CN115044140B - 一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺 - Google Patents
一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115044140B CN115044140B CN202210768398.8A CN202210768398A CN115044140B CN 115044140 B CN115044140 B CN 115044140B CN 202210768398 A CN202210768398 A CN 202210768398A CN 115044140 B CN115044140 B CN 115044140B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hollow glass
- glass beads
- latex
- flame
- polystyrene material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 41
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 54
- BZQKBFHEWDPQHD-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,5-pentabromo-6-[2-(2,3,4,5,6-pentabromophenyl)ethyl]benzene Chemical compound BrC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1CCC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1Br BZQKBFHEWDPQHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 27
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 27
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 13
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 12
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 3
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 3
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 3
- YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N glycerine monostearate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC(CO)CO YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SVUQHVRAGMNPLW-UHFFFAOYSA-N glycerol monostearate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO SVUQHVRAGMNPLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 3
- 229920006173 natural rubber latex Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 3
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 3
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N decabromodiphenyl ether Chemical compound BrC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1OC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1Br WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 3
- XQFYGXFPKONEPY-UHFFFAOYSA-N 2,3-diphenylfuran Chemical class O1C=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1C1=CC=CC=C1 XQFYGXFPKONEPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical class C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- NFBOHOGPQUYFRF-UHFFFAOYSA-N oxanthrene Chemical class C1=CC=C2OC3=CC=CC=C3OC2=C1 NFBOHOGPQUYFRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical group C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 238000002444 silanisation Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L zinc;diethylphosphinate Chemical compound [Zn+2].CCP([O-])(=O)CC.CCP([O-])(=O)CC DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/10—Encapsulated ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K3/2279—Oxides; Hydroxides of metals of antimony
