CN116589779A - 一种聚烯烃无卤阻燃母粒 - Google Patents
一种聚烯烃无卤阻燃母粒 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116589779A CN116589779A CN202310883322.4A CN202310883322A CN116589779A CN 116589779 A CN116589779 A CN 116589779A CN 202310883322 A CN202310883322 A CN 202310883322A CN 116589779 A CN116589779 A CN 116589779A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyolefin
- hours
- parts
- modified
- expanded graphite
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 97
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 title claims abstract description 86
- 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 77
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 title claims abstract description 53
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 57
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N tricalcium;diborate Chemical class [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 46
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 34
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 24
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 21
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 21
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 20
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 20
- DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L zinc;diethylphosphinate Chemical compound [Zn+2].CCP([O-])(=O)CC.CCP([O-])(=O)CC DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 20
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical compound OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 claims description 16
- IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N Phytic acid Natural products OP(O)(=O)OC1C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 claims description 16
- 229940068041 phytic acid Drugs 0.000 claims description 16
- 239000000467 phytic acid Substances 0.000 claims description 16
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 15
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 claims description 6
- FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C=O FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MTEZSDOQASFMDI-UHFFFAOYSA-N 1-trimethoxysilylpropan-1-ol Chemical compound CCC(O)[Si](OC)(OC)OC MTEZSDOQASFMDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RNMDNPCBIKJCQP-UHFFFAOYSA-N 5-nonyl-7-oxabicyclo[4.1.0]hepta-1,3,5-trien-2-ol Chemical compound C(CCCCCCCC)C1=C2C(=C(C=C1)O)O2 RNMDNPCBIKJCQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 5
