CN111690205A - 一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料生产技术领域，公开了一种新型阻燃改性塑料，所述改性塑料按重量份组分为：聚丙烯树脂30‑50份、聚乙烯20‑40份、热塑性丁苯橡胶15‑25份、纳米氢氧化铝10‑15份、复合阻燃混合剂5‑15份、纳米壳聚糖2‑8份、高温活性竹炭粉5‑10份、滑石粉3‑8份、硅酮粉5‑10份、玻璃纤维7‑14份、炭黑母粒15‑20份、助剂2‑7份。本发明不仅提高了改性塑料的阻燃性能，而且改善了塑料的韧性、耐磨性及抗擦刮性，使其具有良好的稳定性和非迁移性，同时炭黑母粒的运用，可以吸收户外的紫外光，延长改性塑料制品在户外使用寿命，除此之外，本设计的改性塑料不仅阻燃性好、韧性强、抗菌性能也高，同时无毒无害，绿色环保。

Description

一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及塑料生产技术领域，具体是一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺。
背景技术
近几十年来，塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料及其制品得到了蓬勃的发展，它们们正迅速代替传统的钢材、金属、水泥及木材、棉等天然聚合物，广泛应用于工业、农业、军事等国民经济的各个部门。随着社会的发展和需求，塑料的应用越来越广泛，种类的发展也是越来越多，其中，改性塑料的应用也愈加广泛，改性塑料是指在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工改性，提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。
对于我们常用的聚丙烯塑料，由于其耐冲击性和耐腐蚀性低，并且抗开裂性能差，耐热性能差，因此很大程度上限制了应用范围，不能很好的满足市场的需求，虽然市场上也有对聚丙烯塑料进行改性处理，依此来提高其性能，但是其性能的改性还不够完善，效率低，而且不够环保，因此，本领域技术人员提供了一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型阻燃改性塑料，所述改性塑料按重量份组分为：聚丙烯树脂30-50份、聚乙烯20-40份、热塑性丁苯橡胶15-25份、纳米氢氧化铝10-15份、复合阻燃混合剂5-15份、纳米壳聚糖2-8份、高温活性竹炭粉5-10份、滑石粉3-8份、硅酮粉5-10份、玻璃纤维7-14份、炭黑母粒15-20份、助剂2-7份；
所述复合阻燃混合剂按重量份组分为：硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉、热稳定剂、阻燃助剂、交联剂。
作为本发明进一步的方案：所述助剂包括偶联剂1-5份、分散剂1-3份、增韧剂2-8份、改性剂5-10份，其中改性剂为非离子型改性剂，分散剂为无水乙醇。
作为本发明再进一步的方案：所述复合阻燃混合剂的指部方法为：
A、将硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉放入真空搅拌罐内进行充分搅拌，时间为15-30min，转速为2000-3000r/min，搅拌均匀后，得混合物；
B、再将热稳定剂、阻燃助剂和交联剂加入上述搅拌罐内，与混合物继续搅拌10-20min，即可制得复合阻燃混合剂。
作为本发明再进一步的方案：所述热稳定剂为双酚A、复合型热稳定剂、硬脂酸盐中的一种或几种的混合物。
作为本发明再进一步的方案：所述阻燃助剂为三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵、氧化铝中的一种或几种的混合物。
作为本发明再进一步的方案：所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物。
一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，改性塑料的生产工艺为以下步骤：
S1、将一定量的聚丙烯树脂、聚乙烯、热塑性丁苯橡胶、纳米氢氧化铝和助剂依次加入至混料罐内进行均匀混合，温度控制在50-70℃，转速在1500-2500r/min，时间在20-40min，充分混合后，得混合物A；
S2、再将高温活性竹炭粉、滑石粉、硅酮粉、玻璃纤维、炭黑母粒放入搅拌罐内进行充分搅拌，转速在2500-3000r/min，充分搅拌后，得混合物B；
