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用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法.pdf

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文档编号：8743588

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1、(10)授权公告号 CN 101875738 B (45)授权公告日 2012.07.25 CN 101875738 B *CN101875738B* (21)申请号 200910110383.7 (22)申请日 2009.10.29 C08L 23/12(2006.01) C08K 13/06(2006.01) C08K 7/14(2006.01) C08J 5/08(2006.01) B29B 9/06(2006.01) B29C 47/92(2006.01) (73)专利权人深圳市科聚新材料有限公司地址 518141 广东省深圳市宝安区福永镇桥头村富桥工业区三区二期 A19,C2 。

2、幢 (72)发明人石立明 (74)专利代理机构深圳市顺天达专利商标代理有限公司 44217 代理人郭伟刚张秋红 JP 特开 2000-239439 A,2000.09.05, 说明书第 0001-0100 段 . CN 101139455 A,2008.03.12,说明书第2页第 12-23 行，第 4 页第 1-4 行，实施例 7，对比例3. CN 101220183 A,2008.07.16, 说明书第 1-9 页 . CN 101456994 A,2009.06.17, 说明书第 1-4 页 . CN 101121798 A,2008.02.13, 说明书第 1-5 。

3、页 . (54) 发明名称用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 (57) 摘要本发明公开了一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，复合材料主要由聚丙烯、玻璃纤维、阻燃剂、相溶剂、成核剂、分散剂、抗氧剂为原料制成。制备方法包括以下步骤： (1) 先将聚丙烯、阻燃剂、相溶剂、成核剂、分散剂、抗氧剂一起混合均匀； (3) 将步骤 (2) 中混好的原料和玻璃纤维在熔融挤出机中熔融挤出，造粒，即得产品。本发明提供一种的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。 (51)Int.Cl. (56)。

4、对比文件审查员陆挺峰权利要求书 2 页说明书 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利权利要求书 2 页说明书 6 页 1/2 页 2 1. 一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：所述阻燃剂为有机卤素阻燃剂与阻燃协效剂按 2 4 1 的重量比复配混合而成；所述玻璃纤维为其表面经偶联剂处理的无碱长玻璃纤维。 2. 根据权利要求 1 所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：所述阻燃剂为有机卤素阻燃剂与阻燃协效剂按 2 4 1 的重量。

5、比复配混合而成；所述玻璃纤维为其表面经偶联剂处理的无碱长玻璃纤维。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的成核剂为有机磷酸酯类成核剂。 6. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的分散剂为聚乙。

6、烯蜡。 7. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为 (2， 4- 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯类化合物与四 -(3 ， 5 - 二权利要求书 CN 101875738 B 2 2/2 页 3 叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯类化合物按 1 3 1 的重量比复配混合而成的混合物。 8. 一种用于制造权利要求 1 所述的线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 称取原料均聚聚丙烯、相容剂、成核剂、分散剂、抗氧剂、阻燃剂；将它们混合 3 。

7、5 分钟成为混合料； (2) 将混合料、玻璃纤维置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒；其中原料玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入；所述双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：挤出机各区的温度分别为：一区 180 190、二区 180 200、三区 190 200、四区 190 210、五区 190 210、六区 180 200、七区 180 190、八区 180 190；螺杆转速为 350 400r/min ；喂料频率为2025Hz ；熔体压力为3.04.0MPa ；真空度为-0.03-0.06Mpa。权利要求书 CN 101875738 B 3 。

8、1/6 页 4 用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法技术领域 0001 本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种改性复合材料及其制备方法，尤其涉及一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。背景技术 0002 聚丙烯 (PP) 为一种通用塑料，广泛应用于各种电子电器元件。 0003 聚丙烯最突出的性质是多面性，它的价值和多面性主要来自于优良的耐化学品性能，常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，在众多的热塑性塑料中拥有较低的密度和相对较高的熔点，另外，聚丙烯 (PP) 无毒、无味，密度小，具有良好的电性能和高频绝缘性，不。

9、受湿度影响，适于制作机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件，也广泛应用于各种电子电器元件。 0004 现在市场上的线圈骨架，体积小的器件，比如电子变压器、继电器、电磁阀等主要使用尼龙 (PA6/PA66) 作为原料；随着时代和技术的进步，电子产品商家不断从降低成本和提升产品性能两方面来迎合消费者的需求。现有的线圈骨架所使用的尼龙 (PA6/PA66) 作为原料材料比重大，易吸水，且成本较高。发明内容 0005 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的材料比重大、易吸水等的缺点，提供一种材料成本低、比重轻、不易吸水的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合。

