃标准。中国专利CN102936371B公开了一种无卤阻燃增强型聚丙烯复合材料，使用无卤磷氮类阻燃剂，无碱玻璃纤维作为增强填料，制备的聚丙烯材料可以通过UL945VA级别测试。日本专利JP6375655B2公开了一种纤维增强聚丙烯阻燃树脂组合物，通过使用具有长支链的聚丙烯，以玻璃纤维和碳纤维作为填充，制备的聚丙烯材料也可通过UL945VA级别测试。上述两种方法均使用的玻璃纤维作为支撑联结材料，保证UL945VA块状样品测试过程中不会被烧穿，现如今市面上绝大多数厂家亦是采用此种方法。但使用玻璃纤维作为填充，会严重降低PP的流动性，使得成型困难，并有时引起浮纤，影响制品的外观。同时，玻纤在聚丙烯基体当中的不规则取向会导致制品翘曲，严重影响聚丙烯制品的组装及使用。此外，玻纤增强聚丙烯加工过程中，因为玻纤的存在产生大量的剪切热会导致磷氮阻燃剂的分解，对加工过程产生严重阻碍。为此，提出一种新的低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，而提供一种低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法，采用微米级单晶形式生长的晶须作为增强填充，搭配具有长支链结构的高抗冲聚丙烯，辅以乙烯-辛烯弹性体作为熔体强度调节剂，使用聚磷酸铵基阻燃母粒作为阻燃填充，所制备的材料可过UL942.0mm5VA阻燃测试，成型制品基本不翘曲，性价比高的无卤环保聚丙烯材料。为了实现技术上述目的，本专利技术提供如下的技术方案：一种低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料，其由如下质量份比例的组分制成：聚丙烯树脂：45～55份；聚磷酸铵基阻燃母粒：40～45份；晶须：0.5～5份；乙烯-辛烯弹性体：5～10份；主抗氧剂：0.1～0.2份；辅助抗氧剂：0.2～0.3份；抗滴落剂：0.2～0.5份。润滑剂：0.5～1份。其中，所述晶须为硼酸铝晶须，硫酸镁晶须，硫酸钙晶须中的至少一种。其具体为硼酸铝晶须时，形状为白色针状，长度20～60μm,直径为0.5～3μm，长径比1:15～1:20；优选的为硫酸镁晶须，形状为纤维状，长度15～60μm,直径为0.5～1.5μm，长径比1:15～1:20；优选的为硫酸钙晶须，形状为纤维状，长度10～90μm,直径为1～10μm，长径比1:15～1:20；所述的聚丙烯树脂为含有长支链结构的高熔体强度聚丙烯，聚丙烯熔体强度越高，在进行UL945VA块状样品测试时越不易撕裂。所述聚磷酸铵基阻燃母粒，填充阻燃剂由酸源、气源和碳源按照质量比(5～6)：(0.5～1)：(1～1.5)组成。其中，聚磷酸铵为酸源，三聚氰胺为气源，三嗪类衍生物为碳源。所述聚磷酸铵基阻燃母粒，以聚丙烯作为载体，其有效含量75％～80％.所述乙烯-辛烯弹性体为流动性优异的弹性体，熔融指数：4～10g/10min(190℃/2.16Kg)。弹性体的加入可以起到调节机体熔体强度的作用，有利于对于UL945VA块状样品的测试。所述主抗氧剂是与受阻胺光稳定剂有明显协同作用的受阻酚类抗氧剂3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸正十八碳醇酯(1076)。所述辅助抗氧剂是与主抗氧剂1073有协同效应的磷酸酯类抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)。所述抗滴落剂为纯粉型抗滴剂。所述润滑剂为N,N'-亚乙基双硬脂酰胺(EB-FF)。前述低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将聚丙烯树脂，聚磷酸铵基阻燃母粒，润滑剂EB-FF、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、抗滴落剂按照配方比例混合，使用高速混合机搅拌3～5分钟，搅拌机转速1000～1500转/分钟，将搅匀的物料放入双螺杆主喂料；步骤二：将晶须从配有失重秤的侧喂料送入双螺杆挤出机；。步骤三：开启双螺杆挤出机，调整好双螺杆温度、螺杆转速，调节好主喂料、侧喂料的喂料速度，开启真空，挤出造粒，制得低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料。