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1、(10)申请公布号 CN 103030879 A (43)申请公布日 2013.04.10 C N 1 0 3 0 3 0 8 7 9 A *CN103030879A* (21)申请号 201110299198.4 (22)申请日 2011.09.29 C08L 23/12(2006.01) C08L 23/14(2006.01) C08L 51/06(2006.01) C08K 13/04(2006.01) C08K 7/06(2006.01) C08K 3/04(2006.01) C08K 5/03(2006.01) C08K 3/22(2006.01) B29C 47/92(2006.0。
2、1) (71)申请人合肥杰事杰新材料股份有限公司 地址 230601 安徽省合肥市合肥经济技术开 发区莲花路2388号 (72)发明人宋伟华 (74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限 公司 31236 代理人胡晶 (54) 发明名称 一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料及其制 备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种环保阻燃永久抗静电聚丙 烯材料及其制备方法,由包括以下重量份数的组 分制成:聚丙烯45-65重量份,碳纤维8-15份,阻 燃剂18-26重量份,阻燃协效剂6-10重量份,相 容剂1-10重量份,复配抗氧剂0.2-0.4重量份,其 它加工助剂0-0.5重量份。本发明添加少量碳纤 维,。
3、具有高效的永久抗静电性能,材料的体积电阻 率可以下降到10 6 -10 8 cm;具有良好的阻燃性 能,环保,不危害环境和人体健康;本发明提出的 改善聚丙烯复合材料的抗静电性能和阻燃性能的 方法制备工艺简单、生产连续、成本低。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 1/2页 2 1.一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,由包括以下重量份数的组分制 成: 聚丙烯 45-65份, 碳纤维 8-15份, 阻燃剂 18-26份, 阻燃协效剂 6-10份, 相容剂 1-10份, 复配抗氧。
4、剂 0.2-0.4份, 其它加工助剂 0-0.5份。 2.如权利要求1所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,所述聚丙烯选 自熔体流动速率为1-100 g/10min的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的一种或两种的混合物。 3.如权利要求1所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,所述碳纤维为 连续性碳纤维或短纤维。 4.如权利要求1所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,所述阻燃剂为 环保阻燃剂,优选十溴二苯乙烷。 5.如权利要求1所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,所述阻燃协效 剂选自三氧化二锑、多聚磷酸铵、硼酸锌、水滑石、氢氧化镁、氢氧化铝、蒙脱土中的一种或 几。
5、种的混合物。 6.如权利要求1所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,所述相容剂为 马来酸酐接枝聚丙烯,密度为0.89-0.91g/cm 3 ,接枝率为0.5-3%。 7.如权利要求1所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,所述复配抗氧 剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,所述主抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫酯类抗氧剂中的一种 或几种,所述辅抗氧剂选自亚磷酸盐、酯类抗氧剂中的一种或几种。 8.如权利要求7所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,所述主抗氧剂 优选抗氧剂1010即四 -(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯,以及抗氧 剂1076即-(4-羟基-3,5-二叔丁。
6、基苯基)丙酸十八醇酯,所述辅抗氧剂优选抗氧 剂168即三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。 9.如权利要求1所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,其特征在于,所述其它加工 助剂为润滑剂、分散剂中的一种或几种,所述润滑剂为有机硅系材料,所述分散剂为硬脂酸 类分散剂。 10.一种如权利要求1所述的环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料的制备方法,其特征在 于,包括以下步骤: (1)将聚丙烯45-65重量份,阻燃剂18-26重量份,阻燃协效剂6-10重量份,相容剂 1-10重量份,复配抗氧剂0.2-0.4重量份,其它加工助剂0-0.5重量份,加入高速混合机中 混合3-5分钟; (2)然后将上述混合物加入挤出机中。
7、,将碳纤维8-15重量份从入纤口加到双螺杆挤出 机中共同挤出,控制双螺杆挤出机的料筒温度在180-230范围内; (3)挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到上述环 权 利 要 求 书CN 103030879 A 2/2页 3 保阻燃永久抗静电聚丙烯材料。 权 利 要 求 书CN 103030879 A 1/4页 4 一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及高分子材料改性技术领域,尤其涉及一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯 材料及其制备方法。 背景技术 0002 聚丙烯(PP)是一种热塑性塑料,其比重轻,成品表面硬度大,弹性高,耐热性、化。
