CN102585337B - 一种阻燃铝塑板芯材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃铝塑板芯材及其制备方法，该阻燃铝塑板芯材包含以下组分及其重百分数：弹性体：12～20％、相容剂：0～3％、无卤阻燃剂：73～84％、阻燃协效剂：0～3％、偶联剂：0.15～0.3％、抗氧剂：0.2～1％，润滑剂：2～3％，其它助剂：0.5～0.9％。本发明的防火铝塑板用无卤阻燃塑料芯层材料不仅具有低成本、无卤低烟、阻燃、热压粘结强度高和板材可弯曲成卷等特性，而且机械性能良好，采用本发明的材料生产复合铝塑板时，复合成型工艺性能良好，能满足铝塑板标准以及连续工业化生产线的工艺要求。该无卤阻燃新层材料的燃烧性能完全复合GB20286-2006规定的A2级的要求。

Description

一种阻燃铝塑板芯材及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种铝塑板芯层材料及其制备方法。

背景技术

铝塑复合板由上世纪90年代传入中国，并在建筑幕墙、室内外装饰以及广告等方面得到了广泛的应用，它是由铝板和塑料芯层材料在一定工艺条件下通过专用黏合剂粘接复合而成的板材。近些年来，国内发生了不少公共场所大型火灾，造成了重大的人员伤亡和财产损失，国家强制标准规定，作为墙面装饰材料的铝塑板必须达到难燃级或者不燃级。含卤阻燃芯材虽然具有一定的阻燃性，但因为含卤系阻燃剂，在燃烧时会产生大量有毒的一氧化碳和腐蚀性气体，卤系阻燃剂引起的次生灾害不符合环保和安全要求，正被逐渐淘汰。目前应用比较广泛的是无卤阻燃芯层材料，应用于飞机场、车站高档高层室内外装饰以及高档娱乐场所，但是很多只能达到难燃B级而不能达到不燃A级。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种不燃级阻燃铝塑板芯层材料，该材料阻燃、阻滴、无毒，而且机械性能优良。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种阻燃铝塑板芯材，其包括以下组分及其重量百分数：

弹性体12～20％

无卤阻燃剂73～84％

阻燃增效剂0～3％

偶联剂0.15～0.3％

抗氧剂0.2～1％

润滑剂2～3％

相容剂0～3％

其它助剂0.5～0.9％。

由于不燃级铝塑板芯材的无机物填充量比较高，所以要求基体树脂要具有较好的耐填充型，且在高填充的时候仍然要具有良好的机械性能，单独的聚乙烯满足不了，本发明采用弹性体来达到高填充的目的。

所述的弹性体为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EAA)，三元乙丙橡胶(EPDM)，乙烯-辛烯共聚物(POE)中的一种或者几种，其熔体流动速率为1～5g/10min。

所述的相容剂为马来酸酐接枝PE(PE-G)、或者马来酸酐接枝POE(POE-G)中的一种或者两者的混合物，其熔体流动速率为0.4～25g/10min。

所述的无卤阻燃剂为不含卤素的无机矿物，包括氢氧化铝、氢氧化镁或无水碳酸镁，粉末粒径为0.1～25微米。

这些阻燃剂在200℃以上开始吸热分解脱水或者生成二氧化碳，分解生成的金属氧化物在材料表面形成了一层保护膜，起到绝热防护和阻滴成碳作用，从而达到阻燃的效果。

所述的阻燃增效剂为包覆红磷、聚磷酸铵、无卤磷酸酯或有机硅中的一种或几种。这些物质可以更好的发挥阻燃剂的作用，降低阻燃剂的用量。

偶联剂可以有效提高无机阻燃剂与有机基体间的界面相容性，对于高填充体系，填料的表面处理非常重要。

所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或者几种。

所述的钛酸酯偶联剂具体包括异丙基三硬酯酸钛酸酯(TTS)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(KR-2)、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯(KR-9S)、四异丙基二(二辛集亚磷酸酰氧基)钛酸酯(KR-36S)。

所述的铝钛复合偶联剂为铝钛复合偶联剂A4或铝钛复合偶联剂HW-133等。

所述的铝酸酯偶联剂如DL411F或DL411D。

所述的抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)或N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)中的一种或者几种与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)的复配。

