專利名稱：一種透明耐寒阻燃聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種透明度高和耐低溫且兼顧了材料的阻燃性的透明耐寒阻燃聚丙烯材料；本發(fā)明還涉及了該阻燃聚丙烯材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而得到的ー種通用熱塑性塑料。由于其原料來源豐富，合成エ藝較簡單，與其他通用熱塑性塑料相比PP具有密度小、價(jià)格低、加工性好等特點(diǎn)，其屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、表面硬度及彈性模量均較優(yōu)異，并有突出的環(huán)境應(yīng)力開裂性和耐磨性，已廣泛用于エ業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。聚丙烯由于其熔體的結(jié)晶速度相對(duì)較慢，易形成大的球晶，故其制品透光性差，外觀缺乏美感，使得聚丙烯(PP)在透明材料應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。而聚丙烯(PP)經(jīng)過透明改性后，不僅可承襲其質(zhì)輕、價(jià)廉、衛(wèi)生、耐高溫、易加工成型等優(yōu)點(diǎn)，且透明性和表面光澤度可與其他ー些透明樹脂(聚碳酸酯PC、聚苯こ烯PS等)相媲美，性能價(jià)格比也優(yōu)于PC、PS, PET等，故已被廣泛應(yīng)用于透明包裝、醫(yī)療器械、家居用品等領(lǐng)域。低溫韌性較差是聚丙烯的一大顯著缺點(diǎn)，尤其在一些氣溫較低的地區(qū)，聚丙烯的這種缺點(diǎn)體現(xiàn)得尤為明 顯；聚丙烯遇火易燃燒、發(fā)熱量高、燃燒速度快，容易發(fā)生火災(zāi)，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，不易熄滅，給人們的生命、財(cái)產(chǎn)造成極大的傷害。這些都使其應(yīng)用領(lǐng)域受到極大的限制。因此，開發(fā)出既具有高透明度、又具有高耐寒和具有阻燃特性的聚丙烯材料顯得非常有必要。在申請(qǐng)?zhí)枮?00910096204.9的說明書中公開了ー種增韌耐寒透明改性聚丙烯材料及制備方法，其主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)增韌耐寒透明聚丙烯的開發(fā)，可以用于制造具有增韌耐寒透明要求的塑料制品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出ー種透明耐寒阻燃聚丙烯材料，該材料在實(shí)現(xiàn)高透明度和高耐寒性的同時(shí)還兼顧了材料的阻燃性。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，
ー種透明耐寒阻燃聚丙烯材料，該材料組分的重量份數(shù)配比如下:
聚丙烯樹脂65 85份
白油0.f0.3份
增韌劑5 20份
線性低密度聚こ烯3 10份
含磷氮溴系復(fù)配阻燃劑廣5份
阻燃協(xié)效劑0.r0.4份
成核劑0.r0.4份
抗氧劑0.2^0.5份
潤滑劑0.2^0.5份所述阻燃劑為樹脂中具有透明效果且阻燃的含磷氮溴系復(fù)配阻燃劑，優(yōu)選由有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽、含磷酸類哌嗪氫溴酸鹽、硅烷偶聯(lián)劑混合制得的復(fù)配阻燃劑，其中該復(fù)配阻燃劑各組分的重量份數(shù)為有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽6(T90份、含磷酸類哌嗪氫溴酸鹽1(T30份、硅烷偶聯(lián)劑0.5飛份。