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/02—Halogenated hydrocarbons
- C08K5/03—Halogenated hydrocarbons aromatic, e.g. C6H5-CH2-Cl
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
- C08K7/28—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)空心玻璃微珠改性；2)天然胶乳包裹；3)无机阻燃剂混合；4)挤出造粒。本发明首先采用十溴二苯乙烷(DBDPE)阻燃剂与Sb2O3复配的阻燃剂组分，二者具有良好的协效作用，并筛选处最佳配比；本发明添加空心玻璃微珠来改变PS树脂的脆性，为了促进PS树脂与空心玻璃微珠的融合度，先采用硅烷偶联剂对空心玻璃微珠进行疏水改性，再浸泡天然胶乳，包裹或填充空心玻璃微珠的孔洞，使其携带大量惰性气体；本发明所得PS/空心玻璃微珠复合材料的阻燃性能达到V0阻燃级别，且需无异味、环保；其具有一定透明度，拉伸强度高，且具有较佳灭焰阻燃功效。
Description
技术领域
本发明涉及改性PS树脂技术领域，尤其涉及一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺。
背景技术
PS树脂本身属于易燃材料，极限氧指数为18％，遇高温后分解成苯乙烯单体等次级产物。PS材料常用的溴系阻燃剂对环境和人体有害，PS材料在相关应用领域受到的限制正在逐步加大。
普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90％以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。在电器如灯、屏幕以及电器保护罩等领域有广泛的应用。
但普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。因此在以上电器应用领域，PS树脂需要添加阻燃剂的，普通多溴二苯醚系阻燃剂存在醚健，在燃烧过程中易产生多溴代二苯并二恶英和多溴二苯呋喃，会产生污染。
更为重要的是，阻燃剂的加入，对PS性能产生巨大影响，如拉伸强度会产生破坏，因此阻燃组分的添加剂量需要多次试验，最好的办法需要添加新的增强剂组分。本发明经过充分研究试验后，试图将空心玻璃微珠添加到PS树脂中，以增强其材料强度。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，包括以下步骤：
1)空心玻璃微珠改性：选取外径小于50μm且包裹惰性气体的空心玻璃微珠，经过以下处理：
①高温灼烧：350℃烘烤1min，去除表面浸润剂；
②表面改性：2％硅烷偶联剂水溶液浸泡30min，烘干；
2)天然胶乳包裹：取氨保存的天然胶乳，加入单硬脂酸甘油酯造泡剂，高速搅拌产生大量气泡，将硅烷改性的空心玻璃微珠投入到胶乳中，滴加聚二甲基硅氧烷消泡剂，低速搅拌30min；
加热至60-70℃，胶乳粘度快速大幅降低，脱气槽减压脱除挥发物及水，至固含量达55％±5％；继续保持低速搅拌，自然冷却至室温，胶乳粘度逐步增稠，空心玻璃微珠悬浮在体系中；静置陈化1-2天后，气泡逐渐消失，一部分小粒径胶乳附聚成大粒径胶乳，另一部分小粒径胶乳粘附在悬浮的空心玻璃微珠表面，吸取上层清液，备用，剩余胶乳固含量达65％±5％；通过改性空心玻璃微珠促进小粒径胶乳附聚；
3)无机阻燃剂混合：捞出空心玻璃微珠，N2条件下，振动筛摇筛，并通过上层清液洗刷3次；继续摇筛搓揉，加入Sb2O3粉末；N2吹拂换气，流化床干燥，得到包裹天然胶乳及Sb2O3的空心玻璃微珠，测试水中漂浮率达95％以上，表明绝大部分微珠孔被封堵；
4)挤出造粒：加入步骤3)所得的空心玻璃微珠、PS粉料、十溴二苯乙烷粉料、抗氧化剂及色粉，搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，即得成品的阻燃聚苯乙烯材料。
优选地，步骤1)中，空心玻璃微珠具体是由3M公司通过化学发泡法或机械发泡法生产的，壁厚1-2μm、内部包含惰性气体(N2或CO2)、且经过过筛处理得到的外径小于50μm的空心玻璃微珠。
优选地，步骤2)中，天然胶乳具体是低氨保存(NH3％为0.2％)的低浓度普通胶乳(T.S％为35-40％)。
优选地，步骤3)中，振动筛摇筛的目数为600-800目。
优选地，步骤3)中，Sb2O3具体是经过球磨处理的超微Sb2O3粉末。
优选地，步骤4)中，抗氧化剂具体是指抗氧化剂1010和抗氧化剂168复配而成。
最终所得成品的阻燃聚苯乙烯材料中包含以下重量份的组分：
PS，100份；
空心玻璃微珠，9-11份；
十溴二苯乙烷，17份；
Sb2O3，3份；
抗氧化剂1010，0.1份；
抗氧化剂1680.2份；
色粉＜5份；
