汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料及其制备方法。所述汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料，包括下述重量份的组分：PP树脂100份，POE塑料8-20份，HDPE树脂10-25份，阻燃剂2-15份，耐热剂1-8份。优选的，所述阻燃剂为聚磷酸铵、蒙脱土、氰尿酸三聚氰胺和氢氧化铝中的一种或几种的混合物；所述耐热剂为硬脂酸镁、甲基锡三(巯基乙酸异辛酯)、二月桂酸二丁基锡和三(4-壬苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合物。本发明生产成本低、加工性能好、阻燃性和耐热性好、环境友好。本发明的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料，特别适合于注塑成各种汽车内饰件。

权利要求

1.一种汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料，其特征在于，包括下述重量份的组分：所述耐热剂由下述重量份的组分组成：所述阻燃剂由下述重量份的组分组成：所述聚磷酸铵的聚合度为21-26。

2.如权利要求1所述的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料，其特征在于，包括下述重量份的组分：

3.如权利要求1-2中任一项所述的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比称取原料，高速充分混合5-10分钟后，加入双螺杆挤出机，在170-200℃挤出造粒。

说明书

汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种改性PP塑料及其制备方法，尤其涉及一种汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料及其制备方法。

背景技术

[0002] 聚丙烯，英文缩写为PP，是1957年于意大利首先投入工业生产，是继聚乙烯(PE)之后的又一个重要的塑料品种。PP的比热容、热导率皆小于PE，但绝热性优于PE。PP属于非极性聚合物，具有优异的介电性和电绝缘性，电性能基本不受环境湿度及电场频率的影响，在允许的工作范围内，温度升高会使电性能降低，它的耐电弧性较高。PP的耐化学性良好，除强黄变剂对它有侵蚀作用外，其他试剂对它均无作用。PP在室温下不溶于任何溶剂，但可以在某些溶剂，如四氯化碳、三氯甲烷、二硫化碳、苯中溶胀，在温度升高时，PP可溶解于某些溶剂中。PP对氧的作用较敏感，特别是在温度较高时。它耐紫外线能力很差，也易受高能辐射的破坏，在受到上述破坏时，它都会降解产生低分子物质。铜的存在会急剧加大PP的黄变降解速率，使其很快脆化，故称之为“铜害”。PP有较突出的耐应力开裂性。但它的耐寒性差，耐候性也不好，高温则刚性不足。

[0003] 大部分汽车部件都是用注塑成型方法加工的，聚丙烯树脂可用于车内和车外部外壳，方向盘、导油管及把手和按钮等小部件，车外部包括前散热器护栅和灯罩等。聚丙烯树脂容易加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，容易涂装、着色，还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能，可广泛应用于电子电器领域，包括各种办公和消费性电子/电器，办公电器包括电子数据处理机、办公室设备。

[0004] 聚丙烯树脂的韧性并不太好。

[0005] POE塑料，即乙烯-辛烯共聚物，是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体，辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既优异的韧性，又有良好的加工性。POE具有热塑性弹性体的一般物性，如成型性、废料再利用和硫化胶性能等。价格低，并且相对密度小，因而体积价格低廉。其耐寒性、耐候性优异，使用范围宽广。

[0006] 因为POE的分子量分布窄，分子结构中侧辛基长于侧乙基，在分子结构中可形成联结点，在各成分之间起到联结、缓冲作用，使体系在受到冲击时起分散、缓冲冲击能的作用，减少银纹因受力发展成裂纹的机会，从而提高了体系的冲击强度。当体系受到张力时，由于这些联结点所形成的网络状结构可以发生较大的形变，所以，体系的断裂伸长率有显著的增加，当POE的含量增加时，体系的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均有所下降，这是由POE本身的性能决定的。

[0007] POE分子结构中没有不饱和双键，POE分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好。因此将POE塑料用于PP改性增韧，可以提高其抗冲击性，且POE具有良好的流动性可改善填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度，POE改性的PP塑料具有良好的加工性能和力学性能。

[0008] 但PP树脂的耐热和阻燃性能并不太好，这些缺点严重限制了PP树脂的应用。

[0009] 含卤聚合物或与含卤阻燃剂组合而成的阻燃混合物具有优良的阻燃性能，曾作为阻烯材料被广泛应用。

[0010] 但是，火灾发生时，这类含卤阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成成二次危害。因此发明无卤的阻燃体系，燃烧时发烟量小，不产生有毒、腐蚀性气体，具有重要的实际意义。

发明内容

[0011] 针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料，具有良好的抗阻燃性和耐热性，且燃烧时发烟量小，不产生有毒、腐蚀性气体，避免二次污染。

[0012] 本发明目的是通过如下技术方案实现的：

[0013] 一种汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料，包括下述重量份的组分：

[0014]

[0015] 优选的，所述汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料包括下述重量份的组分：

[0016]