所述有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽為ニ甲基次磷酸鋁、ニこ基次磷酸鋁、甲基こ基次磷酸鋁、ニ丙基次磷酸鋁、ニ異丙基次磷酸鋁、ニ丁基次磷酸鋁、ニ異丁基次磷酸鋁、苯基次磷酸招、甲基苯基次憐酸招、こ基苯基次憐酸招、甲氧基苯基次憐酸招、こ氧基苯基次憐酸招、次磷酸鋁、環(huán)己基次磷酸鋁、ニ甲基次磷酸鈣、ニこ基次磷酸鈣、甲基こ基次磷酸鈣、ニ丙基次磷酸鈣、ニ異丙基次磷酸鈣、ニ丁基次磷酸鈣、ニ異丁基次磷酸鈣、苯基次磷酸鈣、甲基苯基次磷酸鈣、こ基苯基次磷酸鈣、甲氧基苯基次磷酸鈣、こ氧基苯基次磷酸鈣、次磷酸鈣、環(huán)己基次磷酸鈣、ニ甲基次磷酸鋅、ニこ基次磷酸鋅、甲基こ基次磷酸鋅、ニ丙基次磷酸鋅、ニ異丙基次磷酸鋅、ニ丁基次磷酸鋅、ニ異丁基次磷酸鋅、苯基次磷酸鋅、甲基苯基次磷酸鋅、こ基苯基次磷酸鋅、甲氧基苯基次磷酸鋅、こ氧基苯基次磷酸鋅、次磷酸鋅、環(huán)己基次磷酸鋅中的至少ー種；所述含磷酸類哌嗪氫溴酸鹽為磷酸哌嗪氫溴酸鹽、焦磷酸哌嗪氫溴酸鹽、聚磷酸哌嗪氫溴酸鹽中的至少一種；上述物質(zhì)均為市購。所述聚丙烯樹脂為透明級(jí)嵌段共聚聚丙烯，采用這種樹脂可以增強(qiáng)聚丙烯材料的透明度。透明級(jí)嵌段共聚聚丙烯為市購。所述白油又稱石蠟油，是指經(jīng)過提純、加氫飽和的正構(gòu)窄餾分的混合脂肪烴；白油可以增加聚丙烯材料的亮度，并且起到潤滑的作用。所述增韌劑為こ烯-辛烯共聚物、丙烯-こ烯共聚物，優(yōu)選的增韌劑為こ烯-辛烯共聚物；增韌劑能夠降低聚丙烯材料脆性、提高抗沖擊性能。こ烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物均為市購。所述線性低密度聚こ烯具有耐寒性、耐環(huán)境應(yīng)カ開裂性、耐沖擊強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等性能，恰當(dāng)?shù)牟捎镁€性低密度聚こ烯與增韌劑比例的組合，可以增強(qiáng)材料的沖擊強(qiáng)度和透光率。 所述阻燃協(xié)效劑為過氧化ニ異丙苯、2，5_ ニ甲基-2，5雙(叔丁基過氧基)己烷、2，5-ニ甲基-2，5雙(叔丁基過氧基)こ炔、過氧化雙(4-氯苯甲酰)、1，1-ニ叔丁基過氧化-3，3，5_三甲基環(huán)己烷中的至少ー種；阻燃協(xié)效劑在整個(gè)阻燃配伍體系中起到協(xié)調(diào)物理性能，提高阻燃效果的配合作用；上述物質(zhì)均為市購且具有引發(fā)和催化反應(yīng)的作用。所述成核劑為山梨糖醇衍生物類、有機(jī)磷酸鹽類、有機(jī)羧酸鹽類、松香脂類中任一種，優(yōu)選的成核劑為山梨糖醇衍生物類。成核劑能促進(jìn)分子的結(jié)晶過程和加快結(jié)晶速度，使分子具有微晶結(jié)構(gòu)，從而提高聚丙烯材料的透明度、剛性、表面光澤和抗沖擊韌性等性能。所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098、抗氧劑168、復(fù)合型抗氧劑B215中的一種或幾種組合；復(fù)合型抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168組成的復(fù)合物。其中當(dāng)用抗氧劑168與抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098混合使用時(shí),抗氧劑發(fā)生協(xié)同作用，可以更有效抑制聚合物的熱降解和氧化降解。上述各種抗氧劑均是行業(yè)成熟產(chǎn)品。所述潤滑劑為聚こ烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、N，N’ -こ撐雙硬脂酰胺中的ー種或幾種組合；上述原料選用幾種混合使用效果更佳，其通過縮短聚丙烯材料成核過程中的成核時(shí)間來促進(jìn)樹脂結(jié)構(gòu)的變細(xì)，進(jìn)而改善聚丙烯材料的機(jī)械性能和透明度。