8、学 稳定性、绝缘性良好,被广泛应用于生产、生活等诸多领域,是最有希望实现通用塑料工程 化的塑料品种之一。 0003 但是聚丙烯极易燃烧,极限氧指数(LOI)仅为17.4-18.5,且燃烧时熔滴严重,容 易传播火焰引起火灾,这些缺陷使其在应用过程中存在不安全因素,也直接导致PP在电子 电器、通讯器材、汽车、电器、建筑材料等行业的应用受到限制。为了符合阻燃特性要求,必 须对PP进行改性,通过添加阻燃剂提高PP的阻燃性能以扩大其应用范围。 0004 另外,聚丙烯电阻率在10 16 -10 20 的范围,在使用过程中容易产生静电危害, 从而限制了其在电子、石油化工、煤矿、医疗等领域的应用。随着人们环保。
9、意识的加强,开发 一种既环保阻燃又具有优异的抗静电性能的PP材料就显得格外重要。 发明内容 0005 本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种既有优良的阻燃性能, 又有永久抗静电性能的符合环保要求的聚丙烯材料及其制备方法。 0006 本发明的目的通过以下技术方案来实现: 一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料,由包括以下重量份数的组分制成: 聚丙烯 45-65份, 碳纤维 8-15份, 阻燃剂 18-26份, 阻燃协效剂 6-10份, 相容剂 1-10份, 复配抗氧剂 0.2-0.4份, 其它加工助剂 0-0.5份。 0007 所述聚丙烯选自熔体流动速率为1-100 g/10min的共聚聚。
10、丙烯、均聚聚丙烯中的 一种或两种的混合物。 0008 所述碳纤维为连续性碳纤维或短纤维。 0009 所述阻燃剂为环保阻燃剂,优选十溴二苯乙烷。 0010 所述阻燃协效剂选自三氧化二锑、多聚磷酸铵、硼酸锌、水滑石、氢氧化镁、氢氧化 铝、蒙脱土中的一种或几种的混合物,优选三氧化二锑。 0011 所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,密度为0.89-0.91g/cm 3 ,接枝率为0.5-3%。 0012 所述复配抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,所述主抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、 说 明 书CN 103030879 A 2/4页 5 硫酯类抗氧剂中的一种或几种,所述辅抗氧剂选自亚磷酸盐、酯类抗氧剂中的一种或几。
11、种。 0013 所述主抗氧剂优选抗氧剂1010即四 -(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸 季戊四醇酯,以及抗氧剂1076即-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯,所 述辅抗氧剂优选抗氧剂168即三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。 0014 所述其它加工助剂为润滑剂、分散剂中的一种或几种,所述润滑剂为有机硅系材 料,所述分散剂为硬脂酸类分散剂。 0015 一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料的制备方法,包括以下步骤: (1)将聚丙烯45-65重量份,阻燃剂18-26重量份,阻燃协效剂6-10重量份,相容剂 1-10重量份,复配抗氧剂0.2-0.4重量份,其它加工助剂0-0.5重量份,。
12、加入高速混合机中 混合3-5分钟; (2)然后将上述混合物加入挤出机中,将碳纤维8-15重量份从入纤口加到双螺杆挤出 机中共同挤出,控制双螺杆挤出机的料筒温度在180-230范围内; (3)挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到上述环 保阻燃永久抗静电聚丙烯材料。 0016 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果: 1、本发明采用碳纤维,碳纤维添加量少,具有高效的永久抗静电性能,材料的体积电阻 率可以下降到10 6 -10 8 ; 2、本发明具有良好的阻燃性能,环保,不危害环境和人体健康; 3、本发明提出的改善聚丙烯复合材料的抗静电性能和阻燃性能的方法制备工艺简单、 。
13、生产连续、成本低。 具体实施方式 0017 下面结合各实施例详细描述本发明。 0018 实施例1-3及对比例1-2中,聚丙烯为上海赛科石油化工有限责任公司生产的均 聚聚丙烯,商品名为S1003,其熔融指数为1-3 g/10min(测试条件:2302.16kg);碳纤 维为长纤维;相容剂为合肥杰事杰新材料有限公司生产的PP-G-MAH,接枝率为0.6%,熔融 指数为120 g/10min(测试条件:2302.16kg),密度为0.9 g/cm 3 ;主抗氧剂为Ciba公 司生产的1010,辅抗氧剂为Ciba公司生产的168;阻燃剂为十溴二苯乙烷,阻燃协效剂为三 氧化二锑,加工助剂为硬脂酸钙。 0。
14、019 实施例1 将52.5份PP S1003,26份十溴二苯乙烷,10份三氧化二锑,3份PP-G-MAH,0.1份抗氧 剂1010,0.1份抗氧剂168,0.3份硬脂酸钙放入高速混合机中混5分钟,然后将混合物加入 双螺杆挤出机,将8份长碳纤维从入纤口牵入,然后加到双螺杆挤出机中共同挤出。双螺杆 挤出机的料筒各区段温度分别设置为:一区180、二区185、三区195、四区200、五 区205、六区205、机头200。挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后进 入切粒机造粒。 0020 实施例2 将57.5份PP S1003,21份十溴二苯乙烷,7份三氧化二锑,4份PP-G-MAH,0.1份。