该低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，使用的双螺杆挤出机为44:1～50:1的同行平向双螺杆挤出机，挤出机温度设置为170～195℃，机头175～180℃，转速250～400转/分钟，真空度-0.05～-0.9MPa。其所用的侧喂料系统配备失重称，加料精度为±0.5％.对本专利技术材料进行力学测试参考ASTMD638塑料拉伸性能测试方法，制备符合标准的样条并进行拉伸性能测试。参考标准ASTMD790未增强和增强塑料及电绝缘材料弯曲性的标准，制备符合标准的样条并进行弯曲性能测试。参考标准ASTMD256塑料冲击性能测试方法，制备符合标准的样条并进行冲击性能测试。参考标准ASTMD792塑料密度和相对密度试验方法，进行密度测量。参考标准ASTMD1238用挤压塑料计测量热塑性塑料熔体流动速率的试验方法，进行熔融指数的测量。本专利技术阻燃测试参考UL94塑料材料可燃性能标准进行阻燃性能测试，样板和样条按照UL94-5VA标准制备，条状样品，长*宽：125±5mm*13.0±0.5mm；块状样品，长*宽：150±5mm*150±5mm.厚度均取2.0±0.05mm.甲烷流量965ml/min，背压力125±25mm水柱。1)条状样品测试方法：从样品角尖处开始燃烧，保证内焰接触样品，燃具倾斜20度，燃烧5±0.5秒，作用5次后停止。观察延燃、余焰时间以及是否滴落燃棉。如果燃烧过程中有粒子滴落、样品收缩或伸张，要相应调整燃具保证内焰接触样品。2)块状样品测试方法：水平地夹持样品，火焰作用在样品底面中心处，燃具倾斜20±5°，内焰接触样品。作用5±0.5秒，然后移走燃烧并保持5±0.5秒，作用5次后停止，当所有余焰和余燃均停止后，观察并记录样品是否被烧穿。本专利技术的具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：其由如下质量份比例的组分制成：/n聚丙烯树脂：45～55份；/n聚磷酸铵基阻燃母粒：40～45份；/n晶须：0.5～5份；/n乙烯-辛烯弹性体：5～10份；/n主抗氧剂：0.1～0.2份；/n辅助抗氧剂：0.2～0.3份/n抗滴落剂：0.2～0.5份；/n润滑剂：0.5～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：其由如下质量份比例的组分制成：
聚丙烯树脂：45～55份；
聚磷酸铵基阻燃母粒：40～45份；
晶须：0.5～5份；
乙烯-辛烯弹性体：5～10份；
主抗氧剂：0.1～0.2份；
辅助抗氧剂：0.2～0.3份
抗滴落剂：0.2～0.5份；
润滑剂：0.5～1份。


2.根据权利要求1所述的低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述晶须为硫酸镁、硫酸钙、硫酸钙晶须中的至少一种，该晶须长径比为1:(10～15)。


3.根据权利要求1所述的低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述聚磷酸铵基阻燃母粒，是以聚磷酸铵为酸源，三聚氰胺为气源，三嗪类衍生物为碳源，聚丙烯为载体，采用密炼加双阶挤出，水环切粒的制得的分散性好、不粘粒无卤阻燃母粒。


4.根据权利要求3所述的低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述聚磷酸铵基阻燃母粒，填充阻燃剂由酸源、气源和碳源按照质量比(5～6)：(0.5～1)：(1～1.5)制成，其中，聚磷酸铵为酸源，三聚氰胺为气源，三嗪类衍生物为碳源。


5.根据权利要求1所述的低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为含有长支链结构的高熔体强度聚丙烯。


6.根据权利要求1所述的低翘曲UL94-5VA级别无卤阻燃聚丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华夏，周侃，陈新泰，谢思正，李章武，
申请(专利权)人：清远市普塞呋磷化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44