所述透明耐寒阻燃聚丙烯材料的制備方法如下:
(1)按照權(quán)利要求1中復(fù)配阻燃劑組分的重量配比稱取硅烷偶聯(lián)劑、平均粒徑均在5^8 u m的有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽和磷酸類哌嗪氫溴酸鹽，干燥后將有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽和磷酸類哌嗪氫溴酸鹽放入高攪機(jī)中攪拌，攪拌過程中加入硅烷偶聯(lián)劑，得到所用復(fù)配阻燃劑；
(2)按重量配比稱取各種原料，備用；
(3)先將聚丙烯樹脂和白油放于高速混合機(jī)中攪拌2 4分鐘，然后再加入其它原料攪拌2 4分鐘；
(4)將步驟(3)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度為17(Tl90°C。本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的ー種透明耐寒阻燃聚丙烯材料，在通過選用合適的聚丙烯樹脂，經(jīng)過調(diào)整線型低密度聚こ烯及增韌劑的型號(hào)與比例，以及添加適當(dāng)?shù)耐该鞒珊藙┑耐瑓迹x用復(fù)配和改性的阻燃劑，使其用在聚丙烯樹脂中有較好透明度和阻燃效果，并且具有良好的相容性、耐析出等特性，實(shí)現(xiàn)了高透明度和高耐寒性且兼顧了材料的阻燃性。所得透明耐寒阻燃聚丙烯材料的透光率可達(dá)70%以上，簡支梁沖擊強(qiáng)度(_35°C )可達(dá)4.5 kj/m2以上，阻燃可達(dá)UL 94 V-2級(jí)別。該聚丙烯材料可用于制作具有高透明度、耐低溫、阻燃要求的片材、薄膜、包裝容器及家居用品，拓寬了透明聚丙烯的應(yīng)用范圍。該聚丙烯材料的生產(chǎn)エ藝簡單，容易實(shí)施。相關(guān)組分都是成熟的常規(guī)物料，便于大規(guī)模推廣使用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明ー種透明耐 寒阻燃聚丙烯材料，該材料組分的重量份數(shù)配比如下:
聚丙烯樹脂65 85份
白油0.f0.3份
增韌劑5 20份
線性低密度聚こ烯3 10份
含磷氮溴系復(fù)配阻燃劑廣5份
阻燃協(xié)效劑0.r0.4份
成核劑0.r0.4份
抗氧劑0.2^0.5份
潤滑劑0.2^0.5份
所述含磷氮溴系復(fù)配阻燃劑的組分和組分的重量份數(shù)為有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽60、0份、含磷酸類哌嗪氫溴酸鹽10 30份、硅烷偶聯(lián)劑0.5飛份。通過這種組分的重量份數(shù)配比所制得的聚丙烯材料不僅具有阻燃性還具有高透明度性、高耐寒性。所述聚丙烯樹脂為透明級(jí)嵌段共聚聚丙烯。所述增韌劑為こ烯-辛烯共聚物、丙烯-こ烯共聚物中任ー種，優(yōu)選增韌劑為こ烯_辛烯共聚物。所述阻燃協(xié)效劑為過氧化ニ異丙苯、2，5_ ニ甲基-2，5雙(叔丁基過氧基)己烷、2，5-ニ甲基-2，5雙(叔丁基過氧基)こ炔、過氧化雙(4-氯苯甲酰)、1，1-ニ叔丁基過氧化-3，3，5-三甲基環(huán)己烷中的至少ー種。
