CN103012904A - 一种无卤阻燃母粒 - Google Patents

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Abstract

一种无卤阻燃母粒，该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：无卤阻燃剂：30～80份；聚烯烃载体：15～69.7份；硅油：0.2～2份；偶联剂：0.1～3份；在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。本发明的无卤阻燃母粒力学性能优良、耐水性好、物理机械性能优良、易于加工存放。

Description

一种无卤阻燃母粒
(一)技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃母粒。
(二)背景技术
为了提高使用安全性，使PP能在更广泛的领域应用，国内外对聚丙烯的阻燃化进行了大量的研究开发工作，阻燃PP的开发主要是在PP中添加阻燃剂使PP具有阻燃效果。传统阻燃剂为卤系阻燃剂，但是卤系阻燃剂在燃烧时会发出黑色的浓烟，产生有毒物质出二恶英，严重威胁自然环境和人体健康，目前欧盟已经禁止含有此类物质的产品入境，因此卤系阻燃剂正逐步被新型环保阻燃剂所取代。
化学磷系膨胀型阻燃剂一般以P、N和C为主要核心成分，适用于多种易燃聚合物的阻燃，在聚合物燃烧过程中无熔滴滴落，即使长时间暴露于火焰中也具有良好的耐燃烧性，且无卤、无锑、低烟、低毒、无腐蚀性气体。
但是膨胀型阻燃剂存在以下不足之处：1.膨胀型阻燃剂与聚合物的极性相差很大导致其相容性差，使聚合物的电性能和绝缘性能有所下降，尤其是力学性能如强度和韧性大幅度下降；2.膨胀型阻燃剂吸湿性强。如APP/PER/MA膨胀阻燃体系，不但多羟基PER容易吸湿，而且各成分之间易发生醇解，导致阻燃聚合物耐水性差；3.通常，膨胀型阻燃剂的相对分子质量小，易迁徙到聚合物表面，从而导致阻燃产品的力学性能差，尤其外观性差；4.加工困难，膨胀阻燃剂小分子较多，热稳定性差，受热容易分解，加工时会使NH3分解出来，导致拉条表面发粘，不易加工。
(三)发明内容
为了克服现有膨胀型阻燃剂的上述不足，本发明提供一种力学性能优良、耐水性好、物理机械性能优良、易于加工存放的无卤阻燃母粒。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种无卤阻燃母粒，其特征在于该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：
无卤阻燃剂：30～80份；
聚烯烃载体：15～69.7份；
硅油：0.2～2份；
偶联剂：0.1～3份；
在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。
优选的，所述的无卤阻燃剂为磷-氮膨胀型阻燃剂，其由酸源、气源、炭源按照任意比例混合组成，酸源、气源、炭源之间的比例不会本发明的效果产生显著影响，因此可以任意比例混合。
优选的，所述酸源为聚磷酸铵、磷酸、五氧化二磷、硼酸之一；所述气源为三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、硼酸胺、双氰胺甲醛树脂中的任意一种；所述炭源为季戊四醇、山梨醇、纤维素中的任意一种。
优选的，所述的聚烯烃载体为LDPE、丙烯基弹性体中的任意一种或两者以任意比混合。
优选的，所述的硅油为甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油中的任意一种。
优选的，所述的偶联剂为分子量大于800的固态钛酸酯偶联剂或分子量大于800的固态铝酸酯偶联剂。
优选的，进行聚烯烃载体、硅油、偶联剂的搅拌时，高速搅拌机的转速为500转/分，加入无卤阻燃剂后高速搅拌机的转速为800转/分。
本发明的有益效果在于：该母粒在100～130℃条件下加工，加工温度远低于阻燃剂的分解温度，该母粒能完整地保存阻燃剂的性能不被破坏，易于加工和保存。该无卤阻燃母粒选用聚烯烃载体做基体材料，具有使阻燃剂易于分散、阻燃效率更高的优点。该阻燃母粒可以与树脂直接搅拌注塑也可以作为阻燃剂加入到挤出机中作为无卤阻燃剂使用。
发明中有偶联剂、硅油等助剂(尤其是采用韧性较高且易于加工的LDPE或者丙烯基弹性体为载体树脂)，使阻燃剂更好地与树脂相容。将阻燃母粒与聚丙烯、聚乙烯进行共混后，材料不仅有良好的阻燃效果而且具有较高的韧性和强度。由于利用硅油和偶联剂对阻燃剂进行表面处理，阻燃剂的亲水性大大降低，使材料中阻燃剂不易水解和析出，所以材料具有优异的耐水性。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例一
一种无卤阻燃母粒，该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：
无卤阻燃剂：50份，本实施例中，该无卤阻燃剂为磷-氮膨胀型阻燃剂，该阻燃剂由酸源、气源、炭源按照质量比1∶1∶1的比例混合组成，本实施例中所述的酸源为聚磷酸铵，所述的气源为三聚氰胺，所述的炭源为季戊四醇。
聚烯烃载体：30份，本实施例中，聚烯烃载体采用LDPE。
硅油：1.5份，本实施例中，硅油采用甲基硅油。
偶联剂：1.5份，本实施例中，偶联剂采用分子量大于800的固态钛酸酯偶联剂。
在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，搅拌速度为500转/分，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min，搅拌速度为800转/分；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。
实施例二
一种无卤阻燃母粒，该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：
无卤阻燃剂：30份，本实施例中，该无卤阻燃剂为磷-氮膨胀型阻燃剂，该阻燃剂由酸源、气源、炭源按照质量比1∶10∶0.5的比例混合组成，本实施例中所述的酸源为磷酸，所述的气源为双氰胺，所述的炭源为山梨酸。
聚烯烃载体：20份，本实施例中，聚烯烃载体采用丙烯基弹性体。
硅油：0.2份，本实施例中，硅油采用羟基硅油。
偶联剂：0.5份，本实施例中，偶联剂采用分子量大于800的固态钛酸酯偶联剂。
在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，搅拌速度为500转/分，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min，搅拌速度为800转/分；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。
实施例三
一种无卤阻燃母粒，该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：
无卤阻燃剂：40份，本实施例中，该无卤阻燃剂为磷-氮膨胀型阻燃剂，该阻燃剂由酸源、气源、炭源按照质量比1∶2∶3的比例混合组成，本实施例中所述的酸源为五氧化二磷，所述的气源为聚磷酸铵，所述的炭源为纤维素。
聚烯烃载体：69.7份，本实施例中，聚烯烃载体采用LDPE与丙烯基弹性体的混合物，两者的质量比为1∶1。
硅油：0.5份，本实施例中，硅油采用氨基硅油。
偶联剂：1份，本实施例中，偶联剂采用分子量大于800的固态钛酸酯偶联剂。
在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，搅拌速度为500转/分，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min，搅拌速度为800转/分；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。
实施例四
一种无卤阻燃母粒，该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：
无卤阻燃剂：80份，本实施例中，该无卤阻燃剂为磷-氮膨胀型阻燃剂，该阻燃剂由酸源、气源、炭源按照质量比1∶1∶0.2的比例混合组成，本实施例中所述的酸源为硼酸，所述的气源为硼酸铵，所述的炭源为山梨醇。
聚烯烃载体：15份，本实施例中，聚烯烃载体采用LDPE和丙烯基弹性体的混合物，两者之间的质量比为10∶0.1。
硅油：1份，本实施例中，硅油采用甲基硅油。
偶联剂：2.5份，本实施例中，偶联剂采用分子量大于800的固态铝酸酯偶联剂。
在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，搅拌速度为500转/分，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min，搅拌速度为800转/分；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。
实施例五
一种无卤阻燃母粒，该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：
无卤阻燃剂：70份，本实施例中，该无卤阻燃剂为磷-氮膨胀型阻燃剂，该阻燃剂由酸源、气源、炭源按照质量比10∶0.1∶10的比例混合组成，本实施例中所述的酸源为聚磷酸铵，所述的气源为聚磷酸铵，所述的炭源为纤维素。
聚烯烃载体：40份，本实施例中，聚烯烃载体采用LDPE和丙烯基弹性体的混合物，两者之间的质量比为0.2∶10。
硅油：2份，本实施例中，硅油采用羟基硅油。
偶联剂：0.1份，本实施例中，偶联剂采用分子量大于800的固态铝酸酯偶联剂。
在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，搅拌速度为500转/分，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min，搅拌速度为800转/分；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。
实施例六
一种无卤阻燃母粒，该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：
无卤阻燃剂：60份，本实施例中，该无卤阻燃剂为磷-氮膨胀型阻燃剂，该阻燃剂由酸源、气源、炭源按照质量比0.1∶10∶3的比例混合组成，本实施例中所述的酸源为聚磷酸铵，所述的气源为双氰胺，所述的炭源为季戊四醇。
聚烯烃载体：50份，本实施例中，聚烯烃载体采用LDPE和丙烯基弹性体的混合物，两者之间的质量比为2∶7。
硅油：0.8份，本实施例中，硅油采用甲基硅油。
偶联剂：3份，本实施例中，偶联剂采用分子量大于800的固态钛酸酯偶联剂。
在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，搅拌速度为500转/分，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min，搅拌速度为800转/分；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。