[0017] 优选的，

[0018] 所述阻燃剂为聚磷酸铵、蒙脱土、氰尿酸三聚氰胺和氢氧化铝中的一种或几种的混合物；

[0019] 所述耐热剂为硬脂酸镁、甲基锡三(巯基乙酸异辛酯)、二月桂酸二丁基锡和三(4-壬苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合物；

[0020] 进一步优选的，

[0021] 所述阻燃剂由下述重量份的组分组成：

[0022]

[0023]

[0024] 进一步优选的，

[0025] 所述耐热剂由下述重量份的组分组成：

[0026]

[0027] 更优选的，

[0028] 所述的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料，其特征在于，包括下述重量份的组分：

[0029]

[0030] 本发明还提供了上述汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料的制备方法，其包括以下步骤：按配比称取原料，高速充分混合5-10分钟后，加入双螺杆挤出机，在170-200℃挤出造粒。

[0031] 显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如耐热剂、抗老化剂、耐刮伤剂、润滑剂、光稳定剂、抗氧剂、成核剂、增塑剂、着色剂和抗静电剂等。

[0032] 本发明中，

[0033] HDPE树脂，即高密度聚乙烯，是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。

[0034] 聚磷酸铵，又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵，简称APP，英文名：ammonium polyphosphate；polyphosphoric acids ammonium salts，CAS编号：68333-79-9。聚磷酸铵无分支的长链聚合物，聚合度优选为21-26。

[0035] 蒙脱土，英文名称：Montmorillonite，CAS号：1318-93-0。

[0036] 氰尿酸三聚氰胺，CAS号：37640-57-6。

[0037] 氢氧化铝，CAS号：21645-51-2。

[0038] 硬脂酸镁，CAS号：557-04-0。

[0039] 甲基锡三(巯基乙酸异辛酯)，CAS号：57583-34-3。

[0040] 二月桂酸二丁基锡，CAS号：77-58-7。

[0041] 三(4-壬苯基)亚磷酸酯，CAS号：3050-88-2。

[0042] 发明人通过大量实验发现，使用本发明的阻燃剂和耐热剂，可以有效增强PP塑料的阻燃性能和耐热性能，尤其是使用聚磷酸铵、蒙脱土、氰尿酸三聚氰胺和氢氧化铝的复配阻燃剂，具有协同增效的阻燃效果，而且复配阻燃剂中不含有卤族元素，燃烧时发烟量小，不产生有毒、腐蚀性气体，避免二次污染。使用硬脂酸镁、甲基锡三(巯基乙酸异辛酯)、二月桂酸二丁基锡和三(4-壬苯基)亚磷酸酯的复配耐热剂，具有协同耐热效果，其机理还有待发明人进一步研究探讨。同时，其拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度等常规参数均较满足要求。

[0043] 本产品的制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异。本发明的汽车内饰件用阻燃耐热PP塑料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车用内饰件。

具体实施方式

[0044] 下面结合实施例对本发明作进一步描述。本发明实施例和对比例中所使用的PP树脂为燕山石化公司生产的牌号为K7726H的PP树脂，HDPE树脂为选用韩国SK公司牌号JK910的HDPE树脂，POE为韩国LG化学公司生产的牌号为LC170的POE。

[0045] 实施例1

[0046] 按照表1中对应的实施例1数据称取各阻燃剂组分，充分混合后，得到实施例1的复配阻燃剂；

[0047] 取干燥处理后的PP树脂100公斤、POE塑料15份、HDPE树脂25份、硬脂酸镁5公斤和实施例1的复配阻燃剂，高速充分混合10分钟后，加入双螺杆挤出机的喂料口；控制双螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例1的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料。

[0048] 表1：实施例1-7的PP塑料阻燃剂配方表单位：公斤

[0049]聚磷酸铵 蒙脱土 氰尿酸三聚氰胺 氢氧化铝
实施例1 1.5 2 5 2
实施例2 1 2.5 4 3
实施例3 1.5 2 7 /
实施例4 6.5 2 / 2
实施例5 3.5 / 5 2
实施例6 / 3.5 5 2
实施例7 10.5 / / /

