專利名稱：：具有阻燃性和耐磨性的丙烯樹(shù)脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，更具體而言，本發(fā)明涉及能夠抑制白化現(xiàn)象的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，這是因?yàn)閷⑼ㄟ^(guò)將聚丙烯共聚物樹(shù)脂與聚烯烴-a-共聚物樹(shù)脂混合而得到的樹(shù)脂用作基礎(chǔ)樹(shù)脂，并在組合物中加入了合適的無(wú)機(jī)阻燃劑。
背景技術(shù)：
：通常將大量的氫氧化鎂或無(wú)機(jī)填料加入聚丙烯樹(shù)脂中以制造具有高阻燃性的樹(shù)脂組合物。然而，由此制備的復(fù)合樹(shù)脂具有明顯低下的物理性能，如成型性和機(jī)械性能，因此難以應(yīng)用于需要超過(guò)一定水平的拉伸強(qiáng)度或伸長(zhǎng)率等的電纜的領(lǐng)域。為解決上述問(wèn)題，提出了將彈性體部分引入基質(zhì)樹(shù)脂組合物中的方法。為解決與白化有關(guān)的問(wèn)題，還提出了將極性基團(tuán)引入無(wú)機(jī)阻燃劑的彈性體部分以包圍所述彈性體部分的方法。不過(guò)，將極性基團(tuán)引入彈性體部分導(dǎo)致機(jī)械性能的劣化而非改善，此外，對(duì)白化現(xiàn)象的改善不足且難以確保耐磨性。為制造具有阻燃性、以及有效的耐磨性和優(yōu)異的物理性能且?guī)缀醪粫?huì)導(dǎo)致白化現(xiàn)象的產(chǎn)品，在相關(guān)技術(shù)中對(duì)聚丙烯樹(shù)脂組合物的開(kāi)發(fā)所作的努力仍不能令人滿意。為解決上述技術(shù)問(wèn)題一直在進(jìn)行不斷的嘗試，因而基于上述事實(shí)設(shè)計(jì)了本發(fā)明
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題因此，設(shè)計(jì)本發(fā)明以開(kāi)發(fā)可確保耐磨性并使白化現(xiàn)象最小化的復(fù)合聚丙烯樹(shù)脂組合物，以及具有阻燃性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，因而本發(fā)明的目的是提供一種具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，所述組合物基于100重量份的含有30重量％90重量％的聚丙烯共聚物樹(shù)脂和10重量％70重量^的聚烯烴-ct-共聚物樹(shù)脂的基礎(chǔ)樹(shù)脂，包含20重量份200重量份的無(wú)機(jī)阻燃劑，所述無(wú)機(jī)阻燃劑是氫氧化鎂或氫氧化鋁；和0.1重量份10重量份的選自由抗氧化劑、加工助劑、銅抗氧化劑和鹵素清除劑(halogenscavanger)組成的組的至少一種添加劑。此外，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提供一種具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，所述組合物基于100重量份的含有30重量％89重量％的聚丙烯共聚物樹(shù)脂、10重量％70重量％的聚烯烴-(1-共聚物樹(shù)脂和1重量％20重量％的改性的聚丙烯樹(shù)脂的基礎(chǔ)樹(shù)脂，包含20重量份200重量份的無(wú)機(jī)阻燃劑，所述無(wú)機(jī)阻燃劑是氫氧化鎂或氫氧化鋁；和0.1重量份10重量份的選自由抗氧化劑、加工助劑、銅抗氧化劑和鹵素清除劑組成的組的至少一種添加劑。此時(shí)，構(gòu)成所述基礎(chǔ)樹(shù)脂的改性的聚丙烯優(yōu)選是由選自由馬來(lái)酸酐、硅烷和脂肪酸組成的組的包含極性基團(tuán)的化合物接枝的至少一種聚丙烯樹(shù)脂。在上述具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物中，構(gòu)成所述基礎(chǔ)樹(shù)脂的所述聚丙烯共聚物樹(shù)脂優(yōu)選是選自由聚丙烯均聚物、聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物和聚丙烯嵌段聚合物組成的組的至少一種聚丙烯類樹(shù)脂，構(gòu)成所述基礎(chǔ)樹(shù)脂的所述聚烯烴-a-共聚物樹(shù)脂優(yōu)選是丙烯-a-烯烴共聚物樹(shù)脂，所述丙烯-oc-烯烴共聚物樹(shù)脂更優(yōu)選是選自由聚丙烯-辛烷和聚丙烯-丁烯組成的組的至少一種共聚物樹(shù)脂，所述無(wú)機(jī)阻燃劑優(yōu)選是未經(jīng)表面處理的純無(wú)機(jī)阻燃劑，或是用選自由乙烯基硅烷、氨基硅垸、硬脂酸和聚合物組成的組的一種物質(zhì)進(jìn)行了表面處理的無(wú)機(jī)阻燃劑。