CN101456962A - 一种高含量红磷阻燃母料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高含量红磷阻燃母料，主要由重量配比如下的原料制成：红磷40～90份，载体5～20份，增效剂5～50份，润滑剂0.5～3份，分散剂0.5～5份。本发明的有益效果主要体现在：与微胶囊红磷阻燃剂相比，本发明可以克服产品易燃不便运输等安全问题；可以有效的解决红磷与树脂相容性差的问题；可与载体直接注塑等生产成品，减少能源浪费；可减少生产过程中的粉尘，改善生产环境。与现有低磷含量红磷阻燃母料相比，本发明在橡塑里使用添加量减少二分之一，可有效的降低产品成本；对成品物性影响小，提升成品质量。

Description

一种高含量红磷阻燃母料

(一)技术领域

本发明涉及一种高含量红磷阻燃母料，属于高分子材料领域。

(二)背景技术

现有红磷阻燃剂主要分为两种：微胶囊红磷阻燃剂和红磷阻燃母料，其缺点如下：

微胶囊红磷阻燃剂主要缺点在于微胶囊红磷阻燃剂为易燃粉末，运输不便；在橡塑材料阻燃改性加工过程极易发生着火等危险，有较大的安全隐患；加工过程中阻燃剂下料困难，阻燃剂分散不均和大面积粉尘污染；

现有红磷阻燃母料主要缺点为有效阻燃成分含量低(根据现有阻燃母料配方及方法，难以获得有效阻燃成分含量高的阻燃母料)，添加量大，对产品物性影响大。

(三)发明内容

本发明的目的在于针对现有微胶囊红磷阻燃剂和红磷阻燃母料的缺点，提供一种高含量红磷阻燃母料。

本发明采用的技术方案是：

一种高含量红磷阻燃母料，主要由重量配比如下的原料制成：

红磷          40～90份

载体          5～20份

增效剂        5～50份

润滑剂        0.5～3份

分散剂          0.5～5份。

通常，制备所述高含量红磷阻燃母料的原料中还可包括0.1～6份的其他辅助助剂，所述辅助助剂可为下列之一或其中两种以上的组合：抗氧剂、抗紫外线剂、偶联剂、增塑剂、稳定剂、色粉、色母、相容剂、偶联剂。所述红磷选自红磷、微胶囊包覆红磷阻燃剂、固化红磷阻燃剂、白度化红磷阻燃剂、黑度化红磷阻燃剂等和/或他们的混合物。

所述载体为本领域常规用于阻燃剂制备的高分子聚合物，选自下列之一或其中两种以上的混合物：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚氨酯(PU)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物(SEPS)、热塑性聚酯弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性硫化橡胶(TPV)、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)、热熔胶、天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)。

所述增效剂为本领域常规用于阻燃剂制备的增效剂，选自下列之一或其中两种以上的混合物：水滑石、氧化镁、氧化钼、钼酸铵、氧化铝、氧化锌、氧化铜、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、高岭土、三氧化二锑、聚磷酸铵、多聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、季戊四醇、磷酸三苯酯、氰尿酸三聚氰胺盐、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、八溴醚、六溴环十二烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、氯化石蜡、三聚氰胺焦磷酸盐、四苯基(双酚-A)二磷酸酯、四苯基间苯二酚二磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯异丙基)磷酸酯。

所述润滑剂为本领域常规用于阻燃剂制备的润滑剂，选自下列之一或其中两种以上的混合物：白油、液体石蜡、硅油、硬脂酸、N，N′-乙撑双硬脂酰胺、环氧大豆油、氯化石蜡、硅酮、磷酸酯。

所述分散剂为本领域常规用于阻燃剂制备的分散剂，选自下列之一或其中两种以上的混合物：N，N′-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸锌、硅酮。

所述高含量红磷阻燃母料由如下方法制备得到：将制备所述高含量红磷阻燃母料的原料混合均匀，在80～270℃熔融状态下造粒5～30分钟，得到所述高含量红磷阻燃母料。

本发明通过对红磷阻燃母料载体及助剂的选择，并结合熔融造粒方法，制得了高含量的红磷母料。本发明产品可以直接与塑料原料混合注塑，减少造粒环节，节省大量时间和费用。本发明产品相比较微胶囊包覆红磷产品没用安全隐患，且可直接注塑，下料方便，分散均匀；相比较普通红磷母料而言，本发明产品添加量很小，仅为普通红磷阻燃母料所需添加量的二分之一。本发明产品可有效降低能耗，减少环境污染，减少生产安全隐患，降低成本，提升产品综合竞争力。