其余为硅烷改性剂、天然胶乳、造泡剂及消泡剂干燥后的残留剂量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明首先采用十溴二苯乙烷(DBDPE)阻燃剂与Sb2O3复配的阻燃剂组分，DBDPE与十溴二苯醚溴含量相当，分子结构也相似，但与多溴二苯醚系的阻燃剂不同，DBDPE分子中不存在醚健，在燃烧过程中不产生多溴代二苯并二恶英和多溴二苯呋喃，其阻燃性能基本与十溴二苯醚相当，而耐热性、耐光性和不易渗析性等均优于十溴二苯醚。且DBDPE与Sb2O3具有良好的协效作用。
2.本发明为了改变PS树脂的脆性，添加空心玻璃微珠进行增强，为了促进PS树脂与空心玻璃微珠的融合度，先采用硅烷偶联剂对其进行疏水改性，再浸泡天然胶乳，包裹或填充空心玻璃微珠的孔洞，使其携带大量惰性气体，具有以下优势：
1)表面乳胶层促进与PS树脂的熔融混合均匀性，并增强材料的韧性；
2)空心玻璃微珠携带的大量孔洞，降低材料的整体密度(密度为1.04左右)，提升轻质化；
3)空心玻璃微珠孔洞内携带的大量惰性气体，在燃烧受热破孔(乳胶包裹层破裂)，溢出大量惰性气体，与DBDPE和Sb2O3反应产生的SbBrn挥发分一起，大幅提升燃烧时的排空效率，大幅增加灭焰阻燃效果。
3.本发明所得PS/空心玻璃微珠复合材料的阻燃性能达到V0阻燃级别，且需无异味、环保；经试验，当十溴二苯乙烷与三氧化二锑比值为17:3时，对材料拉伸强度的影响；再经过空心玻璃微珠加强后，其拉伸强度比普通PS材料性能更高。
附图说明
图1为本发明所得PS/空心玻璃微珠复合材料中阻燃剂配比不同对材料热稳定性的影响试验结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例1：
一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，包括以下步骤：
1)空心玻璃微珠改性：选取外径小于50μm且包裹惰性气体的空心玻璃微珠，经过以下处理：
①高温灼烧：350℃烘烤1min，去除表面浸润剂；
②表面改性：2％硅烷偶联剂水溶液浸泡30min，烘干；
2)天然胶乳包裹：取氨保存的天然胶乳，加入单硬脂酸甘油酯造泡剂，高速搅拌产生大量气泡，将硅烷改性的空心玻璃微珠投入到胶乳中，滴加聚二甲基硅氧烷消泡剂，低速搅拌30min；
加热至60-70℃，胶乳粘度快速大幅降低，脱气槽减压脱除挥发物及水，至固含量达55％±5％；继续保持低速搅拌，自然冷却至室温，胶乳粘度逐步增稠，空心玻璃微珠悬浮在体系中；静置陈化1-2天后，气泡逐渐消失，一部分小粒径胶乳附聚成大粒径胶乳，另一部分小粒径胶乳粘附在悬浮的空心玻璃微珠表面，吸取上层清液，备用，剩余胶乳固含量达65％±5％；通过改性空心玻璃微珠促进小粒径胶乳附聚；
3)无机阻燃剂混合：捞出空心玻璃微珠，N2条件下，振动筛摇筛，并通过上层清液洗刷3次；继续摇筛搓揉，加入Sb2O3粉末；N2吹拂换气，流化床干燥，得到包裹天然胶乳及Sb2O3的空心玻璃微珠，测试水中漂浮率达95％以上，表明绝大部分微珠孔被封堵；
4)挤出造粒：加入步骤3)所得的空心玻璃微珠、PS粉料、十溴二苯乙烷粉料、抗氧化剂及色粉，搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，即得成品的阻燃聚苯乙烯材料。
实施例2：
本发明所得PS/空心玻璃微珠复合材料中阻燃剂配比不同对材料热稳定性的影响试验，如图1所示。故最终得出最佳双组分阻燃剂的最佳配比，所得成品的阻燃聚苯乙烯材料中包含以下重量份的组分：
PS，100份；
空心玻璃微珠，9-11份；
十溴二苯乙烷，17份；
Sb2O3，3份；
抗氧化剂1010，0.1份；
抗氧化剂168，0.2份；
色粉＜5份；
其余为硅烷改性剂、天然胶乳、造泡剂及消泡剂干燥后的残留剂量。
实施例3：
空心玻璃微珠处理及对PS性能的影响试验，选取以下试验组——
甲组试验：普通通用PS树脂材料，添加与实施例2相同的抗氧化剂和色粉；
乙组试验：在甲组试验中继续添加与实施例2相同的阻燃剂组分；
丙组试验：在乙组试验中继续添加与实施例2相同重量份的未处理空心玻璃微珠；
丁组试验：采用实施例1处理过的空心玻璃微珠代替丙组试验中的未处理空心玻璃微珠。
分别测试得出以下数据，见下表1：
表1阻燃剂及空心玻璃微珠对PS性能的影响试验
由以上数据表明，空心玻璃微珠与PS的融合程度，严重影响复合材料的刚性及韧性，因此本发明采用空心玻璃微珠硅烷化表面处理，并浸渍天然乳胶，使形成表面粘附胶粒的悬浮空心玻璃微珠结构；同时改性空心玻璃微珠的加入大大促进天然乳胶的附聚效率；
并将无机阻燃剂粘附在空心玻璃外，得到漂浮率高且孔洞内携带大量惰性气体的空心玻璃微珠，一方面促进空心玻璃微珠与PS相的熔融混合均匀性，形成均匀相，从而保证足够的透明性，使其应用范围较广；另一方面，在燃烧受热破孔(乳胶包裹层破裂)，溢出大量惰性气体，与DBDPE和Sb2O3反应产生的SbBrn挥发分一起，大幅提升燃烧时的排空效率，大幅增加灭焰阻燃效果。最终得到刚性韧性增强且无卤阻燃达V0级别的高性能改性PS树脂材料，大大增强其使用年限及耐燃耐热使用性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）空心玻璃微珠改性：选取外径小于50μm且包裹惰性气体的空心玻璃微珠，经过以下处理：
①高温灼烧：350℃烘烤1min，去除表面浸润剂；
②表面改性：2%硅烷偶联剂水溶液浸泡30min，烘干；
2）天然胶乳包裹：取氨保存的天然胶乳，加入单硬脂酸甘油酯造泡剂，高速搅拌产生大量气泡，将硅烷改性的空心玻璃微珠投入到胶乳中，滴加聚二甲基硅氧烷消泡剂，低速搅拌30min；
加热至60-70℃，胶乳粘度快速大幅降低，脱气槽减压脱除挥发物及水，至固含量达55%±5%；继续保持低速搅拌，自然冷却至室温，胶乳粘度逐步增稠，空心玻璃微珠悬浮在体系中；静置陈化1-2天后，气泡逐渐消失，一部分小粒径胶乳附聚成大粒径胶乳，另一部分小粒径胶乳粘附在悬浮的空心玻璃微珠表面，吸取上层清液，备用，剩余胶乳固含量达65%±5%；通过改性空心玻璃微珠促进小粒径胶乳附聚；