具體實(shí)施例方式下面，將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明以便于更好的理解，并在必要時(shí)參考附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。不過(guò)，此處提供的描述僅是用于說(shuō)明目的的優(yōu)選實(shí)施例，而不是為了限制本發(fā)明的范圍，所以應(yīng)理解為在不背離本發(fā)明的要旨和范圍的條件下，可以得到其他等同物和對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。因而，由此詳細(xì)描述對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員提供本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物包含通過(guò)混合聚丙烯共聚物樹(shù)脂與聚烯烴-a-共聚物樹(shù)脂得到的基礎(chǔ)樹(shù)脂；無(wú)機(jī)阻燃劑(氫氧化鎂)；和選自由抗氧化劑、加工助劑、銅抗氧化劑和鹵素清除劑組成的組的至少一種添加劑。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物包含由聚丙烯共聚物樹(shù)脂、聚烯烴-a-共聚物樹(shù)脂和改性的聚丙烯樹(shù)脂構(gòu)成的基礎(chǔ)樹(shù)脂；無(wú)機(jī)阻燃劑(氫氧化鎂或氫氧化鋁)；和選自由抗氧化劑、加工助劑、銅抗氧化劑和鹵素清除劑組成的組的至少一種添加劑。此時(shí)，構(gòu)成所述基礎(chǔ)樹(shù)脂的所述改性的聚丙烯優(yōu)選是由選自由馬來(lái)酸酐、硅烷和脂肪酸組成的組的包含極性基團(tuán)的化合物接枝的至少一種聚丙烯樹(shù)脂。如果構(gòu)成基礎(chǔ)樹(shù)脂的聚丙烯共聚物樹(shù)脂的含量低于下限數(shù)值，則所述組合物的耐熱性惡化，而如果該含量超過(guò)上限數(shù)值，則所述組合物的阻燃性和可撓性惡化，且白化現(xiàn)象也會(huì)受到嚴(yán)重影響。構(gòu)成基礎(chǔ)樹(shù)脂的聚丙烯共聚物樹(shù)脂優(yōu)選是選自由聚丙烯均聚物、聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物和聚丙烯嵌段聚合物組成的組的至少一種聚丙烯類樹(shù)脂。這里可以使用各種聚丙烯樹(shù)脂，但從減少或消除白化現(xiàn)象的有效目的考慮時(shí)最優(yōu)選的是無(wú)規(guī)聚丙烯。同時(shí)，為改善聚丙烯類共聚物樹(shù)脂的機(jī)械性能(如拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率)并減少白化現(xiàn)象，通過(guò)混合并共混聚烯烴-(x-共聚物樹(shù)脂來(lái)制備基礎(chǔ)樹(shù)脂。如果聚烯烴-(x-共聚物樹(shù)脂的含量低于下限數(shù)值，則伸長(zhǎng)率、填料裝填量和耐寒性惡化，且白化現(xiàn)象增多，而如果該含量超過(guò)上限數(shù)值，則耐熱性、拉伸強(qiáng)度、硬度(harness)性能、耐磨性等惡化。聚丙烯-a-共聚物樹(shù)脂優(yōu)選是丙烯-(x-烯烴共聚物，所述丙烯-a-烯烴共聚物更優(yōu)選是選自由聚丙烯-辛垸和聚丙烯-丁烯組成的組的至少一種共聚物。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是所述聚丙烯-a-共聚物樹(shù)脂根據(jù)用作基礎(chǔ)樹(shù)脂的聚丙烯樹(shù)脂的相容性選擇。如果用作無(wú)機(jī)阻燃劑的氫氧化鎂或氫氧化鋁的含量低于下限數(shù)值，則阻燃性惡化，而如果該含量超過(guò)上限數(shù)值，則機(jī)械性能惡化。包括氫氧化鎂或氫氧化鋁的無(wú)機(jī)阻燃劑可直接用作不經(jīng)表面處理的純無(wú)機(jī)阻燃劑，或用作用選自由乙烯基硅垸、氨基硅烷、硬脂酸和聚合物組成的組的一種物質(zhì)進(jìn)行了表面處理的無(wú)機(jī)阻燃劑。