Claims (7)

1.一种无卤阻燃母粒，其特征在于该无卤阻燃母粒由下列原料按照质量份组成：
无卤阻燃剂：30～80份；
聚烯烃载体：15～69.7份；
硅油：0.2～2份；
偶联剂：0.1～3份；
在制备时，首先按照比例称取上述原料，然后将聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出机温度设定为100～130℃。
2.如权利要求1所述的无卤阻燃母粒，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为磷-氮膨胀型阻燃剂，其由酸源、气源、炭源按照任意比例混合组成。
3.如权利要求2所述的无卤阻燃母粒，其特征在于：所述酸源为聚磷酸铵、磷酸、五氧化二磷、硼酸之一；所述气源为三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、硼酸胺、双氰胺甲醛树脂中的任意一种；所述炭源为季戊四醇、山梨醇、纤维素中的任意一种。
4.如权利要求1或2所述的无卤阻燃母粒，其特征在于：所述的聚烯烃载体为LDPE、丙烯基弹性体中的任意一种或两者以任意比混合。
5.如权利要求1或2所述的无卤阻燃母粒，其特征在于：所述的硅油为甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油中的任意一种。
6.如权利要求1或2所述的无卤阻燃母粒，其特征在于：所述的偶联剂为分子量大于800的固态钛酸酯偶联剂或分子量大于800的固态铝酸酯偶联剂。
7.如权利要求1或2所述的无卤阻燃母粒，其特征在于：进行聚烯烃载体、硅油、偶联剂的搅拌时，高速搅拌机的转速为500转/分，加入无卤阻燃剂后高速搅拌机的转速为800转/分。
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