本發(fā)明涉及高分子材料改性領(lǐng)域,具體涉及一種功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料。
背景技術(shù):
:聚丙烯具有比重小、價(jià)格低廉、安全無(wú)毒、電絕緣性好、易于成型加工等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)改性的高光澤耐刮擦聚丙烯材料可以滿足電器面板,衛(wèi)浴產(chǎn)品等外觀產(chǎn)品的一般要求。雖有高光澤阻燃產(chǎn)品的出現(xiàn),如專(zhuān)利cn102477184a中,采用氫氧化鎂和三聚氰胺溴酸鹽復(fù)配獲得高光澤阻燃pp材料,阻燃劑添加量高達(dá)20%以上,但阻燃級(jí)別只是v-2級(jí),而且隨著阻燃劑含量提高,材料表面光澤度是降低的。專(zhuān)利cn102477181a中,聚丙烯材料中添加超細(xì)氫氧化鎂(d50為0.6-1.5μm)制備阻燃聚丙烯材料,隨著超細(xì)氫氧化鎂添加量逐漸增大,材料表面光澤度逐漸降低。專(zhuān)利cn102115559a中,采用八溴硫醚與五氧化二銻制備出高光澤無(wú)析出環(huán)保阻燃聚丙烯材料。但是材料耐刮擦性能較差以及材料底色的白度不夠,因此在白度要求較高的衛(wèi)浴產(chǎn)品的使用會(huì)受到限制。故本專(zhuān)利采用八溴硫醚與焦銻酸鈉阻燃體系,并復(fù)配功能助劑與納米氧化物,在改善耐刮擦性能與提高白度的同時(shí),提高阻燃效率。綜上所述,阻燃劑的添加量與材料的表面光澤度呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系。由于人們對(duì)材料的光澤度和阻燃效率的要求越來(lái)越高,所以開(kāi)發(fā)低阻燃劑添加量,高效率阻燃pp材料顯得很有必要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料,按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由以下原料組成:76.0~90.0%聚丙烯樹(shù)脂,6.5~14.4%八溴硫醚,2.0~5.0%焦銻酸鈉,0.7~3.0%功能助劑,0.2~0.5%潤(rùn)滑劑,0.4~0.6%抗氧劑,0.2~0.5%納米氧化物。所述聚丙烯樹(shù)脂為均聚聚丙烯樹(shù)脂,其mfr為3~50g/10min。所述八溴硫醚的粒徑小于10μm。所述焦銻酸鈉的粒徑小于10μm。所述功能助劑為硅酮母粒,硅酮粉,氟硅有機(jī)物中的至少一種。所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸、硬脂酸酯、脂肪酸酰胺、硬脂酸鹽、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一種。所述抗氧化劑為1010與168按質(zhì)量百分比1:(1~2)組成的復(fù)配抗氧劑。所述納米氧化物為納米氧化鎳、納米氧化鈷和納米氧化錳中的至少一種。所述的一種功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料的制備方法,按配方稱(chēng)取原料、混合、擠出、造粒即可。所述的擠出為雙螺桿擠出,雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)溫度為170~190℃;二區(qū)溫度為175~195℃;三區(qū)溫度為180~200℃;四區(qū)溫度為175~195℃;五區(qū)溫度為175~195℃;六區(qū)溫度為175~195℃;七區(qū)溫度為170~190℃;八區(qū)溫度為170~190℃;機(jī)頭溫度190~210℃;物料在雙螺桿擠出機(jī)中停留時(shí)間為0.5~1.5min;真空度-0.04~-0.06mpa。本發(fā)明的有益效果是:(1)采用功能助劑與納米氧化物復(fù)配的方式,獲得的綜合性能比單一添加的方式更加優(yōu)異,尤其是阻燃效果改善明顯,可應(yīng)用于電器面板,對(duì)阻燃有較高要求的衛(wèi)浴潔具等外觀產(chǎn)品;(2)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,操作方便。具體實(shí)施方式一種功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料,按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由以下原料組成:76.0~90.0%聚丙烯樹(shù)脂,6.5~14.4%八溴硫醚,2.0~5.0%焦銻酸鈉,0.7~3.0%功能助劑,0.2~0.5%潤(rùn)滑劑,0.4~0.6%抗氧劑,0.2~0.5%納米氧化物。