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 3
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 abstract 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 39
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 7
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- WPEXVRDUEAJUGY-UHFFFAOYSA-B hexacalcium;(2,3,4,5,6-pentaphosphonatooxycyclohexyl) phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])(=O)OC1C(OP([O-])([O-])=O)C(OP([O-])([O-])=O)C(OP([O-])([O-])=O)C(OP([O-])([O-])=O)C1OP([O-])([O-])=O WPEXVRDUEAJUGY-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 206010000369 Accident Diseases 0.000 description 1
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UAUDZVJPLUQNMU-UHFFFAOYSA-N Erucasaeureamid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 206010029350 Neurotoxicity Diseases 0.000 description 1
- 206010044221 Toxic encephalopathy Diseases 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 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
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N erucamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007135 neurotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000228 neurotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229920006113 non-polar polymer Polymers 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- XZTOTRSSGPPNTB-UHFFFAOYSA-N phosphono dihydrogen phosphate;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1.OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XZTOTRSSGPPNTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2423/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2423/12—Polypropene
-
- 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
- C08K3/38—Boron-containing compounds
- C08K2003/387—Borates
-
- 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
-
- 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
- C08K7/26—Silicon- containing compounds
-
- 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
-
- 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
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/08—Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
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
一种聚烯烃无卤阻燃母粒，属于高分子材料技术领域，所述聚烯烃无卤阻燃母粒由聚烯烃树脂、改性膨胀石墨、有机改性硅藻土、改性硼酸钙、聚乙烯蜡、增容剂马来酸酐接枝POE构成；该母粒与聚乙烯树脂按质量比1:8混合制备的试样，其冲击强度为17.8~18.5kJ·m‑2，弯曲强度为40.2~41.4MPa，拉伸强度为19.6~20.1MPa，氧指数为29~30，阻燃等级为UL94V‑0；与聚丙烯树脂按质量比1:8混合制备的试样，其冲击强度为5.1kJ·m‑2，弯曲强度为50.3MPa，拉伸强度为34.9MPa，氧指数为32，阻燃等级为UL94V‑0。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃无卤阻燃母粒，属于高分子材料技术领域。
背景技术
