复合阻燃剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及塑料阻燃技术领域,具体涉及一种复合阻燃剂、制备方法及其应用。
背景技术
大部分高分子材料本身是易燃的,其原因是由于高分子材料的分子结构主要由碳、氢、氧等元素通过共价键相连,这些共价键的能量均不高,一旦外界供给足够的能量,高分子材料就会分解、燃烧。燃烧的本质是物质强烈的氧化反应,它必须具备可燃物、氧和温度三个基本条件。高分子材料的燃烧是个复杂的物理化学过程。整个燃烧过程可分为加热、分解、燃烧和蔓延等几个阶段。在氧气存在条件下,当高分子材料过热时,表面首先熔化并发生热分解,放出可燃性气体。气体与氧发生强烈反应,产生活性非常大的自由基HO·和H·。这些自由基能立即与其他分子反应生成新的自由基。如此连锁反应就是燃烧过程。燃烧所放出的热量使正在分解的高分子材料进一步分解,产生更多的可燃性气体,在有充足的空气供给下,使燃烧继续维持并传播,火势在很短的时间内就会蔓延成大火。
目前高分子材料的阻燃主要是通过添加阻燃剂来实现。阻燃剂的作用是阻止材料引燃或抑制火焰传播。高分子材料的耐热和耐燃性能较差,阻燃剂可提高高分子材料形成的制品的使用安全性能,因此成为高分子材料改性加工的重要添加剂之一。近年来,世界各国对防灾减灾日益重视,安全环保领域的立法也日趋完善,极大的促进了阻燃剂的研究开发和生产使用。但阻燃剂(有机阻燃剂)的开发和生产一直属于精细化工领域,一种阻燃剂从开发到生产需要经历一个漫长的时间周期,并且还要对新开发的阻燃剂进行多方面环保评估。因此,一种新阻燃剂从开发、评估到推广的整个费用占产品成本的三分之一以上。同时,这种新开发的阻燃剂的功能一般比较单一,且在燃烧过程中会产生大量的有毒有害烟雾。另外,由于添加量大,导致与基体材料相容性差,对基体材料的加工和理化性能影响大。
综合以上分析,研究现有阻燃剂的复配技术和协同效应,发挥阻燃剂的协同作用及其多功能性,不但可以增强阻燃、抑制烟雾、改善熔指、提高理化性能及扩大应用范围,而且还可以减少用量,降低成本及对环境的危害。
因此,目前市场上更需要研究现有阻燃剂的复配技术和协同效应,公开更多的符合环保要求的多功能复合阻燃体系。
发明内容
综上所述,本发明有必要提供一种复合阻燃剂,使用本发明所述阻燃剂添加量较少的情况下,达到指定的阻燃效果。
进一步地,还有必要提供一种上述复合阻燃剂的制备方法。
进一步地,还有必要提供一种上述复合阻燃剂的应用。
本发明的技术方案是:一种新型环保卤-磷复合阻燃剂,包含以下各组份按其重量百分比为:
溴系阻燃剂 40%-70%;
磷系阻燃剂 2%-10%;
阻燃协效剂 20%-50%;
任选的抗滴落剂 0%-0.5%;
任选的分散剂 0%-2%;
任选的加工助剂 0%-2%;
其中所述阻燃协效剂包括无机粉体、聚硅氧烷和锑的化合物,所述聚硅氧烷重量占所述阻燃协效剂百分比为1%-15%,所述锑的化合物的重量占所述阻燃协效剂0-25%,所述无机粉体的重量占所述阻燃协效剂的60-99%。
其中所述阻燃协效剂也可以是如下配方,包括无机粉体、聚硅氧烷和锑的化合物,所述聚硅氧烷重量占所述阻燃协效剂百分比为1%-15%,所述锑的化合物的重量占所述阻燃协效剂0-19%,所述无机粉体的重量占所述阻燃协效剂的66-99%。
上述新型环保卤-磷复合阻燃剂的配方还可以是,包含以下各组份按其重量百分比为:
溴系阻燃剂 50%-60%;
磷系阻燃剂 5%-8%;
阻燃协效剂 30%-40%;
任选的抗滴落剂 0%-0.5%;
任选的分散剂 0%-2%;
任选的加工助剂 0%-2%;
其中所述阻燃协效剂包括无机粉体、聚硅氧烷和锑的化合物,所述聚硅氧烷重量占所述阻燃协效剂百分比可以为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%,所述锑的化合物的重量占所述阻燃协效剂2%、3%、4%、5%、8%、10%、15%,19%,所述无机粉体的重量占所述阻燃协效剂的60%、65%、70%、73%、78%、80%、84%、85%、86%、88%、90%、91%、92%、93%、96%、97%,所述无机粉体、聚硅氧烷和锑的化合物的取值范围取以上列举的任意两个点值所行成的范围。
一种复合阻燃剂,由以下各组份按其重量百分比组成:
溴系阻燃剂 40%-70%;
磷系阻燃剂 2%-10%;
阻燃协效剂 20%-50%;
任选的抗滴落剂 0%-0.5%;
任选的分散剂 0%-2%;
任选的加工助剂 0%-2%;
其中所述阻燃协效剂包括无机粉体、聚硅氧烷和锑的化合物,所述聚硅氧烷重量占所述阻燃协效剂百分比为1%-15%,所述锑的化合物的重量占所述阻燃协效剂0-25%,所述无机粉体的重量占所述阻燃协效剂的60-99%。