在下表1中，將組合物分成通過(guò)混合兩種成分(A+B)而分別制備的實(shí)施方式l-ll-4的組合物，和通過(guò)混合三種成分(A+B+C)而分別制備的實(shí)施方式2-l2-4的組合物。此外，分別制備比較例的組合物作為對(duì)應(yīng)于各實(shí)施方式的組合物的對(duì)照。各組合物分別基于下表1和2中所列舉的成分及其含量制備。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在表1和2中，成分A表示來(lái)自LG-Caltex(韓國(guó))的用作聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物樹(shù)脂(屬于聚丙烯類共聚物樹(shù)脂)的R724J，成分B表示來(lái)自MitsuiChemicals(日本)的用作聚乙烯-a-丙烯(屬于聚烯烴-a-共聚物樹(shù)脂)的Tafmer，成分D表示來(lái)自Albemarle(德國(guó))的用作無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂的MagnifmH5，成分E表示諸如抗氧化劑等其他添加劑。表1中，成分C表示來(lái)自HonamPetrochemicalCorp.(韓國(guó))的用作改性的聚丙烯的CMl120，表2中，成分F表示來(lái)自DuPont-DowElastomer(美國(guó))的用作聚烯烴彈性體樹(shù)脂的Engage8150。將具有如表1和2中所列舉的各實(shí)施方式和比較例的成分的組合物分別用于制備測(cè)試樣品，然后測(cè)定測(cè)試樣品的拉伸強(qiáng)度、彎曲應(yīng)變時(shí)的白化現(xiàn)象和耐磨性。結(jié)果列于下表3中。用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定根據(jù)ASTMD638制備的測(cè)定樣品的拉伸性能，如拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。為測(cè)定彎曲應(yīng)變時(shí)的白化現(xiàn)象，當(dāng)電纜用絕緣材料在樹(shù)脂厚度為1mm、彎曲半徑為5mm的條件下被實(shí)際彎曲時(shí)用肉眼觀察白化現(xiàn)象的存在。為在與上述相同條件下測(cè)定白化現(xiàn)象，使各組合物擠出成型以制備厚度為lmm的測(cè)試樣品，然后在彎曲半徑為5mm的條件下制備直徑為2mm的圓筒形樣品。在相同的彎曲半徑下測(cè)試所得樣品，從而用肉眼觀察白化現(xiàn)象的存在。利用針刮測(cè)試測(cè)定耐磨性，其中將重量為710g的砝碼放在0.45sq的針上，使所述針在寬2mm、厚1mm，長(zhǎng)100mm的測(cè)試樣品上來(lái)回運(yùn)動(dòng)300次，從而測(cè)量經(jīng)磨損的測(cè)試樣品的厚度。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>如表3中所示，可以看到白化現(xiàn)象在各實(shí)施方式的情況中輕微顯現(xiàn)或不顯現(xiàn)，而白化現(xiàn)象在除了比較例1-1之外的其他比較例的情況中顯現(xiàn)，特別是，白化現(xiàn)象在比較例2-l的情況中達(dá)到極高的程度。因此，可以看出各比較例的組合物具有彎曲應(yīng)變，比實(shí)施方式的組合物更易碎。如果耐磨性的測(cè)量參考值小于50pm，則認(rèn)為可以將耐磨性評(píng)價(jià)為適宜，如果耐磨性超過(guò)所述參考值，則可以證實(shí)未發(fā)生白化現(xiàn)象，但顯示出最低程度的耐磨性，特別易碎。同時(shí)，將組合物分成如下表4中所列的，包括根據(jù)實(shí)施方式3-l3-5的4種成分的基礎(chǔ)樹(shù)脂的組合物，將根據(jù)比較例3-l3-6的組合物如下表5中所列進(jìn)行劃分。然后，根據(jù)下表4和5中所列舉的成分及其含量制備各組合物。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在表4和5中，成分G表示來(lái)自LG-Caltex(韓國(guó))的用作聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物樹(shù)脂的R724J，成分H表示來(lái)自HonamPetrochemicalCorp.