聚烯烃是以乙烯、丙烯为主的所有均聚物、共聚物及其混合物的总称，被广泛应用于电器、化工、食品、机械及交通等行业，已成为国民经济中不可或缺的化工产品之一。但聚烯烃属于易燃材料，燃烧时熔滴现象严重，极易引燃其他物品，造成严重的火灾事故。聚烯烃的阻燃目前仍然以卤系阻燃剂为主，卤素阻燃剂以添加量少、阻燃效果显著而在阻燃领域中占据重要地位，尤其是溴系阻燃剂，在民用电器领域占据绝大部分市场。随着社会的发展进步和环境保护意识的增强，卤系阻燃剂因发烟量大、易产生大量腐蚀性和有毒气体等弊端，而逐步缩小应用规模，无卤阻燃成为阻燃剂行业的普遍共识。
理想的聚烯烃用无卤阻燃剂一般应满足以下要求：阻燃效率高，与聚烯烃的相容性好，不降低聚烯烃的力学性能、电性能、耐候性等，耐久性好，无毒无臭无污染，阻燃过程中热分解情况下不产生有毒有害物质。完全满足上述要求的聚烯烃用无卤阻燃剂，几乎是不存在的。这主要是因为聚烯烃是非极性高分子材料，分子结构中所含基团为无极性或者极性很弱，而无卤阻燃剂一般具有较强的极性，二者相容性存在天然的障碍。再者，聚烯烃构成元素以C和H为主，碳氢含量的富足使其燃烧特别迅速，而且高饱和的碳氢结构导致燃烧过程中结碳率很低，这更加剧了聚烯烃燃烧时的熔滴和火焰向燃烧高聚物基体内部的蔓延速度。为寻找高效、低烟、无毒，适合聚烯烃体系使用的无卤阻燃剂，科研工作者做了大量的工作，开发出众多不同体系的无卤阻燃剂。以下简单列举目前常用的无卤阻燃体系：1、以氢氧化镁、氢氧化铝为代表的无机金属氢氧化物。无机金属氢氧化物靠自身的分解来降低燃烧热量，同时稀释氧气，所以其阻燃效率较低，含量往往超过了50 %。同时，无机金属氢氧化物的极性较大，与聚烯烃基体的相容性差，导致其在加工过程中难以分散，易形成机械应力点，使得最终产品的力学性能显著降低；2、含磷阻燃剂的缺点是磷元素具有神经毒性、稳定性不高，耐水性较差，与聚合物的相容性不好，对力学性能影响比较大，所以应用受到限制；3、膨胀型阻燃剂（IFR）的组成主要以磷、氮为主，结合了两种阻燃剂的优势，具有无毒、烟少等特点。磷系物质受热后形成隔离膜，氮系物质受热后分解成水分
和气体，其中，氮系分解的气体有利于磷系的炭层形成泡沫状。泡沫状的炭层可以起到隔氧、隔热的作用，同时又能防止熔滴。但膨胀性阻燃剂所用的物质，多数存在热稳定性不够高，加工过程中有刺激性气味和腐蚀模具现象，而且这些物质基本都是强极性化合物，与聚烯烃的相容性仍是难以解决的技术难题。
中国专利CN112300466A公开了一种聚烯烃阻燃母粒及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：(1)将可溶性镁盐和铝盐加入水中，制成溶液A；(2)配置混合碱溶液，记为溶液B；(3)将溶液A、溶液B、十二烷基苯磺酸钠混合得溶液C；(4)溶液C经过陈化、抽滤、洗涤、干燥，得到改性LDH；(5)改性LDH、膨胀系阻燃剂、季戊四醇、聚烯烃、芥酸酰胺、抗氧剂混合后得到混合料；(6)混合料经过挤出造粒，得到聚烯烃阻燃母粒。该专利中加入大量的三聚氰胺焦磷酸盐来提高聚烯烃的阻燃性能，这势必会大幅损伤聚烯烃高聚物的力学性能。
中国专利CN103012904A公开了一种无卤阻燃母粒，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℃。该专利中所用气源为聚磷酸铵，极性较强，与聚烯烃基体相容性很差，最终很难得到综合性能优异的聚烯烃高聚物。
以上可以看到目前聚烯烃领域使用的无卤阻燃剂仍存在阻燃性和综合性能难以同时兼顾的问题，如何在不损失综合性能的条件下制备出高阻燃的聚烯烃高聚物是材料科研工作者亟需解决的业界难题。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种聚烯烃无卤阻燃母粒，实现以下发明目的：制备出高阻燃性能的聚烯烃无卤阻燃母粒，利用该阻燃母粒得到的聚烯烃高聚物在阻燃性能优异的情况下拥有良好的综合性能。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
一种聚烯烃无卤阻燃母粒，所述聚烯烃无卤阻燃母粒的具体配方为，以重量份计：
聚烯烃树脂 50~80份、
改性膨胀石墨 20~35份、
有机改性硅藻土 8~15份、
改性硼酸钙 3~7份、
聚乙烯蜡 1~2.5份、
增容剂马来酸酐接枝POE 4~8份；
所述聚烯烃树脂为聚乙烯或聚丙烯；
以下是对上述技术方案的进一步改进：
步骤1、改性膨胀石墨的制备
将膨胀石墨、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲苯按质量比20~50:1~4:95~139混合，控温110~135℃、搅拌速率250~550转/分下回流反应3~5.5小时，然后再加入羟基硅油，继续搅拌回流反应8~11小时后降至室温，过滤，滤出物用丙酮洗涤2~4次后，置于70~90℃烘箱中干燥1~2.5小时后得到改性膨胀石墨；
所述膨胀石墨的粒径为300~500目；
所述羟基硅油的加入量为膨胀石墨质量的6~15wt%；
所述羟基硅油的羟基含量为1~3wt%，粘度为400~900mPa·s。
步骤2、有机改性硅藻土的制备
将硅藻土和植酸水溶液按质量比1:5~9混合后，在搅拌速率300~500转/分下搅拌12~16小时，然后静置36~50小时，过滤，滤出物放于30~45℃真空烘箱中干燥8~13小时，然后将干燥后的滤出物放入饱和氢氧化钙水溶液中，控制温度0~8℃、搅拌速率350~500转/分下搅拌反应9~14小时后过滤，滤出的固体放于70~85℃烘箱中干燥10~14小时后得到蓬松粉末，将蓬松粉末、甲苯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按质量比25~40:120~160:4~9混合后，控温110~130℃、搅拌速率350~600转/分下回流反应4~7小时，然后降至室温，过滤，滤出物自然晾干后得到有机改性硅藻土；