所述成核劑為山梨糖醇衍生物類、有機(jī)磷酸鹽類、有機(jī)羧酸鹽類、松香脂類中任一種，優(yōu)選成核劑為山梨糖醇衍生物類。所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098、抗氧劑168、復(fù)合型抗氧劑B215中的一種或幾種組合；其中復(fù)合型抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168組成的復(fù)合物。所述潤滑劑為聚こ烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、N，N’ -こ撐雙硬脂酰胺中的ー種或幾種組合。所述的有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽為ニ甲基次磷酸鋁、ニこ基次磷酸鋁、甲基こ基次磷酸鋁、ニ丙基次磷酸鋁、ニ異丙基次磷酸鋁、ニ丁基次磷酸鋁、ニ異丁基次磷酸鋁、苯基次磷酸鋁、甲基苯基次磷酸鋁、こ基苯基次磷酸鋁、甲氧基苯基次磷酸鋁、こ氧基苯基次磷酸鋁、次磷酸鋁、環(huán)己基次磷酸鋁、ニ甲基次磷酸鈣、ニこ基次磷酸鈣、甲基こ基次磷酸鈣、ニ丙基次磷酸鈣、ニ異丙基次磷酸鈣、ニ丁基次磷酸鈣、ニ異丁基次磷酸鈣、苯基次磷酸鈣、甲基苯基次磷酸鈣、こ基苯基次磷酸鈣、甲氧基苯基次磷酸鈣、こ氧基苯基次磷酸鈣、次磷酸鈣、環(huán)己基次磷酸鈣、ニ甲基次磷酸鋅、ニこ基次磷酸鋅、甲基こ基次磷酸鋅、ニ丙基次磷酸鋅、ニ異丙基次磷酸鋅、ニ丁基次磷酸鋅、ニ異丁基次磷酸鋅、苯基次磷酸鋅、甲基苯基次磷酸鋅、こ基苯基次磷酸鋅、甲氧基苯基次磷酸鋅、こ氧基苯基次磷酸鋅、次磷酸鋅、環(huán)己基次磷酸鋅中的至少ー種；所述含磷酸類哌嗪氫溴酸鹽為磷酸哌嗪氫溴酸鹽、焦磷酸哌嗪氫溴酸鹽、聚磷酸哌嗪氫溴酸鹽中的至少ー種。以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。實(shí)施例1
該實(shí)施例的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其中所述含磷氮溴系復(fù)配阻燃劑是用重量份為I份的硅烷處理的次磷酸鋁與焦磷酸哌嗪氫溴酸鹽的組合物，次磷酸鋁與焦磷酸哌嗪氫溴酸鹽的比例為4.5:1，實(shí)例廣4阻燃劑一致，原料組成如表I所示:
權(quán)利要求
1.ー種透明耐寒阻燃聚丙烯材料，該材料組分的重量份數(shù)配比如下: 聚丙烯樹脂65 85份 白油0.f0.3份 增韌劑5 20份 線性低密度聚こ烯3 10份 含磷氮溴系復(fù)配阻燃劑廣5份 阻燃協(xié)效劑0.r0.4份 成核劑0.r0.4份 抗氧劑0.2^0.5 份 潤滑劑0.2^0.5份 所述含磷氮溴系復(fù)配阻燃劑的組分和組分的重量份數(shù)為有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽60、0份、含磷酸類哌嗪氫溴酸鹽1(T30份、硅烷偶聯(lián)劑0.5飛份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其特征在于:所述聚丙烯樹脂為透明級(jí)嵌段共聚聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其特征在干:所述增韌劑為こ烯-辛烯共聚物、丙烯-こ烯共聚物中任ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其特征在干:所述增韌劑為こ烯_辛烯共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其特征在于:所述阻燃協(xié)效劑為過氧化ニ異丙苯、2,5-ニ甲基-2,5雙(叔丁基過氧基)己燒、2, 5-ニ甲基-2, 5雙(叔丁基過氧基)こ炔、過氧化雙(4-氯苯甲酰)、I，1- ニ叔丁基過氧化_3，3，5-三甲基環(huán)己烷中的至少ー種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其特征在于:所述成核劑為山梨糖醇衍生物類、有機(jī)磷酸鹽類、有機(jī)羧酸鹽類、松香脂類中任ー種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其特征在于:所述成核劑為山梨糖醇衍生物類。