一种阻燃聚丙烯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阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用，属于塑料材料领域。本发明专利技术所述阻燃聚丙烯材料采用紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物搭配作为耐光老化成分，通过三者的协同作用，提升材料的耐光老化能力；同时在优选配比的配方下，所述阻燃聚丙烯材料兼具良好的阻燃性能，可有效实际应用于对阻燃、耐光均有严格要求的各类阻燃制件的制备中。本发明专利技术还公开了所述阻燃聚丙烯材料的制备方法及应用。公开了所述阻燃聚丙烯材料的制备方法及应用。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃聚丙烯材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及塑料材料领域，具体涉及一种阻燃聚丙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)作为五大通用塑料中的一种，具有无毒、无味、质轻、易加工、电绝缘性好、耐化学溶剂等优点，广泛的应用于汽车、家用电器、包装材料、电线电缆等领域，而随着PP应用领域和需求量的增加，对PP的性能就有了更高的要求。例如，如今多数PP材料均要求具备阻燃性能，因此一般需要在聚丙烯材料中添加阻燃剂组分。
[0003]溴系阻燃剂是PP有效的阻燃剂添加成分，但是该阻燃剂在光照后容易产生大量溴自由基，该自由基会与PP中的不稳定叔氢反应，生成大量烷基自由基，最终导致PP在老化测试时，在氙灯老化箱中的老化速度加快，氙灯老化后材料阻燃性能下降。而另一方面，现有PP产品中添加的光稳定剂和紫外线吸收剂大多无法充分发挥效果，无法应对PP产品大面积的快速光照老化，经过老化后，PP材料的黄变非常明显，实用性显著降低。

技术实现思路

[0004]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种阻燃聚丙烯材料，该产品相比于传统溴系阻燃聚丙烯材料具有更加优异的耐光老化性能，同时阻燃性能好。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份的组分：
[0007]聚丙烯树脂45～55份、滑石粉12～25份、溴系阻燃剂18～25份、三氧化二锑6～9份以及耐光老化剂0.6～4份；所述耐光老化剂包括紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物；所述金属氧化物为ZnO、TiO2、Al2O3、MgO中的至少一种，平均粒径为10～60nm。
[0008]传统阻燃聚丙烯材料的组分中虽然也会添加一定的紫外吸收剂或抗氧化剂等功能组分以提升产品的抗光老化性能，然而其提升效果有限，产品使用范围较窄；本专利技术所述阻燃聚丙烯材料采用紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物搭配作为耐光老化成分，通过三者的协同作用，提升材料的耐光老化能力，阻燃性能好。
[0009]此外，本申请专利技术人还对金属氧化物的种类及粒径进行了考究：传统阻燃聚丙烯材料中添加金属氧化物作为耐光老化组分是由于金属氧化物可以调节材料整体的酸碱值，中和溴系阻燃剂生成的过氧自由基，然而专利技术人发现，这样的耐光老化效果并不理想，其效果存在饱和值，且一旦达到饱和值金属氧化物失效后，还会加速产品出现最大色差的进程；此外，部分金属氧化物的引入虽然可提升材料的耐光老化效果，但其本身具有一定的鲜艳色系，对材料的颜色影响较大，同样无法提高使用价值，而本专利技术所述阻燃聚丙烯材料其主体在不添加色粉的前提下呈白色或灰白色，若色系加深反而会导致光老化后的变色程度加深。只有选用特定种类、特定尺寸以及特定颜色的纳米级别金属氧化物颗粒与紫外线吸收剂及光稳定剂进行搭配，金属氧化物可有效屏蔽、吸收、折射外部光源，通过物理方式从源头上抑制溴系阻燃剂生成溴自由基，才能达到长效耐光老化效果，同时不会影响材料本身
的色系。
[0010]优选地，所述耐光老化剂的重量份数为1～2份；
[0011]耐光老化剂的含量并非越多越好，当含量达到一定后，所述阻燃聚丙烯材料的耐光老化性提升效果不明显，且生产成本变高，不利于规模生产。
[0012]优选地，所述紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物的质量之比为紫外线吸收剂：光稳定剂：金属氧化物＝(1～3)：(1～3)：(8～12)。
[0013]三者的配比对产品的性能也存在一定影响，若金属氧化物含量过多(紫外线吸收剂或光稳定剂过少)，则无法有效降低产品中已经含有的溴自由基和过氧自由基的浓度，而如果紫外线吸收剂或光稳定剂过多，则无法有效屏蔽外界光源对溴系阻燃剂的影响，两种情况均导致产品的耐光老化效果降低。
[0014]而所述优选添加量及配比下，紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物三者可充分协同作用，所得产品在氙灯光老化测试中的最大色差更低。
