一種低成本無翹曲高阻燃聚丙烯家具料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種有機(jī)高分子納米復(fù)合材料，更具體的說，設(shè)及一種低成本無翅曲 高阻燃聚丙締家具料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料家具是一種新性能的家具，在人們的日常生活中已占有了很重要的地位。塑 料家具與其他家具相比，具有1)色彩細(xì)麗線條流楊;2)造型多樣隨意優(yōu)美;3)輕便小巧拿取 方便;4)品種多樣適用面廣；5)便于清潔易于保護(hù);6)價(jià)格便宜等一系列優(yōu)點(diǎn)。正因?yàn)樗芰?家具具有如此明顯的優(yōu)勢(shì)，因此在近年來家具領(lǐng)域迅速占領(lǐng)市場(chǎng)份額。但目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)塑 料家具在主流家具市場(chǎng)上主要占據(jù)中低端市場(chǎng)，運(yùn)不僅是由于市場(chǎng)同質(zhì)化嚴(yán)重，外觀缺乏 創(chuàng)新等原因，還由于塑料原材料性能不達(dá)標(biāo)，限制了其往中高端方向的發(fā)展。
[0003] 聚丙締，是由丙締聚合而制得的一種熱塑性樹脂，是五大通用塑料之一;具有優(yōu)良 的力學(xué)性能且價(jià)格較為適中，被廣泛應(yīng)用于家具材料領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)普遍使用的原材料都 不理想，往往是工廠直接將未經(jīng)改性的聚丙締直接進(jìn)行注塑加工。雖然聚丙締家具耐光、 油、對(duì)化學(xué)溶劑性能好，但硬度差，應(yīng)防止碰撞和刀尖硬物劃傷，如有開裂可用熱烙法修補(bǔ)， 無膠水可粘。目前，中高端家具料的主要性能要求有1)高強(qiáng)度;2)高初性;3)耐老化;4)表面 光亮;5)價(jià)格適中。因此，需要對(duì)聚丙締材料進(jìn)行增強(qiáng)、增初等性能改性，同時(shí)最好還能一定 程度的控制原材料成本。
[0004] 國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)對(duì)聚丙締原料改性的研究已有較多設(shè)及，例如CN102675727A、 〔化043416804、〔化025853784、〔化031136974、〔化047448204、〔化041777074等。在在聚丙締 樹脂中加入其他高性能的聚合物材料，雖然能提高聚丙締體系的性能，但往往成本較高，在 家具產(chǎn)品中較難推廣。而在聚丙締樹脂中加入無機(jī)納米粒子如玻纖、碳酸巧等(價(jià)格相對(duì)聚 丙締低廉），可W-定程度上提高聚丙締材料的力學(xué)性能及控制其成本，但由于無機(jī)填料和 聚丙締樹脂相容性不佳，如添加量較大(大于30%)，則易形成相分離或應(yīng)力集中現(xiàn)象，會(huì)影 響聚丙締體系的力學(xué)性能和外觀美觀，也不能滿足家居料性能的要求。目前，國(guó)內(nèi)外專利和 技術(shù)難W滿足中高端聚丙締家具料的需求(性能好、無翅曲、成本低廉）。因此，開發(fā)一種低 成本、高性能、無翅曲的聚丙締家具專用料顯得尤為重要，具有良好的市場(chǎng)前景和社會(huì)效 益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提供一種低成本、高性能、無翅 曲的聚丙締家具料。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案:一種低成本無翅曲的聚丙締家具料， 其特征在于是由W下成分按重量比組成:聚丙締為20-50 %，短玻纖有機(jī)母粒為15-35 %，增 初劑為5-10%，納米碳酸巧為25-35%，潤(rùn)滑劑0.1-1%;所述的短玻纖有機(jī)母粒由短玻纖、 膨脹型阻燃劑、鐵酸醋偶聯(lián)劑和聚乙締蠟組成。
[0007] 本發(fā)明的一種無翅曲玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙締家具料，通過對(duì)短玻纖進(jìn)行有機(jī)化改 性，在短玻纖表面包覆偶聯(lián)劑、阻燃劑和有機(jī)高分子膜，有效地提高了短玻纖與聚丙締樹脂 界面的相容性，進(jìn)而可提高短玻纖的均勻分散與網(wǎng)絡(luò)的形成，避免了應(yīng)力集中導(dǎo)致的翅曲 問題，同時(shí)能夠提高玻纖的填充量，降低產(chǎn)品成本。
[0008] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的膨脹型阻燃劑為季戊四醇雙憐酸醋蜜胺鹽。阻燃劑經(jīng) 鐵酸醋偶聯(lián)劑改性后先與玻纖混合造粒，再與聚丙締材料復(fù)合，提高了阻燃劑在聚丙締樹 脂的分散度和效果，使得家具料具備良好的阻燃性能。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的鐵酸醋偶聯(lián)劑為單烷氧基焦憐酸醋型偶聯(lián)劑。