其中所述阻燃协效剂也可以是如下配方,所述阻燃协效剂是由无机粉体、聚硅氧烷和锑的化合物组成,所述聚硅氧烷重量占所述阻燃协效剂百分比为1%-15%,所述锑的化合物的重量占所述阻燃协效剂0-19%,所述无机粉体的重量占所述阻燃协效剂的66-99%。
所述聚硅氧烷为二甲基聚硅氧烷、苯基聚硅氧烷、乙烯基聚硅氧烷、酰胺基聚硅氧烷、环氧基聚硅氧烷、异丁基聚硅氧烷、苯乙烯基聚硅氧烷和环状结构聚硅氧烷中的一种或多种的混合物。
所述聚硅氧烷的分子量在3万以上,在温度为25℃时,其粘度在500mPa·S以上。
所述无机粉体是由锑化合物、滑石粉、钛白粉、立德粉、碳酸镁、硫酸钡、云石粉、云母粉、天然硅石、硅灰石粉、高岭土和长石粉中的一种或多种的混合物;
所述锑化合物选自三氧化二锑、胶体五氧化二锑、锑酸钠、三氯化锑、五氯化锑、亚磷酸锑、多聚磷酸锑和络合锑中的一种或多种。
所述的阻燃协效剂的制备方法是将无机粉体、聚硅氧烷和锑的化合物在高混机中混合得到。
所述溴系阻燃剂选自八溴醚、四溴双酚A、溴化环氧、溴代三嗪、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化亚胺和溴化聚碳酸酯中的一种或多种复配物,所述溴系阻燃剂还可以包括聚合型阻燃剂聚合型阻燃剂(FR-Emerald 1000)。
所述磷系阻燃剂为间亚苯基四苯基双磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、间亚苯基四(二甲苯基)双磷酸酯、间亚苯基四(二甲苯基)双磷酸酯齐聚物、磷酸三苯酯、磷酸二苯(二甲苯)酯、磷酸二苯(二甲苯)酯、磷酸二苯异丙苯酯、磷酸二苯异辛酯、磷酸二苯异癸酯、磷酸三(甲苯)酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸苯基叔丁苯基酯、烷苯基双磷酸酯、含环烷基的双磷酸酸酯、联苯双(二苯基)磷酸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三异辛酯、磷酸三(2-丁氧乙基)酯、1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2,2,2)辛烷、三(1-氧代-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷-亚甲基-4)磷酸酯和2,2-二甲基-1,3-丙二醇-二(新戊二醇)双磷酸酯中的一种或多种。
所述高分子量的聚硅氧烷为甲基聚硅氧烷、苯基聚硅氧烷、乙烯基聚硅氧烷、酰胺基聚硅氧烷、环氧基聚硅氧烷、异丁基聚硅氧烷、苯乙烯基聚硅氧烷和环状结构聚硅氧烷中的一种或多种的混合物。传统的观点认为,当含卤、磷的阻燃剂与氧化锑并用时,卤-磷间及卤-磷-锑间往往没有协同甚至加和作用,而可能呈现对抗作用。由于卤-锑阻燃体系是典型的气相自由基阻燃机理,而磷系阻燃剂大都是凝聚相阻燃机理,这时磷的加入会阻碍锑的气化而抑制了卤-锑协同作用,同时三氧化二锑被转化为不挥发的磷酸锑。而本发明则是在溴-锑协同气相阻燃机理中引入凝聚相阻燃剂即磷系阻燃剂,为了防止磷系阻燃剂阻碍锑的气化而抑制了溴-锑协同作用。引入的阻燃协效剂非传统的锑化合物如三氧化二锑,而是在少量的甚至没有三氧化二锑的基础上,通过无机粉体和聚硅氧烷特别是超高分子量的聚硅氧烷形成的复配物。具体的就是在溴-磷复配阻燃体系中引入超高分子量聚硅氧烷和无机粉体。如此制备的复配阻燃剂加入到被阻燃材料中,使得被阻燃材料在燃烧过程中产生的高温向被阻燃材料内部传递的速度由于磷系凝聚相阻燃而延缓,同时由于磷系凝聚相阻燃剂在材料表面形成一层保护炭层,可进一步减少向材料内部的燃料供应,使得火焰温度降低,从而使得保护层内部溴系气相自由基扑捉机理得以有效的发挥,于是凝聚相和气相阻燃协效机理得以实现,在达到所需的阻燃等级的前提下,能大幅度降低溴系阻燃剂用量。
所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
所述分散剂选自酰胺类润滑剂、硅酮类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、蒙旦酯类润滑剂和多元醇类润滑剂中的一种或多种。
所述加工助剂为硅油、白矿油中的一种或两种。
所述复合阻燃剂中,磷系阻燃剂在所述复合阻燃剂中的优选重量比是2%-8%,特别优选是2%-5%。
所述复合阻燃剂中应用于PP、HIPS树脂或其合金中,磷系阻燃剂在所述复合阻燃剂中的优选重量比是2%-5%。
所述复合阻燃剂中应用于ABS树脂中,磷系阻燃剂在所述复合阻燃剂中的优选重量比是2%-8%,特别优选是2%。
本发明所述的复合阻燃剂的制备方法,包括如下步骤:
a、将溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、阻燃协效剂、任选的抗滴落剂、任选的分散剂、任选的加工助剂按比例加入高速混合机中在200-800r/min的转速下充分混合2-10分钟;