(韓國(guó))的用作改性的聚丙烯的CM1120，成分I表示來(lái)自MitsuiChemicals(日本)的用作聚丙烯共聚物樹(shù)脂的Tafmer，成分J表示來(lái)自DuPont(美國(guó))的用作接枝有馬來(lái)酸酐的聚烯烴共聚物樹(shù)脂的FusabondMN493D，成分K表示來(lái)自Albemarle(德國(guó))的用作氫氧化鎂的MagnifinH5，成分L表示諸如抗氧化劑等其他添加劑。表5中，成分M表示來(lái)自DuPont-DowElastomer(美國(guó))的用作聚烯烴彈性體樹(shù)脂的Engage8150。將具有如表4和5中所列舉的各實(shí)施方式和比較例的成分的組合物分別用于制備測(cè)試樣品，然后測(cè)定測(cè)試樣品的拉伸性能、彎曲應(yīng)變時(shí)的白化現(xiàn)象和耐磨性。結(jié)果列于下表6中。用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定根據(jù)ASTMD638制備的測(cè)定樣品的拉伸性能，如拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。為測(cè)定彎曲應(yīng)變時(shí)的白化現(xiàn)象，當(dāng)電纜用絕緣材料在樹(shù)脂厚度為lmm、彎曲半徑為5mm的條件下被實(shí)際彎曲時(shí)用肉眼觀察白化現(xiàn)象的存在。為在與上述相同條件下測(cè)定白化現(xiàn)象，使各組合物擠出成型以制備厚度為1mm的測(cè)試樣品，然后在彎曲半徑為5mm的條件下制備直徑為2mm的圓筒形樣品。在相同的彎曲半徑下測(cè)試所得樣品，從而用肉眼觀察白化現(xiàn)象的存在。利用針刮測(cè)試測(cè)定耐磨性，其中將重量為710g的砝碼放在0.45sq的針上，使所述針在寬2mm、厚1mm,長(zhǎng)100mm的測(cè)試樣品上來(lái)回運(yùn)動(dòng)300次，從而測(cè)量經(jīng)磨損的測(cè)試樣品的厚度。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如表6中所示，可以看到白化現(xiàn)象在實(shí)施方式3-1和3-5的情況中輕微顯現(xiàn)，在其他實(shí)施方式3-23-4的情況中不顯現(xiàn)。與此相反，可以看到白化現(xiàn)象在所有的比較例3-l3-6的情況中都顯現(xiàn)，表明比較例的組合物對(duì)于彎曲應(yīng)變易碎。同時(shí)，可以看出與所有的比較例(3-l3-6)相比，^f有的實(shí)施方式(3-l3-5)中的組合物均具有明顯改善的耐磨性。顯示出耐磨性值變得越低，耐磨性越優(yōu)異。通常，如果測(cè)量的耐磨性的參考值小于50pm，則認(rèn)為耐磨性為適宜。如上所述，已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明。不過(guò)，應(yīng)當(dāng)理解說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中所用的術(shù)語(yǔ)僅是作為詳細(xì)描述給出，因此應(yīng)當(dāng)理解可以對(duì)其進(jìn)行等價(jià)替換和改進(jìn)，而不會(huì)背離本發(fā)明的精神和范圍。工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的聚丙烯樹(shù)脂組合物可用于具有強(qiáng)力耐久性的工業(yè)電纜，這是因?yàn)樗鼋M合物包含無(wú)機(jī)阻燃劑而顯示出阻燃性，并且所述組合物可消除或減少白化現(xiàn)象并顯示出明顯改善的耐磨性，即使當(dāng)改變所述組合物的含量以增強(qiáng)耐磨性時(shí)也而不會(huì)使成型性或機(jī)械性能惡化。權(quán)利要求1.一種具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，所述組合物基于100重量份的含有30重量％～90重量％的聚丙烯共聚物樹(shù)脂和10重量％～70重量％的聚烯烴-α-共聚物樹(shù)脂的基礎(chǔ)樹(shù)脂包含20重量份～200重量份的無(wú)機(jī)阻燃劑，所述無(wú)機(jī)阻燃劑是氫氧化鎂或氫氧化鋁；和0.1重量～10重量份的選自由抗氧化劑、加工助劑、銅抗氧化劑和鹵素清除劑組成的組的至少一種添加劑。2.—種具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，所述組合物基于100重量份的含有30重量％89重量％的聚丙烯共聚物樹(shù)脂、10重量％70重量X的聚烯烴-a-共聚物樹(shù)脂和1重量％20重量％的改性的聚丙烯樹(shù)脂的基礎(chǔ)樹(shù)脂包含20重量份200重量份的無(wú)機(jī)阻燃劑，所述無(wú)機(jī)阻燃劑是氫氧化鎂或氫氧化鋁；和0.1重量份10重量份的選自由抗氧化劑、加工助劑、銅抗氧化劑和鹵素清除劑組成的組的至少一種添加劑。