一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料及其制备方法，其包括以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯：46

【技术实现步骤摘要】
一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料及其加工
，涉及一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯作为五大通用型热塑性塑料之一，因具有较好的加工性能和优异的力学、化学、物理性能，同时其比重轻、价格便宜、耐腐蚀性好等优点，且来源比较丰富，已被广泛应用于汽车、家用电器、包装及电子等行业，而且是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。
[0003]随着中国城市化的不断发展，作为房地产、建筑行业周边的灯具照明行业也不断发展壮大，伴随着人们物质生活水平的提高，人们对照明电器的品质需求也日益加大，所以照明电器的市场规模也越来越大，同时行业竞争也越来越大。
[0004]目前，照明行业用的遮光材料较多的还是聚碳酸酯类，聚碳酸酯材料虽然在力学性能、光学性能、尺寸稳定性上有很多优点，但是其成本较高，不适合日益竞争的照明行业长期发展使用。所以，作为成本更低、相对成熟使用的聚丙烯材料，对其进行的一定的改性处理，使其有一定的遮光作用，那么其将来在照明行业遮光材料中的应用将会有很大优势。同时由于聚丙烯材料容易燃烧，特别是在考虑其在应用于照明行业灯具材料中时，当发生火灾时，很有必要考虑其阻燃性能的需求。
[0005]目前已有一些专利对于开发遮光聚丙烯材料有些报道，如专利CN107759898A介绍了一种高遮光度聚丙烯复合材料的制备方法，但是且没有涉及阻燃性能；专利CN109721836A介绍的一种阻燃遮光低收缩聚丙烯复合材料的制备方法，其采用了有卤阻燃剂，因为有卤阻燃剂在使用过程中会释放一定的易致癌的物质，一些发达国家及地区已经对部份含卤阻燃实施了禁令，无法实现无卤阻燃，其应用范围将会收到限制；专利CN109535629A中介绍的通过加入特殊阻燃剂来提升全遮光聚丙烯复合材料的阻燃性能，同样也没有考虑采用无卤阻燃。因此，开发一种高性能无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料用于灯具行业具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种高性能、无卤阻燃、遮光聚丙烯复合材料及其制备方法。该方法是通过在传统改性聚丙烯材料配方中，引入高性能遮光母粒实现遮光作用、其中遮光母粒是采用钛白粉、弹性体、嵌段共聚聚丙烯基料制备；同时采用新型的复配填料体系、选用玻纤与硫酸钡复配，通过两种不同尺度体系的复配，能显著提升复合材料的拉伸性能、高光性能、尺寸稳定性能；同时在配方中加入纳米级的无卤阻燃剂笼形聚倍半硅氧烷粒子，本身是一种杂化分子，且核心为硅氧键交替连接形成的无机骨架内核结构，笼角接有有机官能团，使其与聚合物表面相容性好，具有放热量少、延迟燃烧等特点，燃烧时候能在聚合物表面形成一层致密的碳层，可以起到隔热、隔氧作用，能有效的提升复
合材料体系的氧指数，起到阻燃作用，其本身在聚合物中燃烧过程中释放的含硅类物质也是对环境无害，少烟低毒、火焰速度慢特点，由于其本身还是一种纳米级材料，可起到成核剂作用，提高聚丙烯材料的结晶度，在起到无卤阻燃的同时还可以协同提升材料的综合力学性能！
[0007]为实现上述目的，本专利技术具体采用以下技术方案：
[0008]一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其包括以下重量百分比的原料组成：
[0009]共聚聚丙烯：46
‑
76％；
[0010]功能遮光母粒：6
‑
14％；
[0011]无机填料：0
‑
30％；
[0012]笼型聚倍半硅氧烷：0
‑
10％；
[0013]抗刮擦助剂：0.5
‑
2％
[0014]偶联剂：0
‑
1％
[0015]抗氧剂：0
‑
1％；
[0016]其它助剂：0
‑
2％；
[0017]其中，所述的共聚聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，其熔融指数(230℃，2.16KG)在1g
‑
60g/10min。
[0018]所述的功能遮光母粒由下列组分按重量份数制备而成：
[0019]嵌段共聚聚丙烯15份、弹性体10份、钛白粉75份、润滑剂1.5份。其中所述的嵌段共聚聚丙烯为熔融指数(230℃，2.16KG)在1
‑
60g/10min；所述的弹性体为乙烯
‑
辛烯共聚物或乙烯
‑
丁烯共聚物或两者的组合，密度为0.87
‑
0.91g/cm3,熔融指数在0.5
‑
10g/10min；所述的钛白粉为金红石型，其目数为800
‑
1500目；所述的润滑剂为硬脂酸盐，硬脂酸钙或硬脂酸镁中的一种。
[0020]所述的无机填料为玻璃纤维与硫酸钡按重量比1：4比例复配，其中玻璃纤维为无碱短切玻纤，长度为5～10mm，直径为7～15μm；硫酸钡的粒径0.5
‑
1μm。