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其特征在于:所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098、抗氧劑168、復(fù)合型抗氧劑B215中的一種或幾種組合；所述潤滑劑為聚こ烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、N，N’ -こ撐雙硬脂酰胺中的ー種或幾種組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料，其特征在于:所述的有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽為ニ甲基次磷酸鋁、ニこ基次磷酸鋁、甲基こ基次磷酸鋁、ニ丙基次磷酸鋁、ニ異丙基次磷酸鋁、ニ丁基次磷酸鋁、ニ異丁基次磷酸鋁、苯基次磷酸鋁、甲基苯基次磷酸鋁、こ基苯基次磷酸鋁、甲氧基苯基次磷酸鋁、こ氧基苯基次磷酸鋁、次磷酸鋁、環(huán)己基次磷酸鋁、ニ甲基次磷酸鈣、ニこ基次磷酸鈣、甲基こ基次磷酸鈣、ニ丙基次磷酸鈣、ニ異丙基次磷酸鈣、ニ丁基次磷酸鈣、ニ異丁基次磷酸鈣、苯基次磷酸鈣、甲基苯基次磷酸鈣、こ基苯基次磷酸鈣、甲氧基苯基次磷酸鈣、こ氧基苯基次磷酸鈣、次磷酸鈣、環(huán)己基次磷酸鈣、ニ甲基次磷酸鋅、ニこ基次磷酸鋅、甲基こ基次磷酸鋅、ニ丙基次磷酸鋅、ニ異丙基次磷酸鋅、ニ丁基次磷酸鋅、ニ異丁基次磷酸鋅、苯基次磷酸鋅、甲基苯基次磷酸鋅、こ基苯基次磷酸鋅、甲氧基苯基次磷酸鋅、こ氧基苯基次磷酸鋅、次磷酸鋅、環(huán)己基次磷酸鋅中的至少ー種；所述含磷酸類哌嗪氫溴酸鹽為磷酸哌嗪氫溴酸鹽、焦磷酸哌嗪氫溴酸鹽、聚磷酸哌嗪氫溴酸鹽中的至少ー種。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明耐寒阻燃聚丙烯材料的制備方法，該方法步驟如下: (1)按照權(quán)利要求1中復(fù)配阻燃劑組分的重量配比稱取硅烷偶聯(lián)劑、平均粒徑均在5^8 u m的有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽和磷酸類哌嗪氫溴酸鹽，干燥后將有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽和磷酸類哌嗪氫溴酸鹽放入高攪機(jī)中攪拌，攪拌過程中加入硅烷偶聯(lián)劑，得到所用復(fù)配阻燃劑； (2)按重量配比稱取各種原料，備用； (3)先將聚丙烯樹脂和白油放于高速混合機(jī)中攪拌2 4分鐘，然后再加入其它原料攪拌2 4分鐘； (4)將步驟(3)所得混合 物加入雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度為17(Tl90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透明耐寒阻燃聚丙烯材料及其制備方法，該材料組分的重量份數(shù)配比如下聚丙烯樹脂65~85、白油0.1~0.3、乙烯-辛烯共聚物5~20、線性低密度聚乙烯3~10、含磷氮溴系配阻燃劑1~5、阻燃協(xié)效劑0.1~0.4、成核劑0.1~0.4、抗氧劑0.2~0.5、潤滑劑0.2~0.5；其中含磷氮溴系復(fù)配阻燃劑的組分和組分的重量份數(shù)為有機(jī)或無機(jī)次磷酸鹽60~90份、含磷酸類哌嗪氫溴酸鹽10~30份、硅烷偶聯(lián)劑0.5~5份。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了聚丙烯材料具有高透明度和高耐寒的同時(shí)還兼顧了材料的阻燃性，并且該材料還具有良好的相容性和耐析出性，可用于制造具有高透明度高耐寒阻燃要求的塑料制品。
文檔編號(hào)C08K3/32GK103113705SQ201310039640
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者龔文幸, 何燕嶺, 張翼翔, 程瑞良, 張秀芹 申請(qǐng)人:廣東聚石化學(xué)股份有限公司