S3、将上述所得的混合物B加入混料罐内与混合物A进行充分搅拌混合，并加入复合阻燃混合剂，继续搅拌15-30min，期间温度保持在60-80℃，充分混合后，即可制得改性原料；
S4、将上述所得改性原料加入双螺杆挤出机中，通过挤出、冷却、风干、切粒，即可制备出阻燃改性塑料。
作为本发明再进一步的方案：所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度140-160℃，二区温度为170-190℃，三区温度为195-210℃，四区温度为215-235℃，五区温度为240-250℃，六区温度为255-270℃，主机转速为300-500r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，在实际操作时，通过加热的复合阻燃混合剂，可以进一步提高改性塑料的阻燃性能，而且硅酮粉、竹炭粉、滑石粉、硅酮粉、玻璃纤维、炭黑母粒的相互配合，不仅提高了塑料加工时的流动性和脱模性能，同时也降低了摩擦系数，提高了耐磨性及耐擦刮性，而且配合进一步改善了塑料的韧性，使其具有良好的稳定性和非迁移性，同时炭黑母粒的运用，可以吸收户外的紫外光，延长改性塑料制品在户外使用寿命，除此之外，本设计的改性塑料不仅阻燃性好、韧性强、抗菌性能也高，同时无毒无害，绿色环保。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种新型阻燃改性塑料，改性塑料按重量份组分为：聚丙烯树脂30份、聚乙烯20份、热塑性丁苯橡胶15份、纳米氢氧化铝10份、复合阻燃混合剂5份、纳米壳聚糖3份、高温活性竹炭粉5份、滑石粉3份、硅酮粉5份、玻璃纤维7份、炭黑母粒15份、助剂2份；
其中，助剂包括偶联剂2份、分散剂1份、增韧剂4份、改性剂5份，其中改性剂为非离子型改性剂，分散剂为无水乙醇；
一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，改性塑料的生产工艺为以下步骤：将一定量的聚丙烯树脂、聚乙烯、热塑性丁苯橡胶、纳米氢氧化铝和助剂依次加入至混料罐内进行均匀混合，温度控制在50-70℃，转速在1500-2500r/min，时间在20-40min，充分混合后，得混合物A；再将高温活性竹炭粉、滑石粉、硅酮粉、玻璃纤维、炭黑母粒放入搅拌罐内进行充分搅拌，转速在2500-3000r/min，充分搅拌后，得混合物B；将上述所得的混合物B加入混料罐内与混合物A进行充分搅拌混合，并加入复合阻燃混合剂，继续搅拌15-30min，期间温度保持在60-80℃，充分混合后，即可制得改性原料；将上述所得改性原料加入双螺杆挤出机中，通过挤出、冷却、风干、切粒，即可制备出阻燃改性塑料；其中，双螺杆挤出机的加工温度：一区温度140-160℃，二区温度为170-190℃，三区温度为195-210℃，四区温度为215-235℃，五区温度为240-250℃，六区温度为255-270℃，主机转速为300-500r/min。
复合阻燃混合剂按重量份组分为：硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉、热稳定剂、阻燃助剂、交联剂，且复合阻燃混合剂的指部方法为：
A、将硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉放入真空搅拌罐内进行充分搅拌，时间为15-30min，转速为2000-3000r/min，搅拌均匀后，得混合物；
B、再将热稳定剂、阻燃助剂和交联剂加入上述搅拌罐内，与混合物继续搅拌10-20min，即可制得复合阻燃混合剂。
上述的，热稳定剂为双酚A、复合型热稳定剂、硬脂酸盐中的一种或几种的混合物，阻燃助剂为三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵、氧化铝中的一种或几种的混合物，交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物。
实施例2
一种新型阻燃改性塑料，改性塑料按重量份组分为：聚丙烯树脂50份、聚乙烯40份、热塑性丁苯橡胶25份、纳米氢氧化铝15份、复合阻燃混合剂15份、纳米壳聚糖8份、高温活性竹炭粉10份、滑石粉8份、硅酮粉10份、玻璃纤维14份、炭黑母粒20份、助剂7份；
其中，助剂包括偶联剂5份、分散剂3份、增韧剂8份、改性剂10份，其中改性剂为非离子型改性剂，分散剂为无水乙醇；