b、再将磷系阻燃剂边搅拌边加入上述混合物,在500-1500r/min的转速下再次进行充分混合。
本发明所述的复合阻燃剂的应用,将所述的复合阻燃剂应用于热塑性树脂及其合金,将所述复合阻燃剂与热塑性树脂和/或热塑性树脂合金熔融共混。其中热塑性树脂包括聚烯烃、聚苯乙烯、ABS共聚物、聚酯、尼龙等需要阻燃改性的热塑性树脂,热塑性树脂合金包括ABS/PET、ABS/PBT、ABS/PMMA、ABS/SMA、ABS/PA、PC/ABS、PC/PBT、PC/PET等阻燃改性。
本发明的有益效果是:本发明所述的复合阻燃剂不仅大幅度降低了阻燃材料的成本,而且提高了阻燃材料的力学性能和阻燃效果及其阻燃稳定性。另外,通过不同阻燃剂之间的复配技术和协同效应,使开发的阻燃剂同时具有阻燃、抑烟、导电、屏蔽和防辐射等多功能化。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式对本发明做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明,非限定本发明的保护范围。
本发明所用到的物质有:
溴系阻燃剂,八溴醚选用美国雅保公司的HP-800,四溴双酚A选用以色列死海溴公司的FR-1524,溴化环氧选用韩国宇进的CXB-714C和CXB-2000,十溴二苯乙烷选用美国雅保公司的4010,溴化聚苯乙烯选用美国科聚亚公司的PBS-64HW,溴代三嗪选用以色列死海溴公司的FR-245,溴化亚胺选用美国雅保公司的BT-93,溴化聚碳酸酯选用日本帝人化成公司的FG-8500,聚合型阻燃剂选用大湖化工的FR-Emerald 1000。关于磷系阻燃剂分别选用美国旭瑞达公司Fyrol 51,Phosflex TPP和Fyrolflex sol-DP,德国拜耳公司的TBP。抗滴落剂选用广州熵能公司的SN80-SA7,分散剂选用理研公司的S-74和美国陶氏化学公司的EBS,锑化合物选用云南木利锑业有限公司的S-05N,抗氧剂选用气巴精化的季戊四醇酯1010和亚磷酸酯168,加工助剂选用辽宁奥克化学股份有限公司的白矿油70号白油,德国科莱恩公司的成核剂Nav101,硬脂酸钙BS-3818在市面上可以购买得到。
以下实施例及对比例中,PP树脂选用日本住友化学公司的PP AZ564;HIPS树脂选用台湾斯泰隆股份有限公司的PS MA5210;ABS树脂选用韩国锦湖公司的ABS 745N;PET树脂选用美国杜邦公司的PET FC-01-68;PBT树脂选用长春石油化学股份有限公司的PBT1200-211M;PC树脂选用韩国LG化学公司的PC 1300-03NP;增韧剂选用新加坡三井化学公司的POE DF610,美国杜邦公司的PTW,韩国锦湖公司的HR181,韩国LG化学公司的SBSLG501S;玻纤选用四川威玻新材料集团有限公司ECS 303W。
本发明制备阻燃剂所用到的仪器设备有:
制备阻燃剂所用的高速混合机是江苏张家港市科达机械有限公司生产的SHR-100A。
热塑性塑料阻燃改性所用的双螺杆挤出机是由南京瑞亚高聚物装备有限公司生产的SHJ-30。
阻燃热塑性塑料测试样条采用的注塑机是由浙江海天注塑机有限公司生产的B-920型。
测试熔体流动速率用的仪器是美斯特工业系统(中国)有限公司生产的ZR21452熔体流动速率仪。
测试冲击强度用的冲击实验机是美国Tinius Olsenis公司生产的T92型。
测试拉伸强度用的万能试验机是Hounsfield公司生产的H10K-S。
测试UL94使用的UL-94垂直燃烧仪是美国ATLAS HVUL-2。
本发明复合阻燃剂物质性能测试的标准及缩写:
拉伸强度,用缩写TS表示,单位是MPa,采用国家标准ISO 527;
断裂伸长率,用缩写EL表示,单位是%,采用国家标准ISO 527;
悬臂梁缺口冲击强度,用缩写NIS表示,单位是kJ/m2,采用国家标准ISO 180,缺口类型为A型缺口;
弯曲强度,用缩写FS表示,单位是MPa,采用国家标准ISO 178;
弯曲模量,用缩写FM表示,单位是MPa,采用国家标准ISO 178;
熔融指数,用缩写MI表示,单位是10g/min,采用国家标准ISO 1133;
比重,用缩写SG表示,单位是g/cm3,采用国家标准ISO 1183;
收缩率,用缩写MS表示,单位是%,采用国家标准ISO 294;
洛氏硬度,用缩写RH表示,单位是R-scale,采用国家标准ISO 2039;
燃烧,用缩写UL94表示,单位是class,采用国家标准UL94;
热变形温度,用缩写H.D.T.表示,单位是℃,采用国家标准ISO 75。
实施例中的配比如无特别说明,则按物质的重量份计。
阻燃协效剂的制备
XX-1的制备
将滑石粉99克,二甲基聚硅氧烷1克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-1,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-2的制备