10、材料。 0006 本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、操作方便的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法。 0007 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，主要由以下重量份数的原料制成： 0008 聚丙烯 100 0009 玻璃纤维 10-40 0010 阻燃剂 15-30 0011 相溶剂 2-10 0012 成核剂 0.1-0.9 0013 分散剂 0.2-1 0014 抗氧剂 0.2-0.8。 0015 所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，优选主要由以下重量份数的原料制。

11、成： 0016 聚丙烯 100 0017 玻璃纤维 20-30 说明书 CN 101875738 B 4 2/6 页 5 0018 阻燃剂 20-28 0019 相溶剂 5-8 0020 成核剂 0.3-0.6 0021 分散剂 0.5-1 0022 抗氧剂 0.3-0.6。 0023 所述的聚丙烯为均聚聚丙烯。 0024 所述玻璃纤维为其表面经偶联剂处理的无碱长玻璃纤维。 0025 阻燃剂为有机卤素阻燃剂与阻燃协效剂按 2 4 1 的重量比复配混合而成。其中有机卤素阻燃剂优选溴系阻燃剂，具体为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂优选为三氧化二锑。 0026 所述的相溶剂优选为马来酸酐接枝聚丙。

12、烯。 0027 所述的成核剂优选为有机磷酸酯类成核剂。 0028 所述的分散剂优选为聚乙烯蜡。 0029 所述抗氧剂为 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯类化合物与四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯类化合物按 1 3 1 的重量比复配混合而成。 0030 一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤： 0031 (1) 称取原料均聚聚丙烯、相溶剂、成核剂、分散剂、抗氧剂；将它们混合 3 5 分钟成为混合料； 0032 (3) 将混合料、玻璃纤维置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒；其中原料玻璃。

13、纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入。所述双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：挤出机各区的温度分别为：一区180190、二区180200、三区190200、四区190210、五区 190 210、六区 180 200、七区 180 190、八区 180 190；螺杆转速为 350 400r/min ；喂料频率为2025Hz ；熔体压力为3.04.0MPa ；真空度为-0.03-0.06Mpa。 0033 本发明采用聚丙烯和其他辅料配合制成复合材料，其中原料聚丙烯与尼龙 (PA6/ PA66) 相比，聚丙烯材料本身比重轻、不易吸水，且在价格上有很大的优势；降低。

14、了产品的成本。性能方面，本发明采用通用塑料聚丙烯为主体，通过添加玻纤与阻燃剂来填补聚丙烯 (PP) 本身的强度不足和阻燃性差等的缺点，并采用强度高的均聚聚丙烯，使得聚丙烯在增强过程中得以最大的提高。其中，玻璃纤维的功能是增强产品的强度。相溶剂马来酸酐接枝聚丙烯的作用是使粉体、玻璃纤维能更好的与基体树脂相融合，改善相与相之间的结合能力。成核剂可以使 PP 大分子快速结晶，在不降低材料其它性能的基础上大幅度提高材料的表面光亮度，有效缩短其成型周期，从而使生产效率得到提高。分散剂聚乙烯蜡的功能是提高了材料中各组分的分散效果及加工性能。抗氧剂的功能是使得材料的耐热。

15、氧化性能得到提高，解决材料黄变现象。 0034 本发明制备方法可以生产出具有阻燃玻纤增强聚丙烯性能的产品，其生产工艺简单可控，生产易操作。具体实施方式 0035 以下结合实施例对本发明作详细的说明： 0036 以下实施例所采用的原料为：说明书 CN 101875738 B 5 3/6 页 6 0037 聚丙烯选用茂名石化生产的 PP V30G( 商品牌号 ) ； 0038 长纤纱选用泰山玻璃纤维有限公司生产的长纤纱 T635C( 商品牌号 ) ； 0039 阻燃剂选用寿光卫东化工有限公司阻燃剂厂生产的溴系阻燃剂十溴二苯乙烷 RDT-3( 商品牌号 ) ；阻燃协效剂选用常。