一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，改性塑料的生产工艺为以下步骤：将一定量的聚丙烯树脂、聚乙烯、热塑性丁苯橡胶、纳米氢氧化铝和助剂依次加入至混料罐内进行均匀混合，温度控制在50-70℃，转速在1500-2500r/min，时间在20-40min，充分混合后，得混合物A；再将高温活性竹炭粉、滑石粉、硅酮粉、玻璃纤维、炭黑母粒放入搅拌罐内进行充分搅拌，转速在2500-3000r/min，充分搅拌后，得混合物B；将上述所得的混合物B加入混料罐内与混合物A进行充分搅拌混合，并加入复合阻燃混合剂，继续搅拌15-30min，期间温度保持在60-80℃，充分混合后，即可制得改性原料；将上述所得改性原料加入双螺杆挤出机中，通过挤出、冷却、风干、切粒，即可制备出阻燃改性塑料；其中，双螺杆挤出机的加工温度：一区温度140-160℃，二区温度为170-190℃，三区温度为195-210℃，四区温度为215-235℃，五区温度为240-250℃，六区温度为255-270℃，主机转速为300-500r/min。
复合阻燃混合剂按重量份组分为：硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉、热稳定剂、阻燃助剂、交联剂，且复合阻燃混合剂的指部方法为：
A、将硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉放入真空搅拌罐内进行充分搅拌，时间为15-30min，转速为2000-3000r/min，搅拌均匀后，得混合物；
B、再将热稳定剂、阻燃助剂和交联剂加入上述搅拌罐内，与混合物继续搅拌10-20min，即可制得复合阻燃混合剂。
上述的，热稳定剂为双酚A、复合型热稳定剂、硬脂酸盐中的一种或几种的混合物，阻燃助剂为三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵、氧化铝中的一种或几种的混合物，交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物。
实施例3
一种新型阻燃改性塑料，改性塑料按重量份组分为：聚丙烯树脂40份、聚乙烯30份、热塑性丁苯橡胶20份、纳米氢氧化铝12份、复合阻燃混合剂8份、纳米壳聚糖5份、高温活性竹炭粉7份、滑石粉5份、硅酮粉9份、玻璃纤维11份、炭黑母粒18份、助剂4份；
其中，助剂包括偶联剂3份、分散剂2份、增韧剂6份、改性剂8份，其中改性剂为非离子型改性剂，分散剂为无水乙醇；
一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，改性塑料的生产工艺为以下步骤：将一定量的聚丙烯树脂、聚乙烯、热塑性丁苯橡胶、纳米氢氧化铝和助剂依次加入至混料罐内进行均匀混合，温度控制在50-70℃，转速在1500-2500r/min，时间在20-40min，充分混合后，得混合物A；再将高温活性竹炭粉、滑石粉、硅酮粉、玻璃纤维、炭黑母粒放入搅拌罐内进行充分搅拌，转速在2500-3000r/min，充分搅拌后，得混合物B；将上述所得的混合物B加入混料罐内与混合物A进行充分搅拌混合，并加入复合阻燃混合剂，继续搅拌15-30min，期间温度保持在60-80℃，充分混合后，即可制得改性原料；将上述所得改性原料加入双螺杆挤出机中，通过挤出、冷却、风干、切粒，即可制备出阻燃改性塑料；其中，双螺杆挤出机的加工温度：一区温度140-160℃，二区温度为170-190℃，三区温度为195-210℃，四区温度为215-235℃，五区温度为240-250℃，六区温度为255-270℃，主机转速为300-500r/min。
复合阻燃混合剂按重量份组分为：硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉、热稳定剂、阻燃助剂、交联剂，且复合阻燃混合剂的指部方法为：
A、将硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉放入真空搅拌罐内进行充分搅拌，时间为15-30min，转速为2000-3000r/min，搅拌均匀后，得混合物；
B、再将热稳定剂、阻燃助剂和交联剂加入上述搅拌罐内，与混合物继续搅拌10-20min，即可制得复合阻燃混合剂。
上述的，热稳定剂为双酚A、复合型热稳定剂、硬脂酸盐中的一种或几种的混合物，阻燃助剂为三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵、氧化铝中的一种或几种的混合物，交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物。
对比实施例1
先用先用的阻燃改性塑料以及制备工艺。
实验一