[0050] 实施例2

[0051] 按照表1中对应的实施例2数据称取各阻燃剂组分，充分混合后，得到实施例2的复配阻燃剂；

[0052] 按照实施例1所述方法，获得实施例2的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料。

[0053] 实施例3

[0054] 按照表1中对应的实施例3数据称取各阻燃剂组分，充分混合后，得到实施例3的复配阻燃剂；

[0055] 按照实施例1所述方法，获得实施例3的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料。

[0056] 实施例4

[0057] 按照表1中对应的实施例4数据称取各阻燃剂组分，充分混合后，得到实施例4的复配阻燃剂；

[0058] 按照实施例1所述方法，获得实施例4的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料。

[0059] 实施例5

[0060] 按照表1中对应的实施例5数据称取各阻燃剂组分，充分混合后，得到实施例5的复配阻燃剂；

[0061] 按照实施例1所述方法，获得实施例5的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料。

[0062] 实施例6

[0063] 按照表1中对应的实施例6数据称取各阻燃剂组分，充分混合后，得到实施例6的复配阻燃剂；

[0064] 按照实施例1所述方法，获得实施例6的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料。

[0065] 实施例7

[0066] 按照表1中对应的实施例7数据称取各阻燃剂组分，充分混合后，得到实施例7的复配阻燃剂；

[0067] 按照实施例1所述方法，获得实施例7的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料。

[0068] 测试例1

[0069] 对实施例1-7的PP塑料的阻燃性进行测试，测试结果见表2。

[0070] 表2：实施例1-7的PP塑料阻燃性测试表

[0071]UL-94阻燃等级，(1.6mm) LOI，％ 烟密度，m2/kg
实施例1 V0 34.0 920
实施例2 V0 32.9 954
实施例3 V1 29.1 1028
实施例4 V0 31.6 984
实施例5 V1 27.9 1016
实施例6 V0 28.1 1002
实施例7 V2 26.8 1178

[0072] 对实施例1-7的PP塑料的阻燃性进行测试，结果发现实施例1-7制得的PP塑料均具有一定的阻燃性，尤其是实施例1-2使用了聚磷酸铵、蒙脱土、氰尿酸三聚氰胺和氢氧化铝制成的复配阻燃剂，相比较于实施例3-7，在添加相同比例阻燃剂的情况下，氧指数LOI2 2
值从26.8％-31.6％提高到32.9％-34.0％，烟密度从984-1178m/kg降低到了920-954m/kg，阻燃效果非常明显，特别针对PP塑料的阻燃效果更加优异。

[0073] 实施例8

[0074] 按照表3中对应的实施例8数据称取各种耐热剂组分，取干燥处理后的PP树脂100公斤、POE塑料15份、HDPE树脂25份和实施例1的复配阻燃剂10.5公斤，高速充分混合10分钟后，将它们从双螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例8的汽车内饰件用无卤阻燃耐热PP塑料。

[0075] 表3：实施例8-13的PP塑料耐热剂配方表单位：公斤

[0076]硬脂酸镁 甲基锡三(巯基乙酸异辛酯) 二月桂酸二丁基锡 三(4-壬苯基)亚磷酸酯实施例8 1 1 2 1
实施例9 1 1 3 /
实施例10 1 1 / 3
实施例11 2 / 2 1
实施例12 / 2 2 1
实施例13 5 / / /

[0077] 实施例9

[0078] 按照表3中对应的实施例9数据称取各种耐热剂组分，按照实施例8所述方法，获得实施例9的汽车内饰件用阻燃耐热PP塑料。

[0079] 实施例10

[0080] 按照表3中对应的实施例10数据称取各种耐热剂组分，按照实施例8所述方法，获得实施例10的汽车内饰件用阻燃耐热PP塑料。

[0081] 实施例11

[0082] 按照表3中对应的实施例11数据称取各种耐热剂组分，按照实施例8所述方法，获得实施例11的汽车内饰件用阻燃耐热PP塑料。

[0083] 实施例12

[0084] 按照表3中对应的实施例12数据称取各种耐热剂组分，按照实施例8所述方法，获得实施例12的汽车内饰件用阻燃耐热PP塑料。

[0085] 实施例13

[0086] 按照表3中对应的实施例13数据称取各种耐热剂组分，按照实施例8所述方法，获得实施例13的汽车内饰件用阻燃耐热PP塑料。

[0087] 测试例2

[0088] 对实施例8-13的PP塑料的耐热性能进行测试，测试其热变形温度(HDT，1.8MPa)，测试结果见表4。

[0089] 表4：实施例8-13的PP塑料耐热性测试表

[0090]热变形温度/℃
实施例8 149
实施例9 140
实施例10 129
实施例11 132
实施例12 136
实施例13 117

[0091] 由表4中的测试结果，实施例8-13制得的PP塑料的热变形温度都得到了明显提高，尤其是实施例8使用了硬脂酸镁、甲基锡三(巯基乙酸异辛酯)、二月桂酸二丁基锡和三(4-壬苯基)亚磷酸酯的复配耐热剂，相比较于实施例9-13，在使用同等用量的耐热剂的情况下，热变形温度更高，更为显著的增强了PP塑料的耐热性能。

[0092] 因此，本发明的无卤阻燃耐热PP塑料可以显著提高阻燃性，耐热性，且制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异。还可以适应性地添加其他助剂，如抗老化剂、润滑剂、光稳定剂、抗氧剂、成核剂、增塑剂、着色剂和抗静电剂等，用以提高其他方面性能。

[0093] 本发明的汽车内饰件用阻燃耐热PP塑料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车用内饰件。

[0094] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何