3）无机阻燃剂混合：捞出空心玻璃微珠，N2条件下，振动筛摇筛，并通过上层清液洗刷3次；继续摇筛搓揉，加入Sb2O3粉末；N2吹拂换气，流化床干燥，得到包裹天然胶乳及Sb2O3的空心玻璃微珠，测试水中漂浮率达95%以上，表明绝大部分微珠孔被封堵；
4）挤出造粒：加入步骤3）所得的空心玻璃微珠、PS粉料、十溴二苯乙烷粉料、抗氧化剂及色粉，搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，即得成品的阻燃聚苯乙烯材料。
2.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤1）中，空心玻璃微珠具体是由3M公司通过化学发泡法或机械发泡法生产的，壁厚1-2μm、内部包含惰性气体、且经过过筛处理得到的外径小于50μm的空心玻璃微珠。
3.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤2）中，天然胶乳具体是低氨保存的低浓度普通胶乳。
4.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤3）中，振动筛摇筛的目数为600-800目。
5.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤3）中，所述Sb2O3具体是经过球磨处理的超微Sb2O3粉末。
6.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤4）中，抗氧化剂具体是指抗氧化剂1010和抗氧化剂168复配而成。
7.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤4）所得成品的阻燃聚苯乙烯材料中包含以下重量份的组分：
PS，100份；
空心玻璃微珠，9-11份；
十溴二苯乙烷，17份；
Sb2O3，3份；
抗氧化剂1010，0.1份；
抗氧化剂1680.2份；
色粉＜5份；
其余为硅烷改性剂、天然胶乳、造泡剂及消泡剂干燥后的残留剂量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210768398.8A CN115044140B (zh) | 2022-07-01 | 2022-07-01 | 一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210768398.8A CN115044140B (zh) | 2022-07-01 | 2022-07-01 | 一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115044140A CN115044140A (zh) | 2022-09-13 |
| CN115044140B true CN115044140B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=83164757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210768398.8A Active CN115044140B (zh) | 2022-07-01 | 2022-07-01 | 一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115044140B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116023009B (zh) * | 2023-02-17 | 2023-06-23 | 淄博康建科技陶瓷有限公司 | 一种轻质玻璃微珠及其制备工艺 |
| CN117887415A (zh) * | 2024-03-18 | 2024-04-16 | 上海连宝建材有限公司 | 防火有机硅密封胶及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1016904A (en) * | 1962-02-23 | 1966-01-12 | Monsanto Chemicals | Process for imparting flame-retarding properties |
| US3853692A (en) * | 1964-08-25 | 1974-12-10 | Exxon Research Engineering Co | Rubber bonded to siliceous surfaces |
| JPS57192454A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-26 | Toray Ind Inc | Polyester composition for molding |
| CN103665526A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-03-26 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种功能性透明薄膜填充母料及其制备方法 |
| CN110564159A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-13 | 青岛科技大学 | 具有隔离结构的轻质聚合物纳米复合材料及其制备方法 |