3.—種具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，其中，基礎(chǔ)樹(shù)脂包含下述組成5重量％70重量％的聚丙烯樹(shù)脂；0.5重量％10重量％的改性的聚丙烯；1重量％50重量％的聚烯烴-01-共聚物樹(shù)脂；和1重量％30重量％的改性的聚烯烴共聚物樹(shù)脂，其中，所述組合物包含10重量％75重量Q/^的無(wú)機(jī)阻燃劑，所述無(wú)機(jī)阻燃劑是氫氧化鎂；和l重量份5重量份的選自由抗氧化劑、加工助劑、銅抗氧化劑和鹵素清除劑組成的組的至少一種添加劑。4.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，其中，構(gòu)成所述基礎(chǔ)樹(shù)脂的所述聚丙烯共聚物樹(shù)脂是選自由聚丙烯均聚物、聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物和聚丙烯嵌段聚合物組成的組的至少一種聚丙烯類樹(shù)脂。5.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，其中，構(gòu)成所述基礎(chǔ)樹(shù)脂的所述聚烯烴-a-共聚物樹(shù)脂是丙烯-cc-烯烴共聚物樹(shù)脂。6.如權(quán)利要求5所述的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，其中，所述丙烯-a-烯烴共聚物樹(shù)脂是選自由聚丙烯-辛烷和聚丙烯-丁烯組成的組的至少一種共聚物樹(shù)脂。7.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，其中，所述無(wú)機(jī)阻燃劑是未經(jīng)表面處理的純無(wú)機(jī)阻燃劑，或是用選自由乙烯基硅垸、氨基硅垸、硬脂酸和聚合物組成的組的一種物質(zhì)進(jìn)行了表面處理的無(wú)機(jī)阻燃劑。8.如權(quán)利要求2或3所述的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，其中，構(gòu)成所述基礎(chǔ)樹(shù)脂的所述改性的聚丙烯是由選自由馬來(lái)酸酐、硅烷和脂肪酸組成的組的包含極性基團(tuán)的化合物接枝的至少一種聚丙烯樹(shù)脂。9.如權(quán)利要求3所述的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，其中，所述改性的聚烯烴共聚物樹(shù)脂是通過(guò)將極性分子引入熱塑性彈性體而得到的極化物質(zhì)。10.如權(quán)利要求9所述的具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物，其中，被引入以極化所述熱塑性彈性體的物質(zhì)是選自由馬來(lái)酸酐、硅烷和脂肪酸組成的組的至少一種含有極性基團(tuán)的化合物。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種具有阻燃性和耐磨性的聚丙烯樹(shù)脂組合物。本發(fā)明的聚丙烯樹(shù)脂組合物基于100重量份的含有30重量％～90重量％的聚丙烯共聚物樹(shù)脂和10重量％～70重量％的聚烯烴-α-共聚物樹(shù)脂的基礎(chǔ)樹(shù)脂包含20重量份～200重量份的無(wú)機(jī)阻燃劑；和0.1重量～10重量份的至少一種添加劑。本發(fā)明的聚丙烯樹(shù)脂組合物可用于具有強(qiáng)力耐久性的工業(yè)電纜，這是因?yàn)樗鼋M合物包含無(wú)機(jī)阻燃劑而顯示出阻燃性，并且所述組合物可消除或減少白化現(xiàn)象并顯示出明顯改善的耐磨性，即使當(dāng)改變所述組合物的含量以增強(qiáng)耐磨性時(shí)也不會(huì)使成型性或機(jī)械性能惡化。文檔編號(hào)C08L23/12GK101389705SQ200780006352公開(kāi)日2009年3月18日申請(qǐng)日期2007年2月16日優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日發(fā)明者張道熏,李仁會(huì),李健株,金仁荷,金俊善,金善槿申請(qǐng)人:Ls電線有限公司