[0021]所述的笼型聚倍半硅氧烷，是一种杂化分子，其核心为无机倍半硅氧烷，笼角接有有机官能团，其粒径为1
‑
70nm。
[0022]所述的抗刮擦助剂为芥酸酰胺或硅酮中的一种或两种组合物。
[0023]所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
[0024]所述的抗氧剂为本领域技术人员认为所需的抗氧剂，主要为四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2，4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、硫代二丙酸十八酯(抗氧剂DSTP)中的一种或者两种以上混合组成。
[0025]所述的其它助剂为主要为本领域技术人员认为所需的各种颜色成分、光稳定剂、加工助剂等的一种或几种的组合物。
[0026]上述的一种高性能、无卤阻燃、遮光聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：A.功能遮光母粒的制备：
[0027]按重量组分将嵌段共聚聚丙烯、弹性体、钛白粉、润滑剂一同加入高速混料机进行混合均匀后，接着转入到密炼机的混炼室内进行高速密炼混合，接着将密炼混合好的块状物料转移到双腕式喂料口进行喂料，由单螺杆挤出机对其进行挤出、风冷、切粒制备出功能遮光母粒。其中密炼机中的密炼室的温度设置在175
‑
195℃，单螺杆直径为80mm,长径比为
12，单螺杆挤出机分为三段控制温度，从喂料口到机头各段的温度依次为180℃、200℃、210℃。
[0028]B.高性能无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料及其制备：
[0029](1)按照质量比例称配好上述各组分；
[0030](2)将共聚聚丙烯、功能遮光母粒、笼型聚倍半硅氧烷、抗刮擦助剂、偶联剂、抗氧剂、其它助剂等组分放于高速混合机中高速混合5
‑
10min；
[0031](3)将上述混合均匀后的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其特征在于：其由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯：46
‑
76％；功能遮光母粒：6
‑
14％；无机填料：0
‑
30％；笼型聚倍半硅氧烷：0
‑
10％；抗刮擦助剂：0.5
‑
2％偶联剂：0
‑
1％抗氧剂：0
‑
1％；其它助剂：0
‑
2％。2.根据权利要求1中的一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的共聚聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，230℃，2.16KG条件下，其熔融指数在1g
‑
60g/10min。3.根据权利要求1中的一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的功能遮光母粒由下列组分按重量份数制备而成：嵌段共聚聚丙烯15份、弹性体10份、钛白粉75份、润滑剂1.5份。其中所述的嵌段共聚聚丙烯为熔融指数(230℃，2.16KG)在1
‑
60g/10min；所述的弹性体为乙烯
‑
辛烯共聚物或乙烯
‑
丁烯共聚物或两者的组合，密度为0.87
‑
0.91g/cm3,熔融指数在0.5
‑
10g/10min；所述的钛白粉为金红石型，其目数为800
‑
1500目；所述的润滑剂为硬脂酸盐，硬脂酸钙或硬脂酸镁中的一种。4.根据权利要求1中的一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的无机填料为玻璃纤维与硫酸钡按重量比1：4比例复配，其中玻璃纤维为无碱短切玻纤，长度为5～10mm，直径为7～15μm；硫酸钡的粒径0.5
‑
1μm。5.根据权利要求1中的一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的笼型聚倍半硅氧烷，是一种杂化分子，其核心为无机倍半硅氧烷，笼角接有有机官能团，其粒径为1
‑
70nm。6.根据权利要求1中的一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗刮擦助剂为芥酸酰胺或硅酮中的一种或两种组合物。7.根据权利要求1中的一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH550。8.根据权利要求1中的一种高性能、无卤阻燃遮光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为本领域技术人员认为所需的抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩祥壮，王溢，周炳，王凤，何培雯，张千惠，蔡龙龙，陈蕾，张锴，蔡莹，蔡青，周文，
申请(专利权)人：上海普利特复合材料股份有限公司浙江普利特新材料有限公司上海普利特化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：