| CN111205515A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-05-29 | 中国科学技术大学 | 一种轻质复合橡胶及其制备方法 |
-
2022
- 2022-07-01 CN CN202210768398.8A patent/CN115044140B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1016904A (en) * | 1962-02-23 | 1966-01-12 | Monsanto Chemicals | Process for imparting flame-retarding properties |
| US3853692A (en) * | 1964-08-25 | 1974-12-10 | Exxon Research Engineering Co | Rubber bonded to siliceous surfaces |
| JPS57192454A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-26 | Toray Ind Inc | Polyester composition for molding |
| CN103665526A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-03-26 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种功能性透明薄膜填充母料及其制备方法 |
| CN110564159A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-13 | 青岛科技大学 | 具有隔离结构的轻质聚合物纳米复合材料及其制备方法 |
| CN111205515A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-05-29 | 中国科学技术大学 | 一种轻质复合橡胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 空心玻璃微珠填充改性PS 复合材料的性能;***等;《塑料》;第40卷(第2期);39-40, 49 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115044140A (zh) | 2022-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115044140B (zh) | 一种环保阻燃聚苯乙烯材料的制备工艺 | |
| US4433069A (en) | Method for preparing flame resistant polysiloxane foams and foams prepared thereby | |
| CN101659779B (zh) | 一种无卤阻燃abs树脂及其制备方法 | |
| CN105694665A (zh) | 一种阻燃卷材及其制备方法 | |
| CN104231575B (zh) | 一种无卤无膦pbt增强复合材料及其制备方法 | |
| CN111732782A (zh) | 一种高耐油辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料 | |
| CN112321983A (zh) | 一种105℃ cmp级安防电缆用护套胶料及其制备方法 | |
| CN106751033A (zh) | 一种易于扩张的无卤阻燃三元乙丙橡胶冷缩管及其制备方法 | |
| CN103819863B (zh) | 一种汽车内饰件用耐高热纤维增强asa/pc塑料及其制备方法 | |
| CN112812420B (zh) | 一种含有功能相容剂的低烟无卤电缆料及其制备 | |
| US5326793A (en) | Glass fiber reinforced polycarbonate/polyester blends | |
| DE3886810T2 (de) | Schaumzusammensetzung ohne Füllstoffsedimentation. | |
| CN114933756B (zh) | 一种耐老化聚乙烯材料及其制备方法和线缆 | |
| CN114774070B (zh) | 一种低发烟量的硅酮阻燃密封胶及其制备方法 | |
| CN105733231A (zh) | 以硫酸钙晶须改性的聚碳酸酯合金材料及其制法 | |
| JP2945551B2 (ja) | 難燃性樹脂組成物 | |
| CN112778765A (zh) | 一种复合阻燃室温硫化硅橡胶及其制备方法 | |
| CN111875968A (zh) | 一种低压力密封用阻燃硅橡胶及其制备方法 | |
| CN103665798B (zh) | 一种汽车内饰件用耐黄变pbt塑料及其制备方法 | |
| CN113354906B (zh) | 一种耐高温复合木塑材料及其制备方法和应用 | |
| CN107446509A (zh) | 紫外光固化硅酮密封胶及其制备方法 | |
| CN108440908A (zh) | 一种环氧树脂浇注材料 | |
| CN108752796A (zh) | 一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法 | |
| CN115678150B (zh) | 一种高性能阻燃聚乙烯护套料及其制备方法 | |
| CN115536916A (zh) | 一种含溴复合阻燃剂及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |