專利名稱：無析出聚丙烯阻燃母料及其制備方法
無析出聚丙烯阻燃母料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種無析出聚丙 烯阻燃母料及其制備方法。技術(shù)背景微膠嚢包覆技術(shù)主要用于紅磷阻燃劑，紅磷是一種高效阻燃劑，但在空 氣中易吸潮、易氧化、在空氣中的粉塵易引起爆炸，加工時(shí)產(chǎn)生有毒的PH3 氣體等，然而經(jīng)包覆后的紅磷克服了上述缺點(diǎn),因此這種包覆技術(shù)開始應(yīng)用在 其他的物質(zhì)上。溴系有機(jī)阻燃劑雖是目前阻燃性最好的有機(jī)阻燃劑之一，但是一些溴系阻燃劑加工時(shí)產(chǎn)生有毒的氣體，污染環(huán)境，影響工人的人身安全； 更主要的是，很多的溴系阻燃劑，如十溴聯(lián)苯醚，八溴醚等，經(jīng)直接生產(chǎn)的 阻燃材料在長時(shí)間的應(yīng)用后，此類阻燃劑容易從制品表面析出，在制件表面 起霜，影響制件的外觀，同時(shí)，也導(dǎo)致材料的阻燃性下降。而據(jù)文獻(xiàn)資料， 關(guān)于溴系阻燃劑的專利都是出于對溴系阻燃劑加工性能、阻燃效果等方面的 考慮來進(jìn)行處理，而對防止溴系阻燃劑的析出研究比較少。因此，如何對其 進(jìn)行改進(jìn)成為工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所欲解決的技術(shù)問題是提供一種無析出阻燃聚丙烯母料以及制造 方法，以提高阻燃性能和解決目前工業(yè)生產(chǎn)中溴系阻燃劑容易析出的難題。 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種無析出聚丙烯阻燃母料，這種母料組分包括 特殊聚合物A,溴系阻燃劑B，阻燃協(xié)效劑C以及分散劑D，各組分配比按重量比為A 15-50 B 40-85 C:B 10-25:100 D:A 0.5-5:100 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的特殊聚合物A是改性共聚物或改性彈性體或改性尼龍或改性聚碳酸酯。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的溴系阻燃劑B是多溴聯(lián)苯醚系列。 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的多溴聯(lián)苯醚系列是十溴二苯醚或八溴 醚。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的阻燃協(xié)效劑C是三氧化二銻或五氧化 二銻或銻酸鹽或含銻的各種絡(luò)合物。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的^t劑是十二烷基苯黃酸鈉或十二烷 基苯硫酸鈉或脂肪醇聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨糖醇單油酸酯或聚乙 烯醇或乙撐雙硬脂酰胺。 一種用于制備無析出聚丙烯阻燃母料的方法，其具體步驟如下(1) 將一定比例的溴系有機(jī)阻燃劑和其協(xié)效阻燃劑(含銻化合物)以及* 劑共混加入到高攪機(jī)中，在5(TC的溫度下高速攪拌15分鐘；(2) 然后加入特殊聚合物再充分?jǐn)嚢?0分鐘；(3) 最后將共混物在料筒溫度為220-250。C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分的雙 螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，冷卻后即得聚丙烯阻燃母料。本方法的進(jìn)一步進(jìn)在于，分散劑的用量占溴系阻燃劑用量的0.5-5%,特 殊聚合物與溴系阻燃劑和銻系協(xié)效物的配比在1:4和5:5之間。無析出阻燃聚丙烯母料主要是針對某些溴系阻燃劑在阻燃聚丙烯應(yīng)用中 的析出現(xiàn)象而開發(fā)的。通過將溴系阻燃劑及其協(xié)效劑在其他分散劑，相容劑 等輔助助劑作用下，用特殊的高分子聚合物材料進(jìn)行包覆處理，從而得到所 需要的阻燃母料。所采用的溴系阻燃劑主要是十溴二苯醚(DBDPO),八溴 醚(BDBPE)等，所用的特殊聚合物主要是改性共聚物(MCP)，改性彈性 體(MTP),改性尼龍(MPA)，改性聚碳酸酯(MPjC)等聚合物。