所述硅藻土的粒径为350~550目；
所述植酸水溶液中植酸的质量浓度为35~50wt%；
所述饱和氢氧化钙水溶液的加入量为硅藻土质量的7~10倍。
步骤3、改性硼酸钙的制备
将硼酸钙、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基甜菜碱、去离子水和无水乙醇按质量比25~45:3~9:1~5:90~130:10~25，控温35~50℃、搅拌速率170~420转/分下，搅拌反应6~9小时后，离心分离，得到的固体用丙酮洗涤2~4次后，置于75~90℃下干燥1~2小时后得到改性硼酸钙；
所述硼酸钙的粒径为600~1000目。
步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备
按聚烯烃无卤阻燃母粒以重量份计的具体配方，将聚烯烃树脂、改性膨胀石墨、有机改性硅藻土、改性硼酸钙、聚乙烯蜡、增容剂马来酸酐接枝POE放入高速捏合机中，在80~120转/分转速下，捏合25~40分钟，待捏合机内部物料温度升至100~110℃时，出料，然后将物料放入双螺杆挤出造粒机中，控制双螺杆转速150~300转/分，螺杆一区温度60~90℃，二区温度120~135℃，三区温度140~150℃，机头模口温度140~150℃，物料挤出后经水槽冷却、空气冷却后引入切粒机切粒，得到聚烯烃无卤阻燃母粒。
与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：
1、本发明用3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和羟基硅油对膨胀石墨做了表面改性，极大的降低了膨胀石墨的表面极性，使膨胀石墨与聚烯烃基体的亲和性更强，进而促进膨胀石墨在聚烯烃基体内的分散均匀程度，这不仅确保了聚烯烃树脂本身的性能不受影响，而且在聚烯烃燃烧过程中，均匀分散的膨胀石墨受热膨胀后能够形成覆盖面积更大的致密碳层，能够更有效的阻止聚烯烃的熔滴和降低火焰向基体内部的蔓延速度；
2、本发明中选用的硅藻土，因为其本身具有热导率低、隔热性好、比表面积大且高温状态下仍能保持疏松多孔的内部结构，与膨胀石墨搭配后，能够协同降低燃烧热向聚烯烃基体内部传导的速度，阻隔氧气的进入，大幅降低聚烯烃基体的燃烧烈度。此外本发明利用硅藻土的高吸附性，先将植酸吸附入硅藻土的微孔内，然后与氢氧化钙反应生成植酸钙络合物，当聚烯烃高聚物燃烧时，植酸钙络合物的热膨胀会使硅藻土的体积得到膨胀，这进一步降低了硅藻土的热导率，使硅藻土形成的隔热层对热量的隔绝效果更好；
3、本发明用壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基甜菜碱两种物质对硼酸钙进行了表面改性，改性后的硼酸钙极性降低，与聚烯烃的相容性增强，测试数据显示改性硼酸钙的掺入，对聚烯烃的力学性能没有产生负面影响。硼酸钙受热后缓慢释放结晶水，吸收大量热量，降低聚烯烃燃烧面的温度，同时释放的水分以蒸汽形式稀释了燃烧面周围的空气，降低了氧浓度，抑制燃烧速率，另外硼酸钙分解形成的氧化硼为玻璃状物质，与膨胀石墨和硅藻土一样，这种玻璃状物质也会起到隔热阻氧的作用，所以硼酸钙与膨胀石墨以及硅藻土三者能够起到协同阻燃作用，最大限度的提升聚烯烃基体的阻燃性能；
4、本发明制备出的聚烯烃无卤阻燃母粒，与聚乙烯树脂按质量比1:8混合制备的试样，其冲击强度为17.8~18.5kJ·m-2，弯曲强度为40.2~41.4MPa，拉伸强度为19.6~20.1MPa，氧指数为29~30，阻燃等级为UL94V-0；与聚丙烯树脂按质量比1:8混合制备的试样，其冲击强度为5.1kJ·m-2，弯曲强度为50.3MPa，拉伸强度为34.9MPa，氧指数为32，阻燃等级为UL94V-0。
附图说明
图1为实施例1得到的聚烯烃无卤阻燃母粒的SEM图；
图2为实施例3得到的聚烯烃无卤阻燃母粒的SEM图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：一种聚烯烃无卤阻燃母粒
步骤1、改性膨胀石墨的制备
将膨胀石墨、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲苯按质量比35:3:125混合，控温125℃、搅拌速率400转/分下回流反应4小时，然后再加入羟基硅油，继续搅拌回流反应9小时后降至室温，过滤，滤出物用丙酮洗涤3次后，置于85℃烘箱中干燥2小时后得到改性膨胀石墨；
所述膨胀石墨的粒径为450目；
所述羟基硅油的加入量为膨胀石墨质量的11wt%；
所述羟基硅油的羟基含量为2wt%，粘度为700mPa·s。
步骤2、有机改性硅藻土的制备
将硅藻土和植酸水溶液按质量比1:8混合后，在搅拌速率360转/分下搅拌13小时，然后静置45小时，过滤，滤出物放于35℃真空烘箱中干燥10小时，然后将干燥后的滤出物放入饱和氢氧化钙水溶液中，控制温度5℃、搅拌速率400转/分下搅拌反应12小时后过滤，滤出的固体放于80℃烘箱中干燥13小时后得到蓬松粉末，将蓬松粉末、甲苯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按质量比35:145:7混合后，控温125℃、搅拌速率550转/分下回流反应6小时，然后降至室温，过滤，滤出物自然晾干后得到有机改性硅藻土；
所述硅藻土的粒径为400目；
所述植酸水溶液中植酸的质量浓度为45wt%；
所述饱和氢氧化钙水溶液的加入量为硅藻土质量的9倍。
步骤3、改性硼酸钙的制备
将硼酸钙、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基甜菜碱、去离子水和无水乙醇按质量比30:7:4:110:23，控温40℃、搅拌速率250转/分下，搅拌反应7小时后，离心分离，得到的固体用丙酮洗涤3次后，置于85℃下干燥1.4小时后得到改性硼酸钙；
所述硼酸钙的粒径为900目。