所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)或聚乙烯蜡(AC540A)中的一种或几种。

所述的其它助剂为可以改善该材料加工型或者其他性质的物质，具体有钛白粉、白油等。

一种制备上述无卤阻燃铝塑板芯层材料的方法，包含步骤：

(1)无机阻燃剂先用偶联剂进行处理：将偶联剂和阻燃剂在高混机中混合10～30分钟，温度为80～120℃；

(2)然后与其他组分一起加入到密炼机中密炼，密炼时间为5～15分钟，温度为150～180℃；

(3)最后采用双螺杆挤出机挤出热切造粒，挤出造粒温度为140～190℃。

本发明的优点在于：

应用该复合材料生产的阻燃铝塑板，燃烧性能可以达到不燃A级，同时理化性能和加工性能可以满足铝塑板的生产工艺要求，该材料具有无卤低烟、阻燃阻滴以及板材可弯曲成卷等性质，可以实现连续自动化生产。

具体实施方式

实施例配方见附表一。

(1)按配方比例称取无机阻燃剂和复配的偶联剂加入到高速混合机中混合20分钟，混合温度100℃，完成对无机填料的表面处理；

(2)按照配方称取其余组分与处理好的无机阻燃剂一起加入到密炼机中密炼8分钟后出料粉碎，密炼温度为170℃；

(3)把粉碎好的料加入到双螺杆挤出机中挤出热切造粒，双螺杆挤出机1～6区温度分别为140，160，185，190，185，190℃，机头温度为190℃，热切粒料经过冷却、振动筛分离后包装。

附表一实施例配方组成

本发明的阻燃铝塑板塑料芯材的性能指标为：拉伸强度为7～15Mpa，弯曲强度为8～17Mpa，缺口冲击强度为≥8KJ/m²，维卡软化温度为75～90℃，剥离强度为7～12N/mm，氧指数为37～48％。

应用本发明的复合材料制备的阻燃铝塑板的燃烧性能完全符合GB20286-2006规定的A2级的要求，燃烧热值小。热值(MJ/kg)≤4.0；热释放量(MJ/m²)≤4.0；烟气毒性试验合格。燃烧滴落物技术指标为600s内无滴落，测试结果符合要求；过滤纸是否被引燃指标为过滤纸未被引燃，测试结果符合要求。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种阻燃铝塑板芯材，其特征在于：其包括以下组分及其重量百分数：

所述的弹性体的熔体流动速率为1～5g/10min；

所述的相容剂的熔体流动速率为0.4～25g/10min；

所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、乙撑双硬脂酸酰胺或聚乙烯蜡中的一种或几种；

所述的弹性体为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、三元乙丙橡胶或乙烯-辛烯共聚物中的一种或者几种；所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或者两者的混合物；

所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或者几种，或者是铝钛复合偶联剂；

所述的钛酸酯偶联剂具体包括异丙基三硬酯酸钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯或四异丙基二(二辛集亚磷酸酰氧基)钛酸酯；

所述的铝酸酯偶联剂为DL411F或DL411D；

所述的铝钛复合偶联剂为钛铝复合偶联剂HW-133或铝钛复合偶联剂A4；

所述的其它助剂为钛白粉或白油。

2.根据权利要求1所述的阻燃铝塑板芯材，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为不含卤素的无机矿物。

3.根据权利要求2所述的阻燃铝塑板芯材，其特征在于：所述的不含卤素的无机矿物为氢氧化铝、氢氧化镁或无水碳酸镁，粉末粒径为0.1～25微米。

4.根据权利要求1所述的阻燃铝塑板芯材，其特征在于：所述的阻燃增效剂为包覆红磷、聚磷酸铵、无卤磷酸酯或有机硅中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的阻燃铝塑板芯材，其特征在于：所述的抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的一种或者几种与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配。

6.一种制备上述权利要求1-5中任一权利要求所述的阻燃铝塑板芯材的方法，其特征在于：包含步骤：

(1)无机阻燃剂先用偶联剂进行处理：将偶联剂和阻燃剂在高混机中混合10～30分钟，温度为80～120℃；

(2)然后与其他组分一起加入到密炼机中密炼，密炼时间为5～15分钟，温度为150～180℃；

(3)最后采用双螺杆挤出机挤出热切造粒，挤出造粒温度为140～190℃。