CN102250575A - 一种无卤阻燃pes本色热熔胶及其制备方法 - Google Patents

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杜建新
郝建薇
张明明
杨荣杰
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Abstract

本发明涉及一种无卤阻燃PES本色热熔胶及其制备方法，属于阻燃热熔胶环境保护技术领域。以PES热熔胶作为基体树脂，以聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺组成的膨胀阻燃体系作为膨胀阻燃剂，以4A分子筛作为协效剂；将膨胀阻燃剂与协效剂混合均匀后，再与PES热熔胶混合均匀，得到混料，混料经双螺杆挤出造粒，经注塑机注塑成型，得到无卤阻燃PES本色热熔胶。本发明制备的无卤阻燃PES本色热熔胶阻燃效率高、发烟量少、滴落少、相容性好，加工性能良好，胶膜成膜性良好，适用于电子电器、服装行业、交通通讯等的火灾安全防护及制备屏蔽材料导电布领域。

Description

一种无卤阻燃PES本色热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃PES本色热熔胶及其制备方法，属于阻燃热熔胶环境保护技术领域。
背景技术
热熔胶在室温呈固态，低温加热熔融后可涂敷于被粘物。经压合、冷却，即可在短时间内完成粘接过程。由于热熔胶具有环保、安全、固化迅速、适合自动化生产等突出优点，在过去十几年间得到高速发展。在世界范围内热熔胶已经成为继聚合物乳液和传统溶剂型胶粘剂之后增长最快、最具发展潜力的第三大品种。
共聚酯(简称PES)热熔胶是聚酯热熔胶的一种，它在制备屏蔽材料导电布领域具有广泛应用。导电布在电子行业起屏蔽导电作用，表面覆盖有一薄层热熔胶膜，要求有较高的阻燃级别。目前国内外导电布使用的聚酯热熔胶一般为卤系阻燃型。该阻燃热熔胶通常含有溴系阻燃剂如多溴二苯醚类，四溴双酚A类，溴代苯酚类及氯系阻燃剂等。这些卤族元素对环境有极大的危害，不符合环保要求。特别是2008年欧盟环保指令要求自2009年1月1日以后电子行业均须使用无卤阻燃产品以来，电子行业对无卤阻燃热熔胶有了迫切需求。
由于导电布用无卤阻燃聚酯热熔胶产品的开发难度大，现在尚处于过渡期，国内外相关厂家、研发机构正抓紧开发该产品。导电布用阻燃聚酯热熔胶约为0.05mm-0.5mm厚，使用时转移到导电布(一般无阻燃处理)表面，要求该复合材料达到UL94V-0阻燃级别，与均质材料相比阻燃难度更大。目前国内尚未有真正能完全满足客户需求的无卤阻燃聚酯热熔胶产品。国内报道的无卤阻燃聚酯热熔胶产品一般采用添加无机阻燃剂体系进行阻燃处理，但该阻燃体系阻燃效果不够理想，熔滴较严重，阻燃剂热稳定性差，易迁移、吸湿。为提高阻燃效果一般加入一定量的红磷阻燃剂，对颜色、加工成膜性能等均不利，影响正常使用。国外仅韩国和日本有少量无卤阻燃热熔胶生产，加工成膜性能较好，但老化性能差，价格昂贵，还没有批量进入中国市场，无法满足国内屏蔽材料厂家对无卤阻燃热熔胶的需求。
发明内容
本发明的目的是开发一种具有较高阻燃性能的膨胀阻燃PES本色热熔胶，提出一种无卤阻燃PES本色热熔胶及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的无卤阻燃PES本色热熔胶，以PES热熔胶作为基体树脂，以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)组成的膨胀阻燃体系(IFR)作为膨胀阻燃剂，以4A分子筛作为协效剂；其质量组成为：以PES热熔胶和膨胀阻燃剂的质量和为100份计算，其中PES热熔胶占60～80份，膨胀阻燃剂占20～40份，协效剂的质量占PES热熔胶和膨胀阻燃剂的质量和的1％～10％；
上述PES是对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇无规共聚物，其熔点为125±5℃，熔融指数为28g/10min；
上述膨胀阻燃剂由聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)混合组成；以膨胀阻燃剂的各组分质量和为100份计算，其中聚磷酸铵占60～70份，季戊四醇占15～25份，三聚氰胺占10～20份。
上述协效剂为4A分子筛。
本发明的无卤阻燃PES本色热熔胶的制备方法，步骤为：将膨胀阻燃剂与协效剂混合均匀后，再与PES热熔胶混合均匀，得到混料，混料经双螺杆挤出造粒，经注塑机注塑成型，得到无卤阻燃PES本色热熔胶。
上述方法制备的无卤阻燃PES本色热熔胶按照GB/T 2046.2-2009，用氧指数仪表征其极限氧指数(LOI)范围为30％-36％，按照UL94ISBN 0-7629-0082-2，用水平垂直燃烧仪表征其燃烧等级，按照GB/T 16172-2007，用锥形量热仪表征其最大热释放速率；其加工性能和热稳定性能良好。