优选的，所述制备所述高含量红磷阻燃母料的原料重量配比如下：

红磷                      70～90份

聚对苯二甲酸丁二醇酯      10～20份

磷酸三苯酯                10～30份

白油                     1～2份

硅酮                     0.5～2份。

优选的，所述制备所述高含量红磷阻燃母料的原料重量配比如下：

红磷                     70～90份

聚丙烯                   10～20份

氢氧化镁                 10～20份

磷酸三苯酯               1～5份

N，N′-乙撑双硬脂酰胺    1～5份。

优选的，所述制备所述高含量红磷阻燃母料的原料重量配比如下：

红磷                     40～60份

聚酰胺                   10～20份

氰尿酸三聚氰胺盐         30～50份

白油                     1～2份

N，N′-乙撑双硬脂酰胺    1～2份

色粉                     4～6份。

本发明的有益效果主要体现在：与微胶囊红磷阻燃剂相比，本发明可以克服产品易燃不便运输等安全问题；可以有效的解决红磷与树脂相容性差的问题；可与载体直接注塑等生产成品，减少能源浪费；可减少生产过程中的粉尘，改善生产环境。与现有低磷含量红磷阻燃母料相比，本发明在橡塑里使用添加量减少二分之一，可有效的降低产品成本；对成品物性影响小，提升成品质量。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

首先按下述重量配比制备原料：

低密度聚乙烯            10g

赤磷                    70g

硼酸锌                  20g

白油                    2g

N，N′-乙撑双硬脂酰胺   2g

蓝色粉                  2g

黑色粉                  4g

然后，按上述配比将物料均匀混合，再用双螺杆造粒机90～100℃挤出、造粒15分钟既得本发明所述之高含量红磷阻燃母料。

取该阻燃母料8g添加到100g低密度聚乙烯里面，制得的阻燃聚乙烯氧指数可达29。而用同样重量比的低含量红磷阻燃母料制得的阻燃聚乙烯氧指数只有25。

实施例2：

首先按下述重量配比制备原料：

聚酰胺                10g

赤磷                  50g

氰尿酸三聚氰胺盐      40g

白油                  2g

N，N′-乙撑双硬脂酰胺 2g

蓝色粉           2g

黑色粉           1g

然后，按上述配比将物料均匀混合，再用双螺杆造粒机120～130℃挤出、造粒10分钟既得本发明所述之高含量黑色红磷阻燃母料。

取该阻燃母料8g添加到100g聚酰胺里面，制得的黑色阻燃聚酰胺氧指数可达38，且加工无需调色。而用同样重量比的低含量红磷阻燃母料制得的阻燃聚酰胺氧指数只有31。

实施例3：

首先按下述重量配比制备原料：

聚丙烯                      10g

赤磷                        90g

氢氧化镁                    10g

磷酸三苯酯                  1g

N，N′-乙撑双硬脂酰胺       2g

然后，按上述配比将物料均匀混合，再用双螺杆造粒机140～150℃挤出、造粒8分钟既得本发明所述之高含量红磷阻燃母料。

取该阻燃母料8g添加到100g聚丙烯里面，制得的阻燃聚丙烯氧指数可达29。而用同样重量比的低含量红磷阻燃母料制得的阻燃聚丙烯氧指数只有24。

实施例4：

首先按下述重量配比制备原料：

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物         20g

赤磷                     70g

磷酸三苯酯               10g

白油                     2g

硅酮                     2g

然后，按上述配比将物料均匀混合，再用双螺杆造粒机130～140℃挤出、造粒10分钟既得本发明所述之高含量红磷阻燃母料。

取该阻燃母料10g添加到100g丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物里面，制得的阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物氧指数可达32。而用同样重量比的低含量红磷阻燃母料制得的阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物氧指数只有25。

实施例5：

首先按下述重量配比制备原料：

热塑性聚酯弹性体              15g

赤磷                          60g

磷酸三苯酯                    20g

氢氧化镁                      30g

白油                          2g

硅酮                          2g

然后，按上述配比将物料均匀混合，再用双螺杆造粒机180～200℃挤出、造粒8分钟既得本发明所述之高含量红磷阻燃母料。

取该阻燃母料12g添加到100g热塑性聚酯弹性体里面，制得的阻燃热塑性聚酯弹性体氧指数可达35。而用同样重量比的低含量红磷阻燃母料制得的阻燃热塑性聚酯弹性体氧指数只有28。