[0015]优选地，所述滑石粉D
90
为8～13μm，D
50
为3～6μm。
[0016]所述粒径下的滑石粉在阻燃聚丙烯材料加工过程中分散性更好且不容易产生较大的剪切力进而破坏紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物。
[0017]优选地，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
[0018]优选地，所述溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化环氧、溴代三嗪、四溴双酚A、乙撑双(四溴邻苯二甲酰胺)中的至少一种。
[0019]优选地，所述紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂中的至少一种；所述光稳定剂为受阻胺N
‑
OR型光稳定剂。
[0020]优选地，所述阻燃聚丙烯材料的组分中还包括0～0.5份抗氧剂和润滑剂的混合物。
[0021]更优选地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸类抗氧剂中的至少一种；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的至少一种。
[0022]本专利技术的另一目的还在于提供所述阻燃聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023]将各组分按比例混合均匀后，置入双螺杆挤出机中依次进行熔融混合和挤出造粒，即得所述阻燃聚丙烯材料。
[0024]本专利技术所述阻燃聚丙烯材料的制备方法操作步骤简单，可实现工业化大规模生产。
[0025]优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40～48:1，螺筒温度为180～200℃，螺杆转速为200～550r/min。
[0026]本专利技术的再一目的在于所述阻燃聚丙烯材料在制备汽车或家电用阻燃部件中的应用。
[0027]本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供了一种阻燃聚丙烯材料，采用紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物搭配作为耐光老化成分，通过三者的协同作用，提升材料的耐光老化能力；同时在优选配比的配方下，所述阻燃聚丙烯材料兼具良好的阻燃性能，可有效实际应用于对阻燃、耐光均有严格要求的各类阻燃制件的制备中。本专利技术还提供了所述阻燃聚丙烯材料的制备方法及应用。
具体实施方式
[0028]为了更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本专利技术作进一步说明，其目的在于详细地理解本专利技术的内容，而不是对本专利技术的限制。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施、对比例所设计的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。
[0029]实施例1～13
[0030]本专利技术所述阻燃聚丙烯材料，所述产品的制备方法，包括以下步骤：
[0031]将各原料按比例在高混机中预混合均匀后，置入双螺杆挤出机中依次进行熔融混合和挤出造粒，即得所述阻燃聚丙烯材料；所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为45:1，螺筒温度为180～200℃，螺杆转速为400r/min。
[0032]各实施例所用原料如下，所述原料的配比如表1所示。
[0033]聚丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂45～55份、滑石粉12～25份、溴系阻燃剂18～25份、三氧化二锑6～9份以及耐光老化剂0.6～4份；所述耐光老化剂包括紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物；所述金属氧化物为ZnO、TiO2、Al2O3、MgO中的至少一种，平均粒径为10～60nm。2.如权利要求1所述阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述耐光老化剂的重量份数为1～2份。3.如权利要求1所述阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂、光稳定剂和金属氧化物的质量之比为紫外线吸收剂：光稳定剂：金属氧化物＝(1～3)：(1～3)：(8～12)。4.如权利要求1所述阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述滑石粉D
90
为8～13μm，D
50
为3～6μm。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫鑫，叶南飚，郑一泉，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：