一种低CLTE、低收缩率的木塑阻燃聚烯烃材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种低CLTE、低收缩率的木塑阻燃聚烯烃材料及其制备方法与应用，涉及高分子材料技术领域。本发明专利技术所述低CLTE、低收缩率的木塑阻燃聚烯烃材料包含如下重量份的成分：聚烯烃树脂50～70份、聚磷酸铵20～30份、三聚氰胺0.1～1份、成炭剂5～10份、热塑性弹性体5～10份、木质纤维素10～20份、马来酸酐接枝物1～5份和助剂2～10份。本发明专利技术通过选用聚磷酸铵、三聚氰胺和成炭剂复配，提高了聚烯烃材料的阻燃性，此外，通过添加木质纤维素可以阻碍聚烯烃分子链段的结晶行为，降低成型后的收缩率。以本发明专利技术所述配方制备的聚烯烃材料适合应用于家电领域。用于家电领域。

【技术实现步骤摘要】
一种低CLTE、低收缩率的木塑阻燃聚烯烃材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种低CLTE、低收缩率的木塑阻燃聚烯烃材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚烯烃材料如聚丙烯、聚乙烯等作为典型的非极性结晶型聚合物，由于其结晶速率慢，线性膨胀系数(CLTE)高，极限氧指数低等特点，在大型家电注塑制品的应用受限，尤其是面积大且厚度薄的显示器后壳材料。由聚烯烃材料如聚丙烯等制备的大型制件在高低温环境下的尺寸会发生较大变化，同时由于材料在注塑成型后的结晶行为，也会导致制件尺寸变化，最终致使装配出现尺寸问题。此外，欧盟发布法规，制定了欧盟能源相关产品生态设计指令中关于显示器的生态设计要求，禁止在电子显示器的外壳和支架中使用卤素阻燃剂。因此，亟需开发一款低CLTE、低收缩率的无卤阻燃聚烯烃材料以满足市场的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种低CLTE、低收缩率的木塑阻燃聚烯烃材料及其制备方法与应用。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种低CLTE、低收缩率的木塑阻燃聚烯烃材料，所述聚烯烃材料包含如下重量份的成分：聚烯烃树脂50～70份、聚磷酸铵20～30份、三聚氰胺0.1～1份、成炭剂5～10份、热塑性弹性体5～10份、木质纤维素10～20份、马来酸酐接枝物1～5份和助剂2～10份。
[0005]聚磷酸铵是由
‑
P
‑
O
‑<br/>P链连接而成的长链状化合物，热稳定性好、阻燃性能持久，在350℃左右分解放出氨后生成非挥发性磷氧化物或聚磷酸等的薄膜，于空气中氧隔绝而阻燃；三聚氰胺在加热分解后会释放出大量氮气，在分解过程中也会吸收大量热量；成炭剂与聚磷酸铵相互作用可以迅速在聚合物基体表面形成炭层，同时聚磷酸铵和三聚氰胺分解产生的气体会促使炭层出现多孔膨胀型结构，最终形成的膨胀炭层可以起到隔绝热源的作用；使用上述三种阻燃剂复配可以协同作用，形成阻碍传质、传热的阻隔层，大幅提升材料的阻燃性。另外，聚磷酸铵和三聚氰胺也可以以填充物的方式阻碍聚丙烯分子链段结晶，进而改善其尺寸稳定性，但提升幅度有限。木质纤维素在相容剂马来酸酐接枝物的作用下，可以与聚烯烃材料进行结合，阻碍聚烯烃材料分子链段的结晶行为，降低材料的后结晶行为，降低材料的CLTE和收缩率，但木质纤维素由于其自身具有易燃的特性，在添加后会降低阻燃效率，并且其纤维状结构会影响无卤阻燃中膨胀碳层的形成。本专利技术通过选用上述成分，并对各成分的配比进行限定，可以使制备的聚烯烃材料兼具良好的阻燃性和尺寸稳定性。
[0006]优选地，所述聚烯烃树脂为聚丙烯、聚乙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物、乙烯
‑
辛烯共聚物中的至少一种；所述成炭剂为酚醛树脂、聚酰胺、山梨醇、丁四醇、环己六醇、葡萄糖、麦芽糖、阿拉伯糖、间苯二酚、淀粉、季戊四醇、季戊四醇二聚体、季戊四醇三聚体中的至少
一种。
[0007]优选地，所述热塑性弹性体为丙烯基热塑性弹性体，所述丙烯基热塑性弹性体中丙烯基的含量为10～20wt.％，按照标准GB/T 3682.1
‑
2018，在190℃、2.16kg条件下测得的熔融指数为5～20g/10min。丙烯基热塑性弹性体由于具有较高的流动性，在无卤膨胀阻燃作用过程中，不会影响阻燃剂的膨胀成炭阻燃过程，实现更高的阻燃效率。此外，其在一定程度上可以降低聚烯烃树脂的结晶度和结晶速率，降低材料收缩率。
[0008]优选地，所述木质纤维素为经高能电子束辐照处理的木质纤维素。在50～80kGy、1～5MeV条件下辐照处理后，木质纤维素的分子链发生断裂，产生聚合度不高的纤维素片段，纤维素表面也可以产生氧自由基，氧自由基可以与聚丙烯链段发生氧化反应，使处理后的木质纤维素与体系的相容性更好，有助于提高体系的综合性能。
[0009]优选地，所述聚磷酸铵和三聚氰胺的重量比为100:(0.5～3)，三聚氰胺的占比过低，阻燃体系与树脂基体的相容性差，占比过高，耐热温度会降低。