無析出阻燃聚丙烯母料的制備原理方法主要是將溴系阻燃劑和銻系協(xié)效 劑作為嚢材，在雙螺桿擠出機(jī)中用特殊聚合物進(jìn)行包覆，由于此特殊聚合物 的物性不同于聚丙烯的物性，從而經(jīng)包覆后的溴系阻燃劑母料在阻燃聚丙烯 時(shí)，在正常的聚丙烯使用范圍內(nèi)，不會出現(xiàn)阻燃劑的析出現(xiàn)象。本發(fā)明所能達(dá)到的有益效果是，選用了特殊聚合物作為包覆載體，利用 這種聚合物不同于聚丙烯的物性，包覆后的阻燃母料用于聚丙烯時(shí)，在聚丙 烯的正常使用溫度內(nèi)，由于包覆材料的耐溫性等高千聚丙烯的使用溫度，從 而溴系阻燃劑能被這些特殊的聚合物緊緊的包住，不能遷移到聚丙烯熔體中，更不能遷移到制件的外表面，由此起到防析出的效果。因此，通過本發(fā) 明的方法制備的聚丙烯母料的阻燃劑不容易從制品表面析出，不會在制件表面起霜，因此制件的外觀漂亮精致；同時(shí)，其材料的阻燃性也有很大的提高。具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。實(shí)施例1、將450g阻燃劑十溴二苯醚(DBDPO )， 150g:的銻系阻燃協(xié)效劑Sb203 和10g的分散劑乙撐雙硬脂酰胺(EBS )加入到高攪機(jī)中，在50°C的溫度下 高速攪拌15分鐘，然后加入400g的特殊聚合物Al (MTP )充分?jǐn)嚢?0分 鐘，在將所得的混合物在同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，擠出機(jī)的料筒加工 溫度依次為165。C、 170°C、 170°C、 165°C、 175°C,螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分。 將所得到的阻燃聚丙烯母料和聚丙烯樹脂按1: 2混合后再造粒，可得到阻燃 級別為UL94-0的阻燃聚丙烯材料。用此阻燃聚丙烯在注塑4幾中生產(chǎn)成樣件， 將樣件按測試阻燃劑析出的方法進(jìn)行定性和定量分析，樣件表面沒有任何阻 燃劑析出現(xiàn)象，質(zhì)量也無變化。而在同樣的配方中，i未經(jīng)特殊聚合物包覆處 理的阻燃劑和聚丙烯直接共混造粒所得的阻燃聚丙烯，其生產(chǎn)出的制件在同 樣的測試條件下，發(fā)現(xiàn)其制件表面有一層白色的粉末，表明有大量的低分子 阻燃劑析出；將樣件清洗后發(fā)現(xiàn)質(zhì)量有一定的損失。2、 將450g阻燃劑八溴醚(BDBPE), 150g的銻系協(xié)效劑Sb203和10g的分散 劑聚乙烯醇加入到高攪機(jī)中，在50。C的溫度下高速攪拌15分鐘，然后加入 400g的特殊聚合物A2 (MCP )充分?jǐn)嚢?0分鐘，在將所得的混合物在同向雙 螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，擠出機(jī)的料筒加工溫度依次為180°C、 185°C、 185 °C、 180°C、 185°C,螺桿轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分。將所得到的阻燃聚丙烯母料和聚 丙烯樹脂按l: 2混合后再造粒，可得到阻燃級別為UL94-0的阻燃聚丙烯材 料。用此阻燃聚丙烯在注塑機(jī)中生產(chǎn)成樣件，將樣4按測試阻燃劑析出的方 法進(jìn)行定性和定量分析，樣件表面沒有任何阻燃劑析出現(xiàn)象，質(zhì)量也無變化。 而在同樣的配方中，未經(jīng)特殊聚合物包覆處理的阻燃劑和聚丙烯直接共混造 粒所得的阻燃聚丙烯，其生產(chǎn)出的制件在同樣的測試條件下，發(fā)現(xiàn)其制件表 面有一層白色的粉末，表明有大量的低分子阻燃劑析出；將樣件清洗后發(fā)現(xiàn) 質(zhì)量有一定的損失。3、 將600g阻燃劑十溴二苯醚(DBDPO)， 200g的銻系協(xié)效劑Sb203和10g的分散劑十二烷基苯黃酸鈉加入到高攪機(jī)中，在5(TC的溫度下高速攪拌15 分鐘，然后加入200g的特殊聚合物A3 (MPA)充分?jǐn)嚢?0分鐘，在將所得 的混合物在同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行造粒擠出機(jī)的料筒加工溫度依次為230 。