一种可激光镭雕和V-0级阻燃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可激光镭雕和V

【技术实现步骤摘要】
一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料，是一种工艺简单、综合性能好的聚丙烯复合材料，主要应用于家用电器、电子元器件及汽车内外饰等，属于聚合物改性和加工


技术介绍

[0002]随着信息水平和科学技术的不断发展，传统的在塑料制品表面印刷标记的技术如丝网印刷、转移印刷、烫金等由于印刷效率低，制品在贮存和转运过程中容易因摩擦磨损导致标记磨损或消退，应用的局限性越来越突出；而随着人们对环保的日益重视，新的激光镭雕技术正逐步取代传统的表面印刷技术。激光镭雕，也叫激光打标或激光雕刻，是利用高能量的连续激光束作用在塑料制品的表面，使表层物质瞬间蒸发、通过高能量激光使表层物质发生物理化学变化、或是通过光能产生大量的热使塑料表层物质被烧掉，显出所需刻蚀的图案或文字，具有高速运作自动化，无接触标记，无污染，生产成本低等优势。
[0003]聚丙烯因具有较好的加工性能和优异的力学、物理、化学性能，同时质轻价廉，广泛应用于汽车内外饰、家用电器及电子元器件等行业，是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。在家用电器及汽车内外饰等领域，由于涉及到后道加工工序，因此制品表面或背部往往需要雕刻信息进行后道工序的识别或追溯，而聚丙烯材料由于吸热后表面出现熔化，导致雕刻信息模糊或者清晰度不够；此外，由于聚丙烯为碳氢类高分子材料，易燃且燃烧时伴随着熔滴现象，容易引起火灾，使其在实际应用中受到一定的限制。因此如何使得聚丙烯实现良好的激光镭雕效果，并兼具优异的阻燃性能成为开发这类材料急需解决的问题。
[0004]有关聚丙烯材料激光镭雕的研究，已有一些专利报道。中国专利CN108485071A公开了一种镭雕聚丙烯改性材料及其制备方法，通过添加镭雕粉和镭雕助剂来改善复合材料的镭雕性能，但未公开镭雕粉和镭雕助剂的具体成分信息，同时无法解决聚丙烯材料易燃的缺点。中国专利CN109705458A公开了一种高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物及其制备方法，通过添加阻燃镭雕剂和镭雕协效剂来改善材料的镭雕性能和阻燃性能，但所得复合材料只能实现V
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2级阻燃等级。中国专利CN107345029A公开了一种镭雕母粒、可激光打标高流动高亮黑聚丙烯组合物及其制备方法，通过光敏剂和无机氧化物混合使用来提升制品激光打标后的清晰度和打标字体的白度，但复合材料的阻燃性能并未涉及。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决现有技术的上述问题。
[0006]为了使聚丙烯复合材料能够实现较好的激光镭雕效果，并解决复合材料阻燃性差的问题，本专利技术的技术方案是在聚丙烯材料的基础配方中加入表面包覆Sb/SnO2的微米级云母粉和纳米级烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷，通过硅烷偶联剂的桥接作用，形成化学键合力，使得纳米级烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷包覆在经过Sb/SnO2包覆的微米级云
母周围，形成三层“核壳”结构，在挤出共混过程中，“核壳”结构能够较好的分散在聚丙烯基体中。同时，在高能量激光束作用下，Sb/SnO2体系能够将吸收的光能转化为热能，使得制品表面被烧蚀而达到打标的效果，同时烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷在高温作用下具有成碳效应，能在烧蚀面形成一层致密的陶瓷型碳层，达到抑制燃烧的效果，在实现较好激光镭雕效果的同时，实现协同阻燃效应。同时还意外发现，复合材料的耐热氧老化性能得到明显的提升。
[0007]一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料，按以下重量百分比计的原料配制成：
[0008][0009]本专利技术所适用的聚丙烯复合材料体系中，
[0010]所述的共聚聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下，熔体流动速率为40～60g/10min。
[0011]所述的共聚聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，共聚单体为乙烯，乙烯单体重复单元摩尔含量为5～10％。
[0012]所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石和蒙脱土中的一种或两种及以上的组合物。
[0013]所述的改性云母为通过共沉淀法制备得到的表面包覆Sb/SnO2的微米级云母粉，粒径范围为5～20μm；
[0014]所述的笼形聚倍半硅氧烷为烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷，是一种纳米结构杂化体系，其粒径范围为1～50nm。
[0015]所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
[0016]所述的分散剂为己烯基双硬脂酰胺
[0017]所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂；辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
[0018]所述的主抗氧剂为3114、1010中的一种或两种混合；辅抗氧剂为618、168和DSTP中的一种或多种混合。
[0019]所述的其他添加剂为各种颜色添加剂、光稳定剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。
[0020]上述可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其具体步骤如下：
[0021](1)按上述重量配比称取原料；
[0022](2)将上述称量好的原料置于高速混合器中混合3～5分钟，从螺杆尾部喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒。其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三
区200～210℃，四区205～215℃；螺杆转速为500
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1000r/min；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa，排气真空度达到5～20kPa。
[0023]本专利技术的优点是：
[0024]1、本专利技术使用共沉淀法制备表面包覆Sb/SnO2的改性云母，通过硅烷偶联剂将包覆后的微米级云母和纳米级烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷进行桥接，形成化学键合力，形成三层“核壳”结构，在挤出共混过程中，此“核壳”结构能够较好的分散在聚丙烯基体中，在实现较好激光镭雕效果的同时，实现协同阻燃效应。
[0025]2、本专利技术利用表面包覆Sb/SnO2的改性云母和烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷进行复配，在高能量激光束作用下，Sb/SnO2能够将吸收的光能转化为热能，使得制品表面被烧蚀而达到打标的效果，同时烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷在高温作用下具有成碳效应，能在制品表面形成一层致密的陶瓷型碳层，达到抑制燃烧的效果，使得制品打标清晰而不至于被严重烧蚀。
[0026]3、本专利技术复合体系具有优异的阻燃性能，阻燃等级能达到UL94 V
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0级。
[0027]4、本专利技术还发现引入表面包覆Sb/SnO2的改性云母和烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷后，复合材料体系具有优异的耐热氧老化性能。
[0028]5、本专利技术提出的可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料的制备工艺简单、激光镭雕效率高，不良率低。
具体实施方式
[0029]下面通过实施例和对比例的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：按以下重量百分比计的原料配制成：所述的改性云母为通过共沉淀法制备得到的表面包覆Sb/SnO2的微米级云母粉，粒径范围为5～20μm；所述的笼形聚倍半硅氧烷为烯丙基异丁基笼形聚倍半硅氧烷，是一种纳米结构杂化体系，其粒径范围为1～50nm。2.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的共聚聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下，熔体流动速率为40～60g/10min。3.根据权利要求2所述的一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述共聚聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，共聚单体为乙烯，乙烯单体重复单元摩尔含量为5～10％。4.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石和蒙脱土中的一种或两种及以上的组合物。5.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂。6.根据权利要求1所述的一种可激光镭雕和V
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0级阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的分散剂为己烯基双硬脂酰胺。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：付武昌，王溢，高贯如，殷嘉兴，张锴，蔡青，蔡莹，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：