15、抗氧 说 明 书CN 103030879 A 3/4页 6 剂1010,0.1份抗氧剂168,0.3份硬脂酸钙放入高速混合机中混3分钟,然后将混合物加入 双螺杆挤出机,将10份长碳纤维从入纤口牵入,然后加到双螺杆挤出机中共同挤出。双螺 杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为:一区200、二区205、三区205、四区215、 五区215、六区220、机头220。挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后 进入切粒机造粒。 0021 实施例3 将50.5份PP S1003,18份十溴二苯乙烷,6份三氧化二锑,10份PP-G-MAH,0.1份抗氧 剂1010,0.1份抗氧剂168,0.3份硬脂酸钙放。
16、入高速混合机中混3分钟,然后将混合物加入 双螺杆挤出机,将15份长碳纤维从入纤口牵入,然后加到双螺杆挤出机中共同挤出。双螺 杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为:一区200、二区205、三区210、四区215、 五区215、六区220、机头225。挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后 进入切粒机造粒。 0022 对比例1 将63.8份PP S1003,26份十溴二苯乙烷,10份三氧化二锑,0.1份抗氧剂1010,0.1份 抗氧剂168放入高速混合机中混5分钟,然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆 挤出机的料筒各区段温度分别设置为:一区180、二区185、三区195、四区200、五。
17、 区205、六区205、机头200。挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后进 入切粒机造粒。 0023 对比例2 将72.5份PP S1003,12份十溴二苯乙烷,4份三氧化二锑,3份PP-G,0.1份抗氧剂 1010,0.1份抗氧剂168,0.3份硬脂酸钙放入高速混合机中混5分钟,然后将混合物加入双 螺杆挤出机,将8份长碳纤维从入纤口牵入,然后加到双螺杆挤出机中共同挤出。双螺杆挤 出机的料筒各区段温度分别设置为:一区180、二区185、三区195、四区200、五区 205、六区205、机头200。挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后进入 切粒机造粒。 0024 对实施例1-。
18、3及对比例1-2制备得到的材料进行性能测试,通过体积电阻率和阻 燃性能进行评价,测试结果如表1所示。 0025 表1 从实施例1-3和对比例1-2的结果对比可以看出,加入碳纤维能显著降低材料的体积 电阻率。从实施例1-3的性能数据可以看出,本发明提供的材料具有良好的抗静电性和阻 燃性能。 0026 实施例4 一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料的制备方法,包括以下步骤: 说 明 书CN 103030879 A 4/4页 7 (1)将熔体流动速率为1-50g/10min的共聚聚丙烯65重量份,阻燃剂溴化环氧树脂18 重量份,阻燃协效剂氢氧化镁6.7重量份,相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(密度为0.89 g。
19、/cm 3 , 接枝率为3%)1重量份,抗氧剂1010 0.1重量份,抗氧剂168 0.2重量份,加入高速混合机 中混合3-5分钟; (2)然后将上述混合物加入挤出机中,将连续性碳纤维9重量份从入纤口加到双螺杆 挤出机中共同挤出,控制双螺杆挤出机的料筒温度在180-210范围内; (3)挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到上述环 保阻燃永久抗静电聚丙烯材料。 0027 实施例5 一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料的制备方法,包括以下步骤: (1)将熔体流动速率为60-100g/10min的均聚聚丙烯45重量份,阻燃剂溴化聚苯乙烯 24重量份,阻燃协效剂硼酸锌10重量份。
20、,相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(密度为0.91 g/cm 3 , 接枝率为0.5%)5重量份,抗氧剂1076 0.1重量份,抗氧剂168 0.3重量份,有机硅润滑剂 0.5重量份,加入高速混合机中混合3-5分钟; (2)然后将上述混合物加入挤出机中,将连续性碳纤维15重量份从入纤口加到双螺杆 挤出机中共同挤出,控制双螺杆挤出机的料筒温度在200-230范围内; (3)挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到上述环 保阻燃永久抗静电聚丙烯材料。 0028 实施例6 一种环保阻燃永久抗静电聚丙烯材料的制备方法,包括以下步骤: (1)将熔体流动速率为20-45 g/10min的共。
21、聚聚丙烯25.7重量份、熔体流动速率为 55-85 g/10min的均聚聚丙烯20重量份,阻燃剂间苯二酚双(二苯磷酸酯)24重量份,阻燃 协效剂多聚磷酸铵9.5重量份,相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(密度为0.89-0.91 g/cm 3 ,接枝 率为1%)7重量份,抗氧剂1010 0.2重量份、抗氧剂168 0.2重量份,硬脂酸类分散剂0.4 重量份,加入高速混合机中混合3-5分钟; (2)然后将上述混合物加入挤出机中,将短碳纤维13重量份从入纤口加到双螺杆挤出 机中共同挤出,控制双螺杆挤出机的料筒温度在190-220范围内; (3)挤出条通过循环水槽冷却至室温,经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到上述环 保阻燃永久抗静电聚丙烯材料。 0029 以上公开的仅为本申请的几个具体实施例,但本申请并非局限于此,任何本领域 的技术人员能思之的变化,都应落在本申请的保护范围内。 说 明 书CN 103030879 A 。