步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备
所述聚烯烃无卤阻燃母粒的具体配方为，以重量份计：
聚烯烃树脂 70份、
改性膨胀石墨 30份、
有机改性硅藻土 10份、
改性硼酸钙 6份、
聚乙烯蜡 2份、
增容剂马来酸酐接枝POE 7份；
所述聚烯烃树脂为聚乙烯；
按聚烯烃无卤阻燃母粒以重量份计的具体配方，将聚烯烃树脂、改性膨胀石墨、有机改性硅藻土、改性硼酸钙、聚乙烯蜡、增容剂马来酸酐接枝POE放入高速捏合机中，在110转/分转速下，捏合30分钟，待捏合机内部物料温度升至106℃时，出料，然后将物料放入双螺杆挤出造粒机中，控制双螺杆转速230转/分，螺杆一区温度80℃，二区温度130℃，三区温度145℃，机头模口温度145℃，物料挤出后经水槽冷却、空气冷却后引入切粒机切粒，得到聚烯烃无卤阻燃母粒。
实施例2：一种聚烯烃无卤阻燃母粒
步骤1、改性膨胀石墨的制备
将膨胀石墨、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲苯按质量比20:1:95混合，控温110℃、搅拌速率250转/分下回流反应3小时，然后再加入羟基硅油，继续搅拌回流反应8小时后降至室温，过滤，滤出物用丙酮洗涤2次后，置于70℃烘箱中干燥1小时后得到改性膨胀石墨；
所述膨胀石墨的粒径为300目；
所述羟基硅油的加入量为膨胀石墨质量的6wt%；
所述羟基硅油的羟基含量为1wt%，粘度为400mPa·s。
步骤2、有机改性硅藻土的制备
将硅藻土和植酸水溶液按质量比1:5混合后，在搅拌速率300转/分下搅拌12小时，然后静置36小时，过滤，滤出物放于30℃真空烘箱中干燥8小时，然后将干燥后的滤出物放入饱和氢氧化钙水溶液中，控制温度0℃、搅拌速率350转/分下搅拌反应9小时后过滤，滤出的固体放于70℃烘箱中干燥10小时后得到蓬松粉末，将蓬松粉末、甲苯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按质量比25:120:4混合后，控温110℃、搅拌速率350转/分下回流反应4小时，然后降至室温，过滤，滤出物自然晾干后得到有机改性硅藻土；
所述硅藻土的粒径为350目；
所述植酸水溶液中植酸的质量浓度为35wt%；
所述饱和氢氧化钙水溶液的加入量为硅藻土质量的7倍。
步骤3、改性硼酸钙的制备
将硼酸钙、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基甜菜碱、去离子水和无水乙醇按质量比25:3:1:90:10，控温35℃、搅拌速率170转/分下，搅拌反应6小时后，离心分离，得到的固体用丙酮洗涤2次后，置于75℃下干燥1小时后得到改性硼酸钙；
所述硼酸钙的粒径为600目。
步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备
所述聚烯烃无卤阻燃母粒的具体配方为，以重量份计：
聚烯烃树脂 50份、
改性膨胀石墨 20份、
有机改性硅藻土 8份、
改性硼酸钙 3份、
聚乙烯蜡 1份、
增容剂马来酸酐接枝POE 4份；
所述聚烯烃树脂为聚乙烯；
按聚烯烃无卤阻燃母粒以重量份计的具体配方，将聚烯烃树脂、改性膨胀石墨、有机改性硅藻土、改性硼酸钙、聚乙烯蜡、增容剂马来酸酐接枝POE放入高速捏合机中，在80转/分转速下，捏合25分钟，待捏合机内部物料温度升至100℃时，出料，然后将物料放入双螺杆挤出造粒机中，控制双螺杆转速150转/分，螺杆一区温度60℃，二区温度120℃，三区温度140℃，机头模口温度140℃，物料挤出后经水槽冷却、空气冷却后引入切粒机切粒，得到聚烯烃无卤阻燃母粒。
实施例3：一种聚烯烃无卤阻燃母粒
步骤1、改性膨胀石墨的制备
将膨胀石墨、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲苯按质量比50:4:139混合，控温135℃、搅拌速率550转/分下回流反应5.5小时，然后再加入羟基硅油，继续搅拌回流反应11小时后降至室温，过滤，滤出物用丙酮洗涤4次后，置于90℃烘箱中干燥2.5小时后得到改性膨胀石墨；
所述膨胀石墨的粒径为500目；
所述羟基硅油的加入量为膨胀石墨质量的15wt%；
所述羟基硅油的羟基含量为3wt%，粘度为900mPa·s。
步骤2、有机改性硅藻土的制备
将硅藻土和植酸水溶液按质量比1:9混合后，在搅拌速率500转/分下搅拌16小时，然后静置50小时，过滤，滤出物放于45℃真空烘箱中干燥13小时，然后将干燥后的滤出物放入饱和氢氧化钙水溶液中，控制温度8℃、搅拌速率500转/分下搅拌反应14小时后过滤，滤出的固体放于85℃烘箱中干燥14小时后得到蓬松粉末，将蓬松粉末、甲苯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按质量比40:160:9混合后，控温130℃、搅拌速率600转/分下回流反应7小时，然后降至室温，过滤，滤出物自然晾干后得到有机改性硅藻土；
所述硅藻土的粒径为550目；
所述植酸水溶液中植酸的质量浓度为50wt%；
所述饱和氢氧化钙水溶液的加入量为硅藻土质量的10倍。
步骤3、改性硼酸钙的制备
将硼酸钙、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基甜菜碱、去离子水和无水乙醇按质量比45:9:5:130:25，控温50℃、搅拌速率420转/分下，搅拌反应9小时后，离心分离，得到的固体用丙酮洗涤4次后，置于90℃下干燥2小时后得到改性硼酸钙；
所述硼酸钙的粒径为1000目。
步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备
所述聚烯烃无卤阻燃母粒的具体配方为，以重量份计：
聚烯烃树脂 80份、
改性膨胀石墨 35份、
有机改性硅藻土 15份、
改性硼酸钙 7份、
聚乙烯蜡 2.5份、
