[发明专利]一种汽车功能件用高抗冲阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种汽车功能件用高抗冲阻燃聚丙烯（PP）复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是当前用量最大的通用塑料，结构规整、结晶度高，因而具有优良的力学，同时具有较低的密度、较高的耐热性、耐化学溶剂性，其出色的性价比在汽车、家用电器、食品、医疗、建筑管材等多个领域有广泛的应用，尤其汽车中的某些关键电子元件如发动机控制器ECU，其壳体材料在要求较高阻燃等级的同时，还必须具有抗冲击性能好的特性，以应对汽车行驶过程中震动对部件的负面影响。

但由于聚丙烯自身的结构，其氧指数低，遇火易燃烧、发热量高、燃烧速度快、并伴有发烟、滴落现象，容易发生火灾且不易熄灭，极大地限制了其应用领域。常规的聚丙烯阻燃剂中，用量最多的仍然为卤/锑复合材料阻燃体系，要达到UL94V-0等级都必须加入高用量（20%以上）的阻燃剂及阻燃助剂，大量使用的填充体与树脂之间缺乏必要的结合力，使得材料的性能尤其是冲击性能严重降低。CN102558687报道一种卤/锑阻燃体系的高韧性阻燃聚丙烯材料，材料抗冲击性能高但阻燃等级却只是UL94V-2级别；CN1765973A所报道的UL94V-0级电子元件用阻燃聚丙烯也没有对材料的韧性做针对性改进，抗冲击性能低。

发明内容

本发明提供了一种汽车功能件用高抗冲阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，在保证材料具有UL94V-0阻燃等级的同时，针对其抗冲击性能做了针对性改进，大幅度提升了材料的韧性指标，使其满足了汽车功能件用阻燃材料的认证要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种汽车功能件用高抗冲阻燃聚丙烯复合材料，包括重量百分比计的以下原料：

所述的复合增韧剂，由以下重量百分比的组分构成：丙烯酸酯类橡胶粉5～10%聚烯烃弹性体5～10%，极性单体接枝聚烯烃弹性体4～8%。

其中，

所述的聚丙烯PP为均聚丙烯或共聚丙烯，在230℃，2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为3～40g/10min。

所述的卤系阻燃剂为溴化物阻燃剂。优选为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚和八溴醚中的一种。

所述的阻燃助剂为三氧化二锑。

所述的复合材料中还可包括润滑剂、热稳定剂、填料等功能性助剂。

上述汽车功能件用高抗冲阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤为：

（1）按上述重量百分比称取原料，混合均匀，得到混合原料；

（2）将干燥后的混合原料置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆加入到挤出机的主机筒内（螺杆直径35mm，长径比L/D=36），主机筒各分段的控制温度（从加料口到机头出口）为：180℃、185℃、190℃、190℃、190℃、190℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。

通过本发明的技术方案制备得到的阻燃聚丙烯复合材料，在保证了材料具备UL94V-0（1.6毫米）阻燃等级的同时，复合增韧剂的使用将材料的冲击性能明显提高，缺口冲击强度从6.0kJ/m²提高到15.0kJ/m²甚至更高，冲击强度提升为不断裂，通过仪器冲击试验表明，增韧剂的使用将材料的冲击断裂方式由之前的脆性断裂转变为韧性断裂。所制得的高抗冲阻燃聚丙烯复合材料综合性能优良，抗冲击性能突出，能通过汽车电子元件所用壳体材料的相关性能认证。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是对本发明的限制。

本发明实施例所用原料：

PP-1：均聚PP，中石化上海公司，熔融指数10g/10min(230℃，2.16Kg)。

PP-2：共聚PP，中石化扬子公司，熔融指数10g/10min(230℃，2.16Kg)。

阻燃剂：十溴二苯乙烷，市售。

阻燃助剂：三氧化二锑，市售。

丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯胶粉ASA胶粉：日本UMG，胶含量60%。

聚烯烃弹性体POE：美国陶氏化学公司，熔融指数1.9g/10min(190℃，2.16Kg)。

聚烯烃弹性体接枝物POE-g-MAH：马来酸酐接枝聚烯烃弹性体MAH-g-POE，自制，接枝率4～8%。

产品性能测试：

垂直燃烧等级：按UL94V标准测试，1.6毫米厚度的试样。