[发明专利]环境友好型阻燃改性聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境友好型阻燃改性聚丙烯复合材料及其制备方法，属于属有机高分子复合材料的制备及应用技术领域。

背景技术

众所皆知，各种通用塑料及工程塑料在汽车上的应用越来越广泛，它不仅可以减轻零部件及整车重量，同时也可以降低原材料成本及整车价格。在应用众多的塑料家族中，聚丙烯材料由于期质轻、价廉以及优异的性能更是得到了广泛的应用。无论是在汽车内饰、汽车外饰、发动机舱以及地盘等各个系统，随处可见聚丙烯材料的应用实例。随着国民经济的日益发展，人们对汽车也有更多的需求以及更高的要求，环保、低成本、舒适、美观、节能等等都使得聚丙烯材料的应用有着更广阔的前景。作为一种通用塑料，聚丙烯因具有密度小、设计自由度高、易于加工、成本低等优点，被广泛用于各个场合。但与其他高分子材料相比，其强度、耐热、阻燃都无法达到使用要求，使它在汽车领域的应用受到了较大的限制。

现有技术中，亟需一种可以应用于汽车领域同时兼顾环境友好、阻燃、易于加工成型、机械性能、耐热老化、耐刮擦、耐光老化等性能的改性聚丙烯复合材料。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供一种制作工艺简单、机械性能良好的环境友好型阻燃改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

为了达到以上目的，本发明的一环境友好型阻燃改性聚丙烯复合材料，其特征在于由以下质量配比的原料制成：

聚丙烯树脂100份

复合阻燃剂30～50份

填充剂20～40份

表面改性二氧化钛5～20份

润滑剂0.6～4份

抗氧剂0.2～1.0份

刚性成核剂0.1～0.5份；

其中：所述聚丙烯树脂为高刚性高流动性的均聚聚丙烯树脂，所述的高流动性的均聚聚丙烯树脂在230℃×2.16kg测定的熔体流动速率12±1g/10min；

所述的复合阻燃剂为十溴二苯乙烷与氢氧化镁按质量比为1：1自制复配型；所述的填充剂为2000目的活性滑石粉；所述的二氧化钛为经过SiO₂或Al₂O₃无机化合物表面包覆处理后的金红石型二氧化钛。

本发明进一步采取的技术方案为：

进一步的，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、油酸酰胺、芥酸酰胺中一种或其组合。

进一步的，所述的抗氧剂是抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂B215中的一种或其组合。

进一步的，所述的刚性成核剂是NAA325、NAP-71、NAP53F中的一种或其组合。

该环境友好型阻燃改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

功能助剂预分散：在高速混合机中投入环境友好型阻燃改性聚丙烯复合材料配方中的20份聚丙烯树脂粉料以及全部润滑剂、抗氧剂和刚性成核剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3～8min于物料温度40±5℃排料至料仓；

配方原料高速混合：按环境友好型阻燃改性聚丙烯复合材料配方称取80份聚丙烯树脂粉料、含20份聚丙烯树脂粉料的功能助剂预分散混合料、复合阻燃剂以及填充剂加入温度40±5℃的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2～5min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合，3～5min后加入经过表面改性的二氧化钛，继续搅拌3～8min后排料至双螺杆挤出机；

双螺杆共混改性造粒：将混合均匀的聚丙烯粉料加入双螺杆挤出机，物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂和填料在聚丙烯树脂基体中分散均匀，熔体从挤出机机头挤出分成数条，通过水槽冷却、鼓风干燥，最后由切粒机得到环境友好型阻燃改性聚丙烯复合材料颗粒。

进一步的，在所述双螺杆挤出机造粒步骤中，成型控制条件为1区温度185±10℃，2区温度190±10℃，3区温度195±10℃，4区温度195±10℃，5区温度195±10℃，6区温度185±10℃，7区温度165±10℃，8区温度165±10℃，9区温度165±10℃，机头温度195±10℃，熔体压力20±5MPa。