C、 23(TC、 225°C、 225°C、 230°C,螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分。將所得到的阻燃 聚丙烯母料和聚丙烯樹脂按l: 3混合后再造粒，可得到阻燃級別為UL94-0 的阻燃聚丙烯材料。用此阻燃聚丙烯在注塑機(jī)中生產(chǎn)成樣件，將樣件按測試 阻燃劑析出的方法進(jìn)行定性和定量分析，樣件表面沒有任何阻燃劑析出現(xiàn) 象，質(zhì)量也無變化。而在同樣的配方中，未經(jīng)特殊聚合物包覆處理的阻燃劑 和聚丙烯直接共混造粒所得的阻燃聚丙烯，其生產(chǎn)出的制件在同樣的測試條 件下，發(fā)現(xiàn)其制件表面有一層白色的粉末，表明有大量的低分子阻燃劑析出； 將樣件清洗后發(fā)現(xiàn)質(zhì)量有一定的損失。4、 將600g阻燃劑十溴二苯醚(DBDPO)， 200g的銻系協(xié)效劑Sb203和10g 的分散劑乙撐雙硬脂酰胺(EBS )加入到高攪機(jī)中，在50°C的溫度下高速攪 拌15分鐘，然后加入200g的特殊聚合物A4 ( MPC )充分?jǐn)嚢?0分鐘，在將 所得的混合物在同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，沖齊出機(jī)的料筒加工溫度依次 為230。C、 235°C、 240°C、 235°C、 230°C,螺桿轉(zhuǎn),為150轉(zhuǎn)/分。將所得到 的阻燃聚丙烯母料和聚丙烯樹脂按l: 3混合后再造粒，可得到阻燃級別為 UL94-0的阻燃聚丙烯材料。用此阻燃聚丙烯在注塑機(jī)中生產(chǎn)成樣件，將樣件 按測試阻燃劑析出的方法進(jìn)行定性和定量分析，樣件表面沒有任何阻燃劑析 出現(xiàn)象，質(zhì)量也無變化。而在同樣的配方中，未經(jīng)特殊聚合物包覆處理的阻 燃劑和聚丙烯直接共混造粒所得的阻燃聚丙烯，其生產(chǎn)出的制件在同樣的測 試條件下，發(fā)現(xiàn)其制件表面有一層白色的粉末，表明有大量的低分子阻燃劑 析出；將樣件清洗后發(fā)現(xiàn)質(zhì)量有一定的損失。5、 將600g阻燃劑八溴醚(BDBPE )， 200g的銻系協(xié)效劑Sbz03和10g的分散 劑聚乙烯醇加入到高攪機(jī)中，在50。C的溫度下高速攪拌15分鐘，然后加入 200g的特殊聚合物Al (MTP )充分?jǐn)嚢?0分鐘，在蔣所得的混合物在同向雙 螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，擠出機(jī)的料筒加工溫度依次為185°C、 1855°C、 190 °C、 190°C、 185°C，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分。將所得到的阻燃聚丙烯母料和聚 丙烯樹脂按l: 3混合后再造粒，可得到阻燃級別為UL94-0的阻燃聚丙烯材 料。用此阻燃聚丙烯在注塑機(jī)中生產(chǎn)成樣件，將樣件按測試阻燃劑析出的方 法進(jìn)行定性和定量分析，樣件表面沒有任何阻燃劑析出現(xiàn)象，質(zhì)量也無變化。而在同樣的配方中，未經(jīng)特殊聚合物包覆處理的阻燃劑和聚丙烯直接共混造 粒所得的阻燃聚丙烯，其生產(chǎn)出的制件在同樣的測試條件下，發(fā)現(xiàn)其制件表面有一層白色的粉末，表明有大量的低分子阻燃劑析出；將樣件清洗后發(fā)現(xiàn) 質(zhì)量有一定的損失。6、將600g阻燃劑十溴二苯醚(DBDPO)， 200g的銻系協(xié)效劑Sb20s和10g 的分散劑十二烷基苯黃酸鈉加入到高攪機(jī)中，在50。C的溫度下高速攪拌15 分鐘，然后加入200g的特殊聚合物A2 (MCP)充分?jǐn)嚢?0分鐘，在將所得 的混合物在同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行造粒擠出機(jī)的料筒加工溫度依次為180 °C、 185°C、 185°C、 180°C、 185°C，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分。將所得到的阻燃 聚丙烯母料和聚丙烯樹脂按l: 3混合后再造粒，可得到阻燃級別為UL94-0 的阻燃聚丙烯材料。用此阻燃聚丙烯在注塑機(jī)中生產(chǎn)成樣件，將樣件按測試 阻燃劑析出的方法進(jìn)行定性和定量分析，樣件表面沒有任何阻燃劑析出現(xiàn) 象，質(zhì)量也無變化。