实施例6：

首先按下述重量配比制备原料：

聚苯醚                     8g

赤磷                       80g

磷酸三苯酯                 20g

白油                       2g

硅酮                       2g

蓝色粉                     2g

黑色粉                     3g

然后，按上述配比将物料均匀混合，再用双螺杆造粒机150～160℃挤出、造粒8分钟既得本发明所述之高含量红磷阻燃母料。

取该阻燃母料5g添加到100g聚苯醚里面，制得的阻燃聚苯醚氧指数可达37。而用同样重量比的低含量红磷阻燃母料制得的阻燃聚苯醚氧指数只有29。

实施例7：

首先按下述重量配比制备原料：

聚对苯二甲酸丁二醇酯             10g

赤磷                             70g

磷酸三苯酯                       20g

白油                             2g

硅酮                             2g

然后，按上述配比将物料均匀混合，再用双螺杆造粒机100～120℃挤出、造粒15分钟既得本发明所述之高含量红磷阻燃母料。

取该阻燃母料10g添加到100g聚对苯二甲酸丁二醇酯里面，制得的阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯氧指数可达31。而用同样重量比的低含量红磷阻燃母料制得的阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯氧指数只有25。

实施例8：

首先按下述重量配比制备原料：

聚对苯二甲酸乙二醇酯         10g

赤磷                         70g

磷酸三苯酯                   20g

白油                         2g

硅酮                         2g

然后，按上述配比将物料均匀混合，再用双螺杆造粒机100～120℃挤出、造粒20分钟既得本发明所述之高含量红磷阻燃母料。

取该阻燃母料10g添加到100g聚对苯二甲酸乙二醇酯里面，制得的阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯氧指数可达33。而用同样重量比的低含量红磷阻燃母料制得的阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯氧指数只有26。

Claims (10)

1.一种高含量红磷阻燃母料，主要由重量配比如下的原料制成：

红磷                40～90份

载体                5～20份

增效剂              5～50份

润滑剂              0.5～3份

分散剂              0.5～5份。

2.如权利要求1所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于制备所述高含量红磷阻燃母料的原料中还包括0.1～6份的辅助助剂，所述辅助助剂为下列之一或其中两种以上的组合：抗氧剂、抗紫外线剂、偶联剂、增塑剂、稳定剂、色粉、色母、相容剂、偶联剂。

3.如权利要要求1或2所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于所述载体为下列之一或其中两种以上的混合物：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚氨酯、超高分子量聚乙烯、三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物、热塑性聚酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性硫化橡胶、聚乙烯辛烯共弹性体、热熔胶、天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶。

4.如权利要要求1或2所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于所述增效剂为下列之一或其中两种以上的混合物：水滑石、氧化镁、氧化钼、钼酸铵、氧化铝、氧化锌、氧化铜、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、高岭土、三氧化二锑、聚磷酸铵、多聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、季戊四醇、磷酸三苯酯、氰尿酸三聚氰胺盐、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、八溴醚、六溴环十二烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、氯化石蜡、三聚氰胺焦磷酸盐、四苯基(双酚-A)二磷酸酯、四苯基间苯二酚二磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯异丙基)磷酸酯。

5.如权利要要求1或2所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于所述润滑剂为下列之一或其中两种以上的混合物：白油、液体石蜡、硅油、硬脂酸、N，N′-乙撑双硬脂酰胺、环氧大豆油、氯化石蜡、硅酮、磷酸酯。

6.如权利要要求1或2所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于所述分散剂为下列之一或其中两种以上的混合物：N，N′-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸锌、硅酮。

7.如权利要要求1或2所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于所述高含量红磷阻燃母料由如下方法制备得到：将制备所述高含量红磷阻燃母料的原料混合均匀，在80～270℃熔融状态下造粒5～30分钟，得到所述高含量红磷阻燃母料。

8.如权利要求1所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于所述制备所述高含量红磷阻燃母料的原料重量配比如下：

红磷                  70～90份

聚对苯二甲酸丁二醇酯  10～20份

磷酸三苯酯            10～30份

白油                  1～2份

硅酮                  0.5～2份。

9.如权利要求1所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于所述制备所述高含量红磷阻燃母料的原料重量配比如下：

红磷                  70～90份

聚丙烯                10～20份

氢氧化镁              10～20份

磷酸三苯酯            1～5份

N，N′-乙撑双硬脂酰胺 1～5份。

10.如权利要求1所述的高含量红磷阻燃母料，其特征在于所述制备所述高含量红磷阻燃母料的原料重量配比如下：

红磷                   40～60份

聚酰胺                 10～20份

氰尿酸三聚氰胺盐       30～50份

白油                   1～2份

N，N′-乙撑双硬脂酰胺  1～2份

色粉                   4～6份。