[0010]优选地，所述马来酸酐接枝物为MAH
‑
g
‑
PP、MAH
‑
g
‑
PE、MAH
‑
g
‑
POE中的至少一种。
[0011]优选地，所述助剂为抗氧剂、润滑剂、成核剂中的至少一种。
[0012]进一步优选地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、二甲硫类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂中的至少一种；所述酚类抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、防老剂SP、抗氧剂2246、抗氧剂CA、抗氧剂330、抗氧剂1890、抗氧剂3114等中的至少一种；所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂TNP、抗氧剂ODP、抗氧剂168、抗氧剂1222等中的至少一种；所述二价硫类抗氧剂为二月桂酸硫代二丙酸酯(DLTP)、二硬脂酸硫代二丙酸酯(DSTP)等中的至少一种；所述受阻胺类抗氧剂为萘胺、二苯胺、对苯二胺等中的至少一种。
[0013]优选地，所述润滑剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类润滑剂中的至少一种；所述低分子酯类润滑剂为固体石蜡、液体石蜡、低分子聚烯烃蜡等中的至少一种；所述金属皂类润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡等中的至少一种；所述硬脂酸复合酯类润滑剂为硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸甘油酯、硬脂酸季戊四醇酯等中的至少一种；酰胺类润滑剂为芥酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N,N
‑
乙撑双硬脂酸酰胺等中的至少一种。
[0014]优选地，所述成核剂为山梨醇类成核剂，如无取代的二苄叉山梨醇(DBS)、1,3:2,4
‑
二(对甲基二苄叉)山梨醇(MDBS)、1,3:2,4
‑
(3,4
‑
二甲基)苄叉山梨醇(DMDBS)、正丙基苯甲醛与正丙基山梨醇的缩合物等。
[0015]此外，本专利技术还提供了一种所述聚烯烃材料的制备方法，所述制备方法为：按配比将各组分混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒，得到所述聚烯烃材料。混合过程在高混机中进行，双螺杆挤出机在190～220℃下熔融挤出、造粒。
[0016]同时，本专利技术还提供了另一种所述聚烯烃材料的制备方法，所述制备方法为：先以三聚氰胺包覆聚磷酸铵，然后再将其与其他组分混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒，得到所述聚烯烃材料。以三聚氰胺对聚磷酸铵进行预包覆可以提高阻燃剂与体系的相容性。所述包覆方法可以为：将三聚氰胺的甲醇水溶液滴加到聚磷酸铵的乙酸水溶液中，干燥，得到三聚氰胺包覆的聚磷酸铵。
[0017]另外，本专利技术还公开了一种所述的聚烯烃材料在家电领域的应用。
[0018]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术通过聚磷酸铵、三聚氰胺和成炭剂的复配，提高了聚烯烃材料的阻燃性。此外，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低CLTE、低收缩率的木塑阻燃聚烯烃材料，其特征在于，包含如下重量份的成分：聚烯烃树脂50～70份、聚磷酸铵20～30份、三聚氰胺0.1～1份、成炭剂5～10份、热塑性弹性体5～10份、木质纤维素10～20份、马来酸酐接枝物1～5份和助剂2～10份。2.如权利要求1所述的聚烯烃材料，其特征在于，所述聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物、乙烯
‑
辛烯共聚物中的至少一种。3.如权利要求1所述的聚烯烃材料，其特征在于，所述成炭剂为酚醛树脂、聚酰胺、山梨醇、丁四醇、环己六醇、葡萄糖、麦芽糖、阿拉伯糖、间苯二酚、淀粉、季戊四醇、季戊四醇二聚体、季戊四醇三聚体中的至少一种。4.如权利要求1所述的聚烯烃材料，其特征在于，所述热塑性弹性体为丙烯基热塑性弹性体，所述丙烯基热塑性弹性体中丙烯基的含量为10～20wt.％，按照标准GB/T 3682.1
‑
2018，在190℃、2.16kg条件下测得的熔融指数为5～20g/10min。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：丁明笃，陈平绪，叶南飚，杨霄云，陆湛泉，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：