[0010] 作為本發(fā)明的再進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的增初劑為聚締控彈性體，其中聚締控彈性 體為POE-g-MAH，即馬來酸酢接枝處理過的聚締控彈性體，馬來酸酢的接枝率為2.5%。所述 的潤(rùn)滑劑為超支化聚合物，優(yōu)選地，所述的超支化聚合物為3代-5代的耐熱型脂肪族超支化 聚醋混合物，平均相對(duì)分子量為5200-11500。在復(fù)合材料中加入了馬來酸酢接枝P0E作為增 初劑、耐熱型脂肪族超支化聚醋混合物作為潤(rùn)滑劑，進(jìn)一步提高無機(jī)粒子與聚丙締的相容 性，使得該低成本玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙締家具料無翅曲，并具備了良好的初性和加工性，提高 復(fù)合材料的綜合性能。
[0011] 本發(fā)明還要提供一種短玻纖有機(jī)母粒的制備方法，包括W下步驟：
[0012] (1)液體石蠟與單烷氧基焦憐酸醋型偶聯(lián)劑按照體積比1:1比例稀釋混合；
[0013] (2)將季戊四醇雙憐酸醋蜜胺鹽置于高速攬拌機(jī)中，邊攬拌邊滴入與季戊四醇雙 憐酸醋蜜胺鹽質(zhì)量比為2:1的步驟1混合液，繼續(xù)攬拌10-15分鐘；
[0014] (3)在步驟(2)所得混合物中加入質(zhì)量比5:1的短玻纖、質(zhì)量比1:1的聚乙締蠟，充 分混合、干燥，然后混合物經(jīng)110-12(TC的單螺桿擠出機(jī)擠出造粒即得短玻纖有機(jī)母粒。
[0015] 通過本發(fā)明制備的短玻纖有機(jī)母粒，短玻纖表面通過烙融法包覆偶聯(lián)劑、阻燃劑 和有機(jī)高分子膜，可進(jìn)一步提高短玻纖與聚丙締樹脂界面的相容性，因而可采用大比例的 短玻纖有機(jī)母粒和納米碳酸巧來填充改性增強(qiáng)聚丙締樹脂，在增強(qiáng)聚丙締的同時(shí)，大大了 降低了成本。
[0016] 本發(fā)明還要提供一種無翅曲玻纖阻燃增強(qiáng)聚丙締家具料的制備方法，包括W下步 驟：
[0017] 1)依次將20-50巧1%聚丙締、15-35巧1%短玻纖有機(jī)母粒、5-10巧1%增初劑、25- 35wt %納米碳酸巧和0.1-1 wt %潤(rùn)滑劑放入高速混料機(jī)進(jìn)行混料處理，攬拌至55 °C ;
[0018] 2)將混合物靜置、冷卻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中，通過擠出機(jī)將混合物進(jìn)行均衡 共混，最后共混物經(jīng)擠出機(jī)機(jī)頭拉出、冷卻、吹干、切粒即得無翅曲玻纖阻燃增強(qiáng)聚丙締家 具料；
[0019] 其中，所述的短玻纖有機(jī)母粒由短玻纖、膨脹型阻燃劑、鐵酸醋偶聯(lián)劑和聚乙締蠟 組成并由W下方法獲得：
[0020] (1)液體石蠟與單烷氧基焦憐酸醋型偶聯(lián)劑按照體積比1:1比例稀釋混合；
[0021] (2)將季戊四醇雙憐酸醋蜜胺鹽置于高速攬拌機(jī)中，邊攬拌邊滴入與季戊四醇雙 憐酸醋蜜胺鹽質(zhì)量比為2:1的步驟1混合液，繼續(xù)攬拌10-15分鐘；
[0022] (3)在步驟(2)所得混合物中加入質(zhì)量比5:1的短玻纖、質(zhì)量比1:1的聚乙締蠟，充 分混合、干燥，然后混合物經(jīng)110-12(TC的單螺桿擠出機(jī)擠出造粒即得短玻纖有機(jī)母粒。
[0023] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0024] 1)通過發(fā)明制備的無翅曲玻纖阻燃增強(qiáng)聚丙締家具料，同時(shí)具有優(yōu)異的力學(xué)性能 和阻燃性能，
[0025] 2)原材料成本低廉，材料成型加工簡(jiǎn)單、表面光滑無翅曲，特別適用于對(duì)產(chǎn)品形狀 結(jié)構(gòu)和外觀、成本及加工性等有較高要求的中高端家具用品上。
[0026] 3)所述的短玻纖有機(jī)母粒的制備方法適用面廣，可用于其他增強(qiáng)阻燃聚合物復(fù)合 材料的制備。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說明，但發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[002引本發(fā)明實(shí)施例一
[0029] 本發(fā)明的一種低成本無翅曲的聚丙締家具料，由下述重量份的原料組成：聚丙締 為50 %，短玻纖有機(jī)母粒為15 %，增初劑P0E-g-MAH(接枝率2.5 % )為9 %，納米碳酸巧為 25%，潤(rùn)滑劑耐熱型脂肪族超支化聚醋混合物(平均相對(duì)分子量為5200)1%。
[0030] 首先，按W下步驟制備短玻纖有機(jī)母粒：
[0031 ]步驟1:液體石蠟與單烷氧基焦憐酸醋型偶聯(lián)劑按照體積比1:1比例稀釋混合；
[0032] 步驟2:將季戊