優(yōu)選的,所述聚丙烯樹(shù)脂為均聚聚丙烯樹(shù)脂,其mfr為3~50g/10min。優(yōu)選的,所述八溴硫醚的粒徑小于10μm。優(yōu)選的,所述焦銻酸鈉的粒徑小于10μm。優(yōu)選的,所述功能助劑為硅酮母粒,硅酮粉,氟硅有機(jī)物中的至少一種。優(yōu)選的,所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸、硬脂酸酯、脂肪酸酰胺、硬脂酸鹽、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一種;進(jìn)一步優(yōu)選的,所述潤(rùn)滑劑為ebs,cast,pets中的至少一種。優(yōu)選的,所述抗氧化劑為1010與168按質(zhì)量百分比1:(1~2)組成的復(fù)配抗氧劑。優(yōu)選的,所述納米氧化物為納米氧化鎳、納米氧化鈷和納米氧化錳中的至少一種。所述的一種功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料的制備方法,按配方稱(chēng)取原料、混合、擠出、造粒即可。所述的擠出為雙螺桿擠出,雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)溫度為170~190℃;二區(qū)溫度為175~195℃;三區(qū)溫度為180~200℃;四區(qū)溫度為175~195℃;五區(qū)溫度為175~195℃;六區(qū)溫度為175~195℃;七區(qū)溫度為170~190℃;八區(qū)溫度為170~190℃;機(jī)頭溫度190~210℃;物料在雙螺桿擠出機(jī)中停留時(shí)間為0.5~1.5min;真空度-0.04~-0.06mpa。以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例及對(duì)比例:按質(zhì)量百分比稱(chēng)取上述的原料,在高速攪拌機(jī)上高速攪拌3~5min,達(dá)到混合均勻后,將混合均勻的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)熔融擠出后造粒。其中雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為300~600轉(zhuǎn)/分,擠出機(jī)各區(qū)溫度設(shè)定如下:一區(qū)溫度為170-190℃;二區(qū)溫度為175~195℃;三區(qū)溫度為180~200℃;四區(qū)溫度為175~195℃;五區(qū)溫度為175~195℃;六區(qū)溫度為175~195℃;七區(qū)溫度為170~190℃;八區(qū)溫度為170~190℃;機(jī)頭溫度190~210℃;物料在雙螺桿擠出機(jī)中停留時(shí)間為0.5~1.5min;真空度-0.04~-0.06mpa。實(shí)施例1、2、3的一種功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料,其組分以及重量份數(shù)如表1所示。作為對(duì)比的對(duì)比例1也如表1所示。表1功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料配方組成原料對(duì)比例1(%)實(shí)施例1(%)實(shí)施例2(%)實(shí)施例3(%)均聚聚丙烯88878887八溴硫醚9.09.09.09.0焦銻酸鈉3.03.03.03.0硅酮母粒-1.0-1.0抗氧劑10100.200.200.200.20抗氧劑1680.200.200.200.20ebs0.300.300.300.30納米氧化鎳--0.400.40將對(duì)比例1與實(shí)施例1~3中制得的粒料,按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)注塑成相應(yīng)樣條,然后在21~25℃,相對(duì)濕度為45~55%的環(huán)境下放置24小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試。按照gmw14688交叉刮擦法測(cè)量刮劃前后劃痕區(qū)域色度變化,用δl表示,金屬刮針的直徑為1mm,劃傷力選擇10n,色度變化δl越小,表明材料的耐刮擦性能越好;按照iso2813光澤度測(cè)試方法,測(cè)試色板(規(guī)格50×50mm)表面光澤度,光澤度數(shù)值越大,表明材料的光澤度越高。