①根据美标UL94阻燃等级或参见《GB/T2408-2008》对本发明实施例1-3所制备的阻燃改性塑料和对比实施例1制备的阻燃改性塑料制成条状测试样品(样品尺寸为40mm*120mm*5.5mm)，然后进行燃烧测试，观察四组改性塑料的阻燃性能，其实验结果如下表所示：
Figure BDA0002586626490000071
综上所述，本发明设计的阻燃改性塑料的燃烧速度低且可以忽悠不计，相对于现有的阻燃改性塑料，其阻燃性能强，阻燃率达到98％以上，具有很好的阻燃性；
实验二
②参见《ASTMD 638》对实施例1-3和对比实施例1所制备的阻燃改性塑料的拉伸强度、断裂伸长率进行测试；
参见《GB/T 9341》对实施例1-3和对比实施例1所制备的阻燃改性塑料的弯曲强度进行测试；
参见《ISO179-2:2010标准测试》对实施例1-3和对比实施例1所制备的阻燃改性塑料的热缺口冲击强度进行测试；
参见《GB13464—92》对实施例1-3和对比实施例1所制备的阻燃改性塑料的热稳定性进行测试；
上述的实验数据结果如下表所示：
Figure BDA0002586626490000072
Figure BDA0002586626490000081
综上所述，本发明设计的阻燃改性塑料不仅具有高强度的阻燃效率，而且具有良好的稳定性和非迁移性，对于塑料的韧性以及耐用性得到了良好的改善，同时进一步提高了塑料的刚性，进一步提高了改性塑料的耐磨性及抗擦刮性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种新型阻燃改性塑料，其特征在于，所述改性塑料按重量份组分为：聚丙烯树脂30-50份、聚乙烯20-40份、热塑性丁苯橡胶15-25份、纳米氢氧化铝10-15份、复合阻燃混合剂5-15份、纳米壳聚糖2-8份、高温活性竹炭粉5-10份、滑石粉3-8份、硅酮粉5-10份、玻璃纤维7-14份、炭黑母粒15-20份、助剂2-7份；
所述复合阻燃混合剂按重量份组分为：硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉、热稳定剂、阻燃助剂、交联剂。
2.根据权利要求1所述的一种新型阻燃改性塑料，其特征在于，所述助剂包括偶联剂1-5份、分散剂1-3份、增韧剂2-8份、改性剂5-10份，其中改性剂为非离子型改性剂，分散剂为无水乙醇。
3.根据权利要求1所述的一种新型阻燃改性塑料，其特征在于，所述复合阻燃混合剂的指部方法为：
A、将硅藻土、轻质碳酸钙、粘土、云母粉放入真空搅拌罐内进行充分搅拌，时间为15-30min，转速为2000-3000r/min，搅拌均匀后，得混合物；
B、再将热稳定剂、阻燃助剂和交联剂加入上述搅拌罐内，与混合物继续搅拌10-20min，即可制得复合阻燃混合剂。
4.根据权利要求1所述的一种新型阻燃改性塑料，其特征在于，所述热稳定剂为双酚A、复合型热稳定剂、硬脂酸盐中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种新型阻燃改性塑料，所述阻燃助剂为三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵、氧化铝中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种新型阻燃改性塑料，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，其特征在于，改性塑料的生产工艺为以下步骤：
S1、将一定量的聚丙烯树脂、聚乙烯、热塑性丁苯橡胶、纳米氢氧化铝和助剂依次加入至混料罐内进行均匀混合，温度控制在50-70℃，转速在1500-2500r/min，时间在20-40min，充分混合后，得混合物A；
S2、再将高温活性竹炭粉、滑石粉、硅酮粉、玻璃纤维、炭黑母粒放入搅拌罐内进行充分搅拌，转速在2500-3000r/min，充分搅拌后，得混合物B；
S3、将上述所得的混合物B加入混料罐内与混合物A进行充分搅拌混合，并加入复合阻燃混合剂，继续搅拌15-30min，期间温度保持在60-80℃，充分混合后，即可制得改性原料；
S4、将上述所得改性原料加入双螺杆挤出机中，通过挤出、冷却、风干、切粒，即可制备出阻燃改性塑料。
8.根据权利要求7所述的一种新型阻燃改性塑料及其生产工艺，其特征在于，所述双螺杆挤出机的加工温度：一区温度140-160℃，二区温度为170-190℃，三区温度为195-210℃，四区温度为215-235℃，五区温度为240-250℃，六区温度为255-270℃，主机转速为300-500r/min。
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