上述的膨胀阻燃剂在火焰作用下，其酸源、炭源、气源通过化学反应及物理作用在材料表面迅速膨胀，形成导热系数很低的多孔致密炭层，因而可有效阻隔火焰热量的传导，具有抗拒高温火焰热氧化的作用。
上述的4A分子筛对PES/IFR体系的协效作用：在燃烧初期PES/IFR体系中少量的4A分子筛对IFR的酯化反应具有催化作用，加速了NH3、H2O等气相挥发组份的产生，从而影响了阻燃体系的膨胀行为，改善了气源与熔体黏度的匹配，进而促进均匀、稳定炭层的生成；在温度较高时，4A分子筛在IFR有机相作用下，自身分解成SiO2和Al2O3，导致Si-P-Al-C结构的生成，从而起到了促进成炭及稳定残炭的作用，故体系的阻燃性能得以提高。
有益效果
本发明制备的无卤阻燃PES本色热熔胶阻燃效率高、发烟量少、滴落少、相容性好，加工性能良好，胶膜成膜性良好，适用于电子电器、服装行业、交通通讯等的火灾安全防护及制备屏蔽材料导电布领域。
具体实施方式
实施例1
1)将90g聚磷酸铵、30g季戊四醇、30g三聚氰胺和5g 4A分子筛混合均匀，再与350g PES热熔胶混匀，得到混料；
2)将步骤1)得到的混料经双螺杆挤出造粒，然后经注塑机注塑成型，得到无卤阻燃PES本色热熔胶；
双螺杆挤出温度从料斗到机头依次为128℃、130℃、135℃、140℃、135℃、130℃；注塑机注塑温度为140℃、145℃、150℃、145℃、140℃。
上述方法制备的无卤阻燃PES本色热熔胶，按照GB/T 2046.2-2009，用氧指数仪表征其极限氧指数(LOI)为31.3％；按照UL94ISBN 0-7629-0082-2，用水平垂直燃烧仪表征其燃烧等级，UL-94垂直燃烧达V-0级；按照GB/T16172-2007，用锥形量热仪表征其最大热释放速率为303kW/m2；其加工性能和热稳定性能良好。
实施例2
1)将90g聚磷酸铵、30g季戊四醇、30g三聚氰胺和10g 4A分子筛混合均匀，再与350g PES热熔胶混匀，得到混料；
2)将步骤1)得到的混料经双螺杆挤出造粒，然后经注塑机注塑成型，得到无卤阻燃PES本色热熔胶；
双螺杆挤出温度从料斗到机头依次为128℃、130℃、135℃、140℃、135℃、130℃；注塑机注塑温度为140℃、145℃、150℃、145℃、140℃。
上述方法制备的无卤阻燃PES本色热熔胶，按照GB/T 2046.2-2009，用氧指数仪表征其极限氧指数(LOI)为34.5％；按照UL94ISBN 0-7629-0082-2，用水平垂直燃烧仪表征其燃烧等级，UL-94垂直燃烧达V-0级；按照GB/T16172-2007，用锥形量热仪表征其最大热释放速率为241kW/m2；其加工性能和热稳定性能良好。
实施例3
1)将90g聚磷酸铵、30g季戊四醇、30g三聚氰胺和15g 4A分子筛混合均匀，再与350g PES热熔胶混匀，得到混料；
2)将步骤1)得到的混料经双螺杆挤出造粒，然后经注塑机注塑成型，得到无卤阻燃PES本色热熔胶；
双螺杆挤出温度从料斗到机头依次为128℃、130℃、135℃、140℃、135℃、130℃；注塑机注塑温度为140℃、145℃、150℃、145℃、140℃。
上述方法制备的无卤阻燃PES本色热熔胶，按照GB/T 2046.2-2009，用氧指数仪表征其极限氧指数(LOI)为35.1％；按照UL94ISBN 0-7629-0082-2，用水平垂直燃烧仪表征其燃烧等级，UL-94垂直燃烧达V-0级；按照GB/T16172-2007，用锥形量热仪表征其最大热释放速率为225kW/m2；其加工性能和热稳定性能良好。

Claims (2)

1.一种无卤阻燃PES本色热熔胶，其特征在于：以PES热熔胶作为基体树脂，以聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺组成的膨胀阻燃体系作为膨胀阻燃剂，以4A分子筛作为协效剂；其质量组成为：以PES热熔胶和膨胀阻燃剂的质量和为100份计算，其中PES热熔胶占60～80份，膨胀阻燃剂占20～40份，协效剂的质量占PES热熔胶和膨胀阻燃剂的质量和的1％～10％；
上述PES是对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇无规共聚物，其熔点为125±5℃，熔融指数为28g/10min；
上述膨胀阻燃剂以膨胀阻燃剂的各组分质量和为100份计算，其中聚磷酸铵占60～70份，季戊四醇占15～25份，三聚氰胺占10～20份；
上述协效剂为4A分子筛。
2.一种无卤阻燃PES本色热熔胶的制备方法，其特征在于步骤为：将膨胀阻燃剂与协效剂混合均匀后，再与PES热熔胶混合均匀，得到混料，混料经双螺杆挤出造粒，经注塑机注塑成型，得到无卤阻燃PES本色热熔胶。
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