增容剂马来酸酐接枝POE 8份；
所述聚烯烃树脂为聚丙烯；
按聚烯烃无卤阻燃母粒以重量份计的具体配方，将聚烯烃树脂、改性膨胀石墨、有机改性硅藻土、改性硼酸钙、聚乙烯蜡、增容剂马来酸酐接枝POE放入高速捏合机中，在120转/分转速下，捏合40分钟，待捏合机内部物料温度升至110℃时，出料，然后将物料放入双螺杆挤出造粒机中，控制双螺杆转速300转/分，螺杆一区温度90℃，二区温度135℃，三区温度150℃，机头模口温度150℃，物料挤出后经水槽冷却、空气冷却后引入切粒机切粒，得到聚烯烃无卤阻燃母粒。
对比例1：实施例1基础上，不进行步骤1、改性膨胀石墨的制备，步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备中将30份改性膨胀石墨等量替换为30份膨胀石墨，具体操作如下：
不进行步骤1、改性膨胀石墨的制备；
步骤2、3操作同于实施例1；
步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备
所述聚烯烃无卤阻燃母粒的具体配方为，以重量份计：
聚烯烃树脂 70份、
膨胀石墨 30份、
有机改性硅藻土 10份、
改性硼酸钙 6份、
聚乙烯蜡 2份、
增容剂马来酸酐接枝POE 7份；
所述聚烯烃树脂为聚乙烯；
所述膨胀石墨的粒径为450目；
按聚烯烃无卤阻燃母粒以重量份计的具体配方，将聚烯烃树脂、膨胀石墨、有机改性硅藻土、改性硼酸钙、聚乙烯蜡、增容剂马来酸酐接枝POE放入高速捏合机中，在110转/分转速下，捏合30分钟，待捏合机内部物料温度升至106℃时，出料，然后将物料放入双螺杆挤出造粒机中，控制双螺杆转速230转/分，螺杆一区温度80℃，二区温度130℃，三区温度145℃，机头模口温度145℃，物料挤出后经水槽冷却、空气冷却后引入切粒机切粒，得到聚烯烃无卤阻燃母粒。
对比例2：实施例1基础上，不进行步骤2、有机改性硅藻土的制备，步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备中将10份有机改性硅藻土等量替换为10份硅藻土，具体操作如下：
步骤1操作同于实施例1；
不进行步骤2、有机改性硅藻土的制备；
步骤3操作同于实施例1；
步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备
所述聚烯烃无卤阻燃母粒的具体配方为，以重量份计：
聚烯烃树脂 70份、
改性膨胀石墨 30份、
硅藻土 10份、
改性硼酸钙 6份、
聚乙烯蜡 2份、
增容剂马来酸酐接枝POE 7份；
所述聚烯烃树脂为聚乙烯；
所述硅藻土的粒径为400目；
按聚烯烃无卤阻燃母粒以重量份计的具体配方，将聚烯烃树脂、改性膨胀石墨、硅藻土、改性硼酸钙、聚乙烯蜡、增容剂马来酸酐接枝POE放入高速捏合机中，在110转/分转速下，捏合30分钟，待捏合机内部物料温度升至106℃时，出料，然后将物料放入双螺杆挤出造粒机中，控制双螺杆转速230转/分，螺杆一区温度80℃，二区温度130℃，三区温度145℃，机头模口温度145℃，物料挤出后经水槽冷却、空气冷却后引入切粒机切粒，得到聚烯烃无卤阻燃母粒。
对比例3：实施例1基础上，不进行步骤3、改性硼酸钙的制备，步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备中不加入改性硼酸钙，将6份改性硼酸钙等量替换为6份聚烯烃树脂，具体操作如下：
步骤1、2操作同于实施例1；
不进行步骤3、改性硼酸钙的制备；
步骤4、聚烯烃无卤阻燃母粒的制备
所述聚烯烃无卤阻燃母粒的具体配方为，以重量份计：
聚烯烃树脂 76份、
改性膨胀石墨 30份、
有机改性硅藻土 10份、
聚乙烯蜡 2份、
增容剂马来酸酐接枝POE 7份；
所述聚烯烃树脂为聚乙烯；
按聚烯烃无卤阻燃母粒以重量份计的具体配方，将聚烯烃树脂、改性膨胀石墨、有机改性硅藻土、聚乙烯蜡、增容剂马来酸酐接枝POE放入高速捏合机中，在110转/分转速下，捏合30分钟，待捏合机内部物料温度升至106℃时，出料，然后将物料放入双螺杆挤出造粒机中，控制双螺杆转速230转/分，螺杆一区温度80℃，二区温度130℃，三区温度145℃，机头模口温度145℃，物料挤出后经水槽冷却、空气冷却后引入切粒机切粒，得到聚烯烃无卤阻燃母粒。
性能测试：
实施例1、2和对比例1、2、3所得聚烯烃无卤阻燃母粒与聚乙烯树脂按质量比1:8混合制备测试试样，实施例3所得聚烯烃无卤阻燃母粒与聚丙烯树脂按质量比1:8混合制备测试试样，试样制备过程采用注塑工艺，设备采用双螺杆注塑机，注塑机工艺参数为：加料段100℃，压缩段170℃，匀化段190℃，注塑模口185℃，注塑压力7MPa；
依据《GB/T 1043-1993 硬质塑料简支梁冲击试验方法》测试试样的缺口冲击强度；
依据《GB 1042-1979 塑料弯曲试验方法》测试试样的弯曲强度；
依据《GB/T 1040-1992 塑料拉伸试验方法》测试试样的拉伸强度；
依据《GB/T 2406-1993 塑料燃烧性能试验方法》测试试样的氧指数；
依据UL94阻燃等级测试标准来评价实验的阻燃等级；
具体测试结果见表1：
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 冲击强度（kJ·m-2） | 18.5 | 17.8 | 5.1 | 9.7 | 12.2 | 18.8 |
| 弯曲强度（MPa） | 41.4 | 40.2 | 50.3 | 23.2 | 31.6 | 41.9 |
| 拉伸强度（MPa） | 20.1 | 19.6 | 34.9 | 6.8 | 11.5 | 20.7 |
| 氧指数 | 29 | 30 | 32 | 21 | 24 | 26 |
| 阻燃等级 | UL94V-0 | UL94V-0 | UL94V-0 | UL94V-2 | UL94V-2 | UL94V-1 |