而在同樣的配方中，未經(jīng)特殊聚合物包覆處理的阻燃劑 和聚丙烯直接共混造粒所得的阻燃聚丙烯，其生產(chǎn)出的制件在同樣的測試條 件下，發(fā)現(xiàn)其制件表面有一層白色的粉末，表明有大量的低分子阻燃劑析出； 將樣件清洗后發(fā)現(xiàn)質(zhì)量有一定的損失。本發(fā)明所采取的測試方法主要是定性分析和定量分析，將包覆后的聚 丙烯阻燃母料和未包覆的阻燃劑按同樣的配比來阻燃聚丙烯，觀察其阻燃性 和析出情孔定性分析主要是目測法，具體方法是將制件》文在常溫下觀察1000 小時(shí)和在高低溫箱中反復(fù)在常溫和100。C之間變換三次，連續(xù)烘72小時(shí)，目表明有析出現(xiàn)象。定量分析則是具體分析阻燃劑的析出量的大小，方法是同樣的和定性分 析的條件一樣。先測量制件的質(zhì)量，然后將其表面析出的阻燃劑水洗掉，當(dāng) 然，也可以采用酒精清洗，再測量洗掉析出物后制件的質(zhì)量，分析兩者的質(zhì) 量變化，從而得出阻燃劑的析出量的大小。經(jīng)過4企測，用本發(fā)明的方法生產(chǎn)出來的制件，清洗前后質(zhì)量沒有變化， 說明聚丙烯阻燃母料無析出。
權(quán)利要求
1、一種無析出聚丙烯阻燃母料，其特征在于所述母料組分包括特殊聚合物A，溴系阻燃劑B，阻燃協(xié)效劑C以及分散劑D，各組分配比按重量比為A15-50B40-85C∶B 10-25∶100D∶A 0.5-5∶100。
2、如權(quán)利要求1所述的無析出聚丙烯阻燃母料，其特征在于 所述的特殊聚合物A是改性共聚物(MCP)，改性彈性體(MTP)，改性 尼龍(MPA ),改性聚碳酸酯(MPC )。
3、 如權(quán)利要求1所述的無析出聚丙烯阻燃母料，其特征在于所 述的溴系阻燃劑B是多溴聯(lián)苯醚系列。
4、 如權(quán)利要求3所述的無析出聚丙烯阻燃母料，其特征在于所 述的多溴聯(lián)苯醚系列是十溴二苯醚或八溴醚。
5、 如權(quán)利要求1所述的無析出聚丙烯阻燃母料，其特征在于所 述的阻燃協(xié)效劑C是三氧化二銻或五氧化二銻或銻酸鹽或含銻的 各種絡(luò)合物。
6、 如權(quán)利要求1所述的無析出聚丙烯阻燃母料，其特征在于所 述的分散劑是十二烷基苯黃酸鈉或十二烷基苯疏酸鈉或脂肪醇聚 氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨糖醇單油酸酯或聚乙烯醇或乙撐雙 硬脂酰胺。
7、 一種用于制備權(quán)利要求1所述的阻燃母料的方法，其具體步驟 :^r下(1)將一定比例的溴系有機(jī)阻燃劑和其協(xié)效阻燃劑(含銻化合物)以 及分散劑共混加入到高攪機(jī)中，在50。C的溫度下高速攪拌15分鐘；(2 )然后加入特殊聚合物再充分?jǐn)嚢?0分鐘；(3)最后將共混物在料筒溫度為220-25(TC之間，螺桿轉(zhuǎn)速為150 轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，冷卻后即得聚丙烯阻燃母料。
8、 按照權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于*劑的用量 占溴系阻燃劑用量的0. 5-5 % ，特殊聚合物與溴系阻燃劑和銻系協(xié)效 物的配比在1: 4和5: 5之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無析出聚丙烯阻燃母料及其制備方法。本發(fā)明的無析出聚丙烯阻燃母料組分包括特殊聚合物A，溴系阻燃劑B，阻燃協(xié)效劑C以及分散劑D，各組分配比按重量比為A15-50，B40-85，C∶B10-25∶100，D∶A0.5-5∶100。本發(fā)明的制備方法是將一定比例的上述物質(zhì)混合、攪拌、擠出造粒、冷卻。本發(fā)明制備的阻燃劑母料生產(chǎn)的產(chǎn)品阻燃劑不容易從制品表面析出，不會在制件表面起霜，因此制件的外觀漂亮精致；同時(shí)，阻燃性也有很大的提高。
文檔編號C08K5/00GK101333318SQ20071002884
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者劉述梅, 斌 曾, 王雄剛, 趙建青, 郭慶時(shí), 陳威至 申請人:佛山市順德區(qū)高怡新塑料有限公司;華南理工大學(xué)