16、德辰州锑品有限公司生产的三氧化二锑； 0040 相溶剂选用马来酸酐接枝聚丙烯，如佛山市南海柏晨高分子新材料有限公司生产的 PC-1( 商品牌号 ) ； 0041 成核剂选用有机磷酸酯类成核剂，如江西省石城县辉达科技有限公司生产的 PP 专用晶型成核剂； 0042 抗氧剂选用北京极易化工有限公司生产的 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯 168 和四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯 1010 按重量比 1 3 1 的比例复配而成的混合物。 0043 润滑剂选用青岛伊士特 ( 道普化学 ) 有限公司生产的聚乙烯蜡。 0044 实施例 1 0。

17、045 本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成： 0046 PP 树脂 100 份、玻璃纤维 20 份、阻燃剂 20 份、相溶剂 5 份、成核剂 0.3 份、分散剂 0.5 份、 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯与四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯的混合物 ( 二者的重量比 1 1)0.3 份。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为 2 1。 0047 制备方法包括以下步骤： 0048 步骤 1 ：按照上述重量份数称取原料； 0049 步骤 2 ：将步骤 1 称取的各原料 ( 除玻璃。

18、纤维外 ) 在高速混合机中混合 3 分钟形成混合料； 0050 步骤 3 ：将混合料、玻璃纤维置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒。其中玻璃纤维是从双螺杆挤出机的加纤口处加入。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：一区 180、二区180、三区190、四区190、五区190、六区180、七区180、八区180；螺杆转速 350r/min，喂料频率 20Hz ；熔体压力 3.0MPa，真空度 -0.03Mpa。 0051 实施例 2 0052 本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成： 0053 PP 树脂 100。

19、份、玻璃纤维 30 份、阻燃剂 23 份、相溶剂 6 份、成核剂 0.4 份、分散剂 0.7 份、 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯与四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯的混合物 0.4 份 ( 二者的重量比 2 1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为 3 1。 0054 制备方法包括以下步骤： 0055 步骤 1 ：按照上述重量份数称取原料； 0056 步骤 2 ：将步骤 1 称取的原料 ( 除玻璃纤维外 ) 在高速混合机中混合 3 分钟形成混合料； 0057 步骤 3 ：将混合料、玻璃纤维置于平行双螺杆挤出机中经。

20、熔融挤、造粒；说明书 CN 101875738 B 6 4/6 页 7 0058 其中玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：一区 185、二区 185、三区 195、四区 195、五区 195、六区 185、七区 185、八区185；螺杆转速360r/min，喂料频率22Hz ；熔体压力3.5MPa，真空度-0.05Mpa。 0059 实施例 3 0060 本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成： 0061 PP 树脂 100 份、玻璃纤维 26 份、阻燃剂 25 份、。

21、相溶剂 7 份、成核剂 0.5 份、分散剂 0.9 份、 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯与四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯的混合物 0.5 份 ( 二者的重量比 3 1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为 3 1。 0062 制备方法包括以下步骤： 0063 步骤 1 ：按照上述重量份数称取原料； 0064 步骤 2 ：将步骤 1 称取的各原料 ( 除玻璃纤维外 ) 在高速混合机中混合 3 分钟形成混合料； 0065 步骤 3 ：将混合料、玻璃纤维置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒； 0066 其中玻璃纤维从双。

22、螺杆挤出机的加纤口处加入。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：一区 190、二区 200、三区 200、四区 210、五区 210、六区 200、七区 190、八区190；螺杆转速390r/min，喂料频率23Hz ；熔体压力4.0MPa，真空度-0.06Mpa。 0067 实施例 4 0068 本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成： 0069 PP 树脂 100 份、玻璃纤维 30 份、阻燃剂 28 份、相溶剂 8 份、成核剂 0.6 份、分散剂 1 份、 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯与四 -。

23、(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯的混合物 0.6 份， ( 二者的重量比 2.5 1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为 1 1。 0070 制备方法包括以下步骤： 0071 步骤 1 ：按照上述重量份数称取原料； 0072 步骤 2 ：将步骤 1 称取的各原料 ( 除玻璃纤维外 ) 在高速混合机中混合 3 分钟形成混合料； 0073 步骤 3 ：将混合料、玻璃纤维置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒。其中玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：一区 182、二区190、三区198、四区198。

24、、五区198、六区198、七区188、八区188；螺杆转速 400r/min，喂料频率 25Hz ；熔体压力 3.6MPa，真空度 -0.04Mpa。 0074 实施例 5 0075 本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成： 0076 PP 树脂 100 份、玻璃纤维 10 份、阻燃剂 30 份、相溶剂 2 份、成核剂 0.9 份、分散剂 0.2 份、 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯与四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯的混合物 0.2 份 ( 二者的重量比 1 1)。溴。

25、系阻燃剂与三氧化二锑的重量说明书 CN 101875738 B 7 5/6 页 8 比为 2.5 1。 0077 制备方法同实施例 1。 0078 实施例 6 0079 本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成： 0080 PP 树脂 100 份、玻璃纤维 40 份、阻燃剂 15 份、相溶剂 10 份、成核剂 0.1 份、分散剂 0.8 份、 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯与四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸季戊四醇酯的混合物 0.8 份 ( 二者的重量比 3 1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的。

26、重量比为 3.5 1。 0081 制备方法同实施例 1。 0082 下面对本发明实施例 1 4 中所制备材料的性能进行说明： 0083 将按上述实施例 1 4 中的制备方法完成造粒的粒子复合材料事先在 80 90 的烘箱下干燥 2 小时，然后将干燥好的粒子复合材料在注塑成型机上注塑出标准测试样条。 0084 其中拉伸性能按ISO 527进行。试样尺寸为150104mm，拉伸速度为50mm/min。 0085 弯曲性能按 ISO 178 进行。试样尺寸为 80104mm，弯曲速度为 2mm/min，跨距为 50mm。 0086 简支梁缺口冲击强度按ISO 180进行。试样尺寸。

27、为80104mm，缺口深度为试样厚度的 1/3。 0087 热变形温试按 ISO 75 进行。试样尺寸为 1201510mm，负载为 1.82MPa。 0088 密度按 ISO 1183 在 23下进行。 0089 阻燃等级测试依据 UL94 标准进行。 0090 材料的综合性能通过测试所得的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、 IZOD 缺口冲击强度、热变形温度以及阻燃性能的数值进行评判。 0091 表 1 实施例 1 4 原料及其性能测试结果 0092 原料名称及物性参数实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 聚丙烯树脂 PP 100 100 100 100 。

28、玻璃纤维 20 23 26 30 阻燃剂 20 23 25 28 相溶剂 PC-1 5 6 7 8 成核剂 390 0.3 0.4 0.5 0.6 分散剂 PE 蜡 0.5 0.7 0.9 1 0093 说明书 CN 101875738 B 8 6/6 页 9 抗氧剂 0.3 0.4 0.5 0.6 拉伸强度 (MPa) 55 60 65 70 断裂伸长率 ( ) 10 8 8 6 弯曲强度 (MPa) 65 70 74 79 弯曲模量 (MPa) 2884 3004 3227 3410 IZOD 缺口冲击强 (J/M) 73 80 85 78 熔融指数 (g/10min) 12.3 9.。

29、5 8.8 7.9 热变形温度 ( ) 127 132 138 144 比重 (g/cm) 1.29 1.32 1.36 1.41 1/8 英寸阻燃性能 V0 V0 V0 V0 1/16 英寸阻燃性能 V0 V0 V0 V0 0094 从表 1 中可以看出，随着玻璃纤维、阻燃剂和相溶剂含量及各种加工助剂的增加，材料的拉伸强度先增加后减少；断裂伸长率略大幅下降；弯曲性能有轻微上涨但幅度不大； IZOD 简支梁缺口冲击强度先上升后下降但幅度不大；熔融指数略有下降；热变形温度有轻微增加但幅度不大，阻燃效果相对明显。相对于尼龙 (PA6/PA66) 原料的性能，阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料用在制造线圈骨架上，可以替代尼龙 (PA6/PA66) 原料。说明书 CN 101875738 B 9 。

摘要
申请专利号：	CN200910110383.7	申请日：	20091029
公开号：	CN101875738B	公开日：	20120725
当前法律状态：		有效性：	有效
法律详情：
IPC分类号：	C08L23/12,C08K13/06,C08K7/14,C08J5/08,B29B9/06,B29C47/92	主分类号：	C08L23/12,C08K13/06,C08K7/14,C08J5/08,B29B9/06,B29C47/92
申请人：	深圳市科聚新材料有限公司
发明人：	石立明
地址：	518141 广东省深圳市宝安区福永镇桥头村富桥工业区三区二期A19,C2幢
优先权：	CN200910110383A
专利代理机构：	深圳市顺天达专利商标代理有限公司	代理人：	郭伟刚;张秋红
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内容摘要

本发明公开了一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，复合材料主要由聚丙烯、玻璃纤维、阻燃剂、相溶剂、成核剂、分散剂、抗氧剂为原料制成。制备方法包括以下步骤：(1)先将聚丙烯、阻燃剂、相溶剂、成核剂、分散剂、抗氧剂一起混合均匀；(3)将步骤(2)中混好的原料和玻璃纤维在熔融挤出机中熔融挤出，造粒，即得产品。本发明提供一种的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

权利要求书

1.一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：所述阻燃剂为有机卤素阻燃剂与阻燃协效剂按2～4∶1的重量比复配混合而成；所述玻璃纤维为其表面经偶联剂处理的无碱长玻璃纤维。 2.根据权利要求1所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：所述阻燃剂为有机卤素阻燃剂与阻燃协效剂按2～4∶1的重量比复配混合而成；所述玻璃纤维为其表面经偶联剂处理的无碱长玻璃纤维。 3.根据权利要求1或2所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯。 4.根据权利要求1或2所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。 5.根据权利要求1或2所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的成核剂为有机磷酸酯类成核剂。 6.根据权利要求1或2所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的分散剂为聚乙烯蜡。 7.根据权利要求1或2所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯类化合物与四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯类化合物按1～3∶1的重量比复配混合而成的混合物。 8.一种用于制造权利要求1所述的线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取原料均聚聚丙烯、相容剂、成核剂、分散剂、抗氧剂、阻燃剂；将它们混合3～5分钟成为混合料；(2)将混合料、玻璃纤维置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒；其中原料玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入；所述双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：挤出机各区的温度分别为：一区180～190℃、二区180～200℃、三区190～200℃、四区190～210℃、五区190～210℃、六区180～200℃、七区180～190℃、八区180～190℃；螺杆转速为350～400r/min；喂料频率为20～25Hz；熔体压力为3.0～4.0MPa；真空度为-0.03～-0.06Mpa。

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种改性复合材料及其制备方法，尤其涉及一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)为一种通用塑料，广泛应用于各种电子电器元件。

聚丙烯最突出的性质是多面性，它的价值和多面性主要来自于优良的耐化学品性能，常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，在众多的热塑性塑料中拥有较低的密度和相对较高的熔点，另外，聚丙烯(PP)无毒、无味，密度小，具有良好的电性能和高频绝缘性，不受湿度影响，适于制作机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件，也广泛应用于各种电子电器元件。

现在市场上的线圈骨架，体积小的器件，比如电子变压器、继电器、电磁阀等主要使用尼龙(PA6/PA66)作为原料；随着时代和技术的进步，电子产品商家不断从降低成本和提升产品性能两方面来迎合消费者的需求。现有的线圈骨架所使用的尼龙(PA6/PA66)作为原料材料比重大，易吸水，且成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的材料比重大、易吸水等的缺点，提供一种材料成本低、比重轻、不易吸水的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料。

本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、操作方便的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，主要由以下重量份数的原料制成：

聚丙烯 100

玻璃纤维 10-40

阻燃剂 15-30

相溶剂 2-10

成核剂 0.1-0.9

分散剂 0.2-1

抗氧剂 0.2-0.8。

所述的用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料，优选主要由以下重量份数的原料制成：

聚丙烯 100

玻璃纤维 20-30

阻燃剂 20-28

相溶剂 5-8

成核剂 0.3-0.6

分散剂 0.5-1

抗氧剂 0.3-0.6。

所述的聚丙烯为均聚聚丙烯。

所述玻璃纤维为其表面经偶联剂处理的无碱长玻璃纤维。

阻燃剂为有机卤素阻燃剂与阻燃协效剂按2～4∶1的重量比复配混合而成。其中有机卤素阻燃剂优选溴系阻燃剂，具体为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂优选为三氧化二锑。

所述的相溶剂优选为马来酸酐接枝聚丙烯。

所述的成核剂优选为有机磷酸酯类成核剂。

所述的分散剂优选为聚乙烯蜡。

所述抗氧剂为(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯类化合物与四[β-(3’，5’ -二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯类化合物按1～3∶1的重量比复配混合而成。

一种用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取原料均聚聚丙烯、相溶剂、成核剂、分散剂、抗氧剂；将它们混合3～5分钟成为混合料；

(3)将混合料、玻璃纤维置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒；其中原料玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入。所述双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：挤出机各区的温度分别为：一区180～190℃、二区180～200℃、三区190～200℃、四区190～210℃、五区190～210℃、六区180～200℃、七区180～190℃、八区180～190℃；螺杆转速为350～400r/min；喂料频率为20～25Hz；熔体压力为3.0～4.0MPa；真空度为-0.03～-0.06Mpa。

本发明采用聚丙烯和其他辅料配合制成复合材料，其中原料聚丙烯与尼龙 (PA6/PA66)相比，聚丙烯材料本身比重轻、不易吸水，且在价格上有很大的优势；降低了产品的成本。性能方面，本发明采用通用塑料聚丙烯为主体，通过添加玻纤与阻燃剂来填补聚丙烯(PP)本身的强度不足和阻燃性差等的缺点，并采用强度高的均聚聚丙烯，使得聚丙烯在增强过程中得以最大的提高。其中，玻璃纤维的功能是增强产品的强度。相溶剂马来酸酐接枝聚丙烯的作用是使粉体、玻璃纤维能更好的与基体树脂相融合，改善相与相之间的结合能力。成核剂可以使PP大分子快速结晶，在不降低材料其它性能的基础上大幅度提高材料的表面光亮度，有效缩短其成型周期，从而使生产效率得到提高。分散剂聚乙烯蜡的功能是提高了材料中各组分的分散效果及加工性能。抗氧剂的功能是使得材料的耐热氧化性能得到提高，解决材料黄变现象。

本发明制备方法可以生产出具有阻燃玻纤增强聚丙烯性能的产品，其生产工艺简单可控，生产易操作。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作详细的说明：

以下实施例所采用的原料为：

聚丙烯选用茂名石化生产的PP V30G(商品牌号)；

长纤纱选用泰山玻璃纤维有限公司生产的长纤纱T635C(商品牌号)；

阻燃剂选用寿光卫东化工有限公司阻燃剂厂生产的溴系阻燃剂十溴二苯乙烷RDT-3(商品牌号)；阻燃协效剂选用常德辰州锑品有限公司生产的三氧化二锑；

相溶剂选用马来酸酐接枝聚丙烯，如佛山市南海柏晨高分子新材料有限公司生产的PC-1(商品牌号)；

成核剂选用有机磷酸酯类成核剂，如江西省石城县辉达科技有限公司生产的PP专用β晶型成核剂；

抗氧剂选用北京极易化工有限公司生产的(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯168和四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1010 按重量比1～3∶1的比例复配而成的混合物。

润滑剂选用青岛伊士特(道普化学)有限公司生产的聚乙烯蜡。

实施例1

本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成：

PP树脂100份、玻璃纤维20份、阻燃剂20份、相溶剂5份、成核剂0.3 份、分散剂0.5份、(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯与四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物(二者的重量比1∶1)0.3份。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为2∶1。

制备方法包括以下步骤：

步骤1：按照上述重量份数称取原料；

步骤2：将步骤1称取的各原料(除玻璃纤维外)在高速混合机中混合 3分钟形成混合料；

步骤3：将混合料、玻璃纤维置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒。其中玻璃纤维是从双螺杆挤出机的加纤口处加入。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：一区180℃、二区180℃、三区190℃、四区190℃、五区190℃、六区180℃、七区180℃、八区180℃；螺杆转速350r/min，喂料频率20Hz；熔体压力3.0MPa，真空度-0.03Mpa。

实施例2

本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成：

PP树脂100份、玻璃纤维30份、阻燃剂23份、相溶剂6份、成核剂0.4 份、分散剂0.7份、(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯与四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物0.4份(二者的重量比2∶1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为3∶1。

制备方法包括以下步骤：

步骤1：按照上述重量份数称取原料；

步骤2：将步骤1称取的原料(除玻璃纤维外)在高速混合机中混合3 分钟形成混合料；

步骤3：将混合料、玻璃纤维置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒；

其中玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：一区185℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区195℃、六区185℃、七区185℃、八区185℃；螺杆转速360r/min，喂料频率22Hz；熔体压力3.5MPa，真空度-0.05Mpa。

实施例3

本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成：

PP树脂100份、玻璃纤维26份、阻燃剂25份、相溶剂7份、成核剂0.5 份、分散剂0.9份、(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯与四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物0.5份(二者的重量比3∶1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为3∶1。

制备方法包括以下步骤：

步骤1：按照上述重量份数称取原料；

步骤2：将步骤1称取的各原料(除玻璃纤维外)在高速混合机中混合 3分钟形成混合料；

步骤3：将混合料、玻璃纤维置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒；

其中玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：一区190℃、二区200℃、三区200℃、四区210℃、五区210℃、六区200℃、七区190℃、八区190℃；螺杆转速390r/min，喂料频率23Hz；熔体压力4.0MPa，真空度-0.06Mpa。

实施例4

本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成：

PP树脂100份、玻璃纤维30份、阻燃剂28份、相溶剂8份、成核剂0.6 份、分散剂1份、(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯与四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物0.6份，(二者的重量比2.5∶1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为1∶1。

制备方法包括以下步骤：

步骤1：按照上述重量份数称取原料；

步骤2：将步骤1称取的各原料(除玻璃纤维外)在高速混合机中混合 3分钟形成混合料；

步骤3：将混合料、玻璃纤维置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒。其中玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口处加入。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为：一区182℃、二区190℃、三区198℃、四区198℃、五区198℃、六区198℃、七区188℃、八区188℃；螺杆转速400r/min，喂料频率25Hz；熔体压力3.6MPa，真空度-0.04Mpa。

实施例5

本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成：

PP树脂100份、玻璃纤维10份、阻燃剂30份、相溶剂2份、成核剂0.9 份、分散剂0.2份、(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯与四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物0.2份(二者的重量比1∶1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为2.5∶1。

制备方法同实施例1。

实施例6

本发明提出了用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料是由以下重量份数的原料制成：

PP树脂100份、玻璃纤维40份、阻燃剂15份、相溶剂10份、成核剂 0.1份、分散剂0.8份、(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯与四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物0.8份(二者的重量比3∶1)。溴系阻燃剂与三氧化二锑的重量比为3.5∶1。

制备方法同实施例1。

下面对本发明实施例1～4中所制备材料的性能进行说明：

将按上述实施例1～4中的制备方法完成造粒的粒子复合材料事先在 80～90℃的烘箱下干燥2小时，然后将干燥好的粒子复合材料在注塑成型机上注塑出标准测试样条。

其中拉伸性能按ISO 527进行。试样尺寸为150×10×4mm，拉伸速度为 50mm/min。

弯曲性能按ISO 178进行。试样尺寸为80×10×4mm，弯曲速度为 2mm/min，跨距为50mm。

简支梁缺口冲击强度按ISO 180进行。试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样厚度的1/3。

热变形温试按ISO 75进行。试样尺寸为120×15×10mm，负载为 1.82MPa。

密度按ISO 1183在23℃下进行。

阻燃等级测试依据UL94标准进行。

材料的综合性能通过测试所得的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、IZOD缺口冲击强度、热变形温度以及阻燃性能的数值进行评判。

表1实施例1～4原料及其性能测试结果

原料名称及物性参数实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 聚丙烯树脂PP 100 100 100 100 玻璃纤维 20 23 26 30 阻燃剂 20 23 25 28 相溶剂PC-1 5 6 7 8 β成核剂390 0.3 0.4 0.5 0.6 分散剂PE蜡 0.5 0.7 0.9 1

抗氧剂 0.3 0.4 0.5 0.6 拉伸强度(MPa) 55 60 65 70 断裂伸长率(％) 10 8 8 6 弯曲强度(MPa) 65 70 74 79 弯曲模量(MPa) 2884 3004 3227 3410 IZOD缺口冲击强 (J/M) 73 80 85 78 熔融指数(g/10min) 12.3 9.5 8.8 7.9 热变形温度(℃) 127 132 138 144 比重(g/cm)) 1.29 1.32 1.36 1.41 1/8英寸阻燃性能 V0 V0 V0 V0 1/16英寸阻燃性能 V0 V0 V0 V0

从表1中可以看出，随着玻璃纤维、阻燃剂和相溶剂含量及各种加工助剂的增加，材料的拉伸强度先增加后减少；断裂伸长率略大幅下降；弯曲性能有轻微上涨但幅度不大；IZOD简支梁缺口冲击强度先上升后下降但幅度不大；熔融指数略有下降；热变形温度有轻微增加但幅度不大，阻燃效果相对明显。相对于尼龙(PA6/PA66)原料的性能，阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料用在制造线圈骨架上，可以替代尼龙(PA6/PA66)原料。