从表1中的数据可以看到，与实施例1、2相比，对比例1的力学性能和阻燃性能下降最为剧烈，可见膨胀石墨不做改性的话，很难均匀分散入聚乙烯基体内，这不仅难以发挥膨胀石墨的阻燃效能，还造成聚乙烯力学性能的大幅下降；对比例2中硅藻土不做表面改性，硅藻土的分散均匀性难以保证，导致对比例2的力学性能显著低于实施例1和2，同时氧指数和阻燃等级也明显降低；不加入改性硼酸钙的对比例3，其力学性能与实施例1和2相差无几，这表明实施例1和2中改性硼酸钙能够均匀分散在聚乙烯基体内，对比例3的氧指数和阻燃等级明显低于实施例1和2，这说明改性硼酸钙与膨胀石墨和硅藻土在阻燃方面有着明显的协同作用。
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 (4)
1.一种聚烯烃无卤阻燃母粒，其特征在于：
所述聚烯烃无卤阻燃母粒的具体配方为，以重量份计：
聚烯烃树脂 50~80份、
改性膨胀石墨 20~35份、
有机改性硅藻土 8~15份、
改性硼酸钙 3~7份、
聚乙烯蜡 1~2.5份、
增容剂马来酸酐接枝POE 4~8份；
所述改性膨胀石墨，其制备方法为：将膨胀石墨、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲苯按质量比20~50:1~4:95~139混合，控温110~135℃、搅拌速率250~550转/分下回流反应3~5.5小时，然后再加入羟基硅油，继续搅拌回流反应8~11小时后降至室温，过滤，滤出物用丙酮洗涤2~4次后，置于70~90℃烘箱中干燥1~2.5小时后得到改性膨胀石墨；
所述有机改性硅藻土，其制备方法为：将硅藻土和植酸水溶液按质量比1:5~9混合后，在搅拌速率300~500转/分下搅拌12~16小时，然后静置36~50小时，过滤，滤出物放于30~45℃真空烘箱中干燥8~13小时，然后将干燥后的滤出物放入饱和氢氧化钙水溶液中，控制温度0~8℃、搅拌速率350~500转/分下搅拌反应9~14小时后过滤，滤出的固体放于70~85℃烘箱中干燥10~14小时后得到蓬松粉末，将蓬松粉末、甲苯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按质量比25~40:120~160:4~9混合后，控温110~130℃、搅拌速率350~600转/分下回流反应4~7小时，然后降至室温，过滤，滤出物自然晾干后得到有机改性硅藻土；
所述改性硼酸钙，其制备方法为：将硼酸钙、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基甜菜碱、去离子水和无水乙醇按质量比25~45:3~9:1~5:90~130:10~25，控温35~50℃、搅拌速率170~420转/分下，搅拌反应6~9小时后，离心分离，得到的固体用丙酮洗涤2~4次后，置于75~90℃下干燥1~2小时后得到改性硼酸钙。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃无卤阻燃母粒，其特征在于：
所述聚烯烃树脂为聚乙烯或聚丙烯；
所述膨胀石墨的粒径为300~500目；
所述羟基硅油的加入量为膨胀石墨质量的6~15wt%；
所述羟基硅油的羟基含量为1~3wt%，粘度为400~900mPa·s。
3.根据权利要求1所述的聚烯烃无卤阻燃母粒，其特征在于：
所述硅藻土的粒径为350~550目；
所述植酸水溶液中植酸的质量浓度为35~50wt%；
所述饱和氢氧化钙水溶液的加入量为硅藻土质量的7~10倍。
4.根据权利要求1所述的聚烯烃无卤阻燃母粒，其特征在于：
所述硼酸钙的粒径为600~1000目。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310883322.4A CN116589779B (zh) | 2023-07-19 | 2023-07-19 | 一种聚烯烃无卤阻燃母粒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310883322.4A CN116589779B (zh) | 2023-07-19 | 2023-07-19 | 一种聚烯烃无卤阻燃母粒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116589779A true CN116589779A (zh) | 2023-08-15 |
| CN116589779B CN116589779B (zh) | 2023-09-12 |
Family
ID=87595986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310883322.4A Active CN116589779B (zh) | 2023-07-19 | 2023-07-19 | 一种聚烯烃无卤阻燃母粒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116589779B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104194572A (zh) * | 2014-09-25 | 2014-12-10 | 芜湖县双宝建材有限公司 | 一种耐腐蚀阻燃涂料 |
| CN106065088A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-02 | 同济大学 | 一种接枝硅磷元素的改性膨胀石墨的制备方法 |
| CN110183728A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种原位聚合膨胀型阻燃剂和制备原料及其制备方法和应用 |
| DE102019124471A1 (de) * | 2019-09-11 | 2021-03-11 | Chaoyang University Of Technology | Flammhemmendes Polymerverbundmaterial und dessen Fertigungsverfahren |
-
2023
- 2023-07-19 CN CN202310883322.4A patent/CN116589779B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104194572A (zh) * | 2014-09-25 | 2014-12-10 | 芜湖县双宝建材有限公司 | 一种耐腐蚀阻燃涂料 |
| CN106065088A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-02 | 同济大学 | 一种接枝硅磷元素的改性膨胀石墨的制备方法 |
| CN110183728A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种原位聚合膨胀型阻燃剂和制备原料及其制备方法和应用 |
| DE102019124471A1 (de) * | 2019-09-11 | 2021-03-11 | Chaoyang University Of Technology | Flammhemmendes Polymerverbundmaterial und dessen Fertigungsverfahren |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116589779B (zh) | 2023-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101982497A (zh) | 一种阻燃abs复合材料 | |
| CN115304913B (zh) | 具备高灼热丝起燃温度的增强阻燃次磷酸盐/尼龙复合材料及其制备方法 | |
| KR102180930B1 (ko) | 난연제 및 상용화제로 개질된 그래핀 옥사이드 충전제 및 이를 이용한 폴리프로필렌 나노복합재료조성물 | |
| CN113583348A (zh) | 一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材及其制备方法 | |
| KR20200082851A (ko) | 아민화된 난연제로 개질된 그래핀 옥사이드 충전제 및 이를 이용한 폴리프로필렌 나노복합재료조성물 | |
| CN115011078B (zh) | 一种阻燃环保pet塑料及其制备方法 | |
| WO2023020452A1 (zh) | 一种无卤阻燃聚丙烯组合物及其制备方法和应用 | |
| CN113308118A (zh) | 一种环保型发泡阻燃硅橡胶材料及其制备方法 | |
| CN109776865B (zh) | 一种增韧阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN111100370A (zh) | 一种阻燃剂及其制备方法、聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN104945876A (zh) | 一种低烟密度pc/abs高分子复合材料及其制备方法 | |
| CN116589779B (zh) | 一种聚烯烃无卤阻燃母粒 | |
| CN108570205B (zh) | 一种阻燃苯乙烯组合物及其制备方法 | |
| CN112852133A (zh) | 一种抗熔滴pla/pva复合材料及其制备方法 | |
| CN111117046B (zh) | 低添加量高阻燃性的阻燃母粒及其制备方法 | |
| CN112126125A (zh) | 一种复合型塑料阻燃剂的制备方法 | |
| CN112608580A (zh) | 一种阻燃abs组合物及其制备方法和应用 | |
| CN114479385B (zh) | 一种导电型阻燃可生物降解pbat复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN108250573B (zh) | 一种耐热氧老化的无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN112812370B (zh) | 一种无机阻燃剂及其制备方法和在制备密封胶中的应用 | |
| CN115232409A (zh) | 一种聚烯烃发泡材料及其加工方法 | |
| CN114539758A (zh) | 一种无卤阻燃pc/abs复合材料及其制备方法 | |
| CN105504767A (zh) | 聚苯醚树脂合金材料及其制备方法和制冷压缩机 | |
| CN112111142A (zh) | 一种低烟密度、阻燃pc/abs合金材料及其制备方法 | |
| CN111117209A (zh) | 一种聚氨酯阻燃抗静电复合材料的制备方法 |
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 | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A halogen-free flame retardant masterbatch for polyolefins Granted publication date: 20230912 Pledgee: Shandong Shouguang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Shandong Aike polymer material Co.,Ltd. Registration number: Y2024980000973 |