表2功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料性能測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比例1實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例31.6mm阻燃ul94v-2v-2v-2v-0色度變化δlgmw146880.250.150.210.13光澤度(60°)iso281380.883.180.782.9熔體流動(dòng)速率(g/10min)iso113324262426拉伸強(qiáng)度(mpa)iso52737.235.037.034.7斷裂伸長(zhǎng)率(%)iso52717.264.217.855.5彎曲強(qiáng)度(mpa)iso17848.847.349.548.7彎曲模量(mpa)iso1781910191519901962懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)iso1804.04.64.44.8與對(duì)比例1相比,實(shí)施例1中添加1%硅酮母粒,有利于提高材料的表面光澤度和耐刮擦性能,原因是硅酮母粒有利于提高阻燃劑的分散效果,同時(shí)使材料表面更加平整,從而減弱材料的漫反射,提高材料表面的光澤度。與對(duì)比例1相比,實(shí)施例2中添加0.40%的納米氧化鎳,材料的彎曲性能與沖擊性能有所提高,原因是在受外力作用時(shí),納米氧化鎳粒子在聚丙烯材料中起到引發(fā)銀紋的作用使得沖擊性能略微提高,少量的納米氧化鎳可能有結(jié)晶成核的作用,使得結(jié)晶度提高,表現(xiàn)為彎曲性能提高。實(shí)施例3中采用硅酮母粒與納米氧化鎳復(fù)配的方式,不但可以提高材料表面的耐刮擦性能及沖擊性能,還能改善聚丙烯材料的阻燃效果(從v-2提高到v-0級(jí)別)。原因可能是硅酮母粒使阻燃劑分散效果更好,同時(shí)添加了納米氧化鎳,在燃燒過(guò)程中,納米氧化鎳可能有催化阻燃劑加速分解,提高阻燃效率,硅酮母粒燃燒產(chǎn)物與納米氧化鎳共同起到覆蓋材料表面,起到隔絕氧氣的作用。綜上所述,采用硅酮母粒與納米氧化鎳復(fù)配添加的方式,不但可以提高材料表面的光澤,耐刮擦性能和沖擊性能,而且在不增加阻燃劑份數(shù)的同時(shí),還能改善阻燃聚丙烯材料的阻燃效果。實(shí)施例4的一種功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料,其組分以及重量份數(shù)如表3所示。作為對(duì)比的對(duì)比例2也如表3所示。表3功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料配方組成原料對(duì)比例2(%)實(shí)施例4(%)均聚聚丙烯8686八溴硫醚-8.5焦銻酸鈉-3.5氟硅有機(jī)物-1.5抗氧劑10100.10.1抗氧劑1680.20.2pets0.400.40納米氧化鈷-0.5超細(xì)氫氧化鎂14-備注:超細(xì)氫氧化鎂為青海鹽湖集團(tuán)產(chǎn)品,由化學(xué)合成法制備,粒徑為0.6~1.5μm;氟硅有機(jī)物為南京亨斯曼化工有限公司產(chǎn)品,商品號(hào)為re2007。將對(duì)比例2與實(shí)施例4中制得的粒料,按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)注塑成相應(yīng)樣條,條件同上。按照gmw14688交叉刮擦法,同上。按照iso2813光澤度測(cè)試方法,同上。表4功能助劑與納米氧化物復(fù)配協(xié)同阻燃聚丙烯材料性能測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比例2實(shí)施例41.6mm阻燃ul94v-2v-0色度變化δlgmw146880.170.08光澤度(60°)iso281371.283.5熔體流動(dòng)速率(g/10min)iso11332223拉伸強(qiáng)度(mpa)iso52730.331.5斷裂伸長(zhǎng)率(%)iso52717.752.3彎曲強(qiáng)度(mpa)iso17835.838.7彎曲模量(mpa)iso17811801352懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)iso1803.34.8與對(duì)比例2相比,實(shí)施例4具有明顯優(yōu)勢(shì):阻燃劑添加份數(shù)相同的情況下,1)添加超細(xì)氫氧化鎂的阻燃效率一般,阻燃級(jí)別v-2級(jí),而實(shí)施例4的阻燃級(jí)別為v-0;2)實(shí)施例4比對(duì)比例2的光澤度高10gu以上;3)實(shí)施例4的力學(xué)性能明顯比對(duì)比例2好,特別是斷裂伸長(zhǎng)率高30%以上和彎曲強(qiáng)度高3mpa左右。這說(shuō)明本專(zhuān)利采用的阻燃體系比現(xiàn)有專(zhuān)利cn102477181a在最終獲得的綜合力學(xué)性能以及阻燃性能更加有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前第1頁(yè)12