将滑石粉66克,二甲基聚硅氧烷15克,三氧化二锑19克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-2,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为35000,其粘度为500Pa·S。
XX-3的制备
将滑石粉85克,苯基聚硅氧烷15克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-3,所述苯基聚硅氧烷的分子量为40000,其粘度为600Pa·S。
XX-4的制备
将立德粉88克,环氧基聚硅氧烷10克,三氯化锑2克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-4,所述环氧基聚硅氧烷的分子量为45000,其粘度为600Pa·S。
XX-5的制备
将滑石粉70克,二甲基聚硅氧烷15克,三氧化二锑15克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-5,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-6的制备
将滑石粉60克,二甲基聚硅氧烷15克,三氧化二锑25克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-6,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-7的制备
将滑石粉90克,二甲基聚硅氧烷8克,三氧化二锑2克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-7,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-8的制备
将滑石粉92克,二甲基聚硅氧烷6克,三氧化二锑2克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-8,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-9的制备
将滑石粉91克,二甲基聚硅氧烷8克,三氧化二锑1克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-9,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-10的制备
将滑石粉86克,二甲基聚硅氧烷12克,三氧化二锑2克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-10,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-11的制备
将滑石粉84克,二甲基聚硅氧烷13克,三氧化二锑3克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-11,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-12的制备
将滑石粉80克,二甲基聚硅氧烷15克,三氧化二锑5克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-12,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-13的制备
将滑石粉78克,二甲基聚硅氧烷14克,三氧化二锑8克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-13,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-14的制备
将滑石粉85克,二甲基聚硅氧烷11克,三氧化二锑4克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-14,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
XX-15的制备
将滑石粉96克,二甲基聚硅氧烷4克,在高混机中混和20分钟,即可制备出阻燃协效剂XX-15,所述二甲基聚硅氧烷的分子量为30000,其粘度为500Pa·S。
实施例1
制备复合阻燃剂
a、将HP-800、XX-1、SN80-SA7、S-74和70号白油按表格1-1所示配比加入到高速混合机中,在200-800r/min的转速下充分混合2-10min;
b、再将磷系阻燃剂边搅拌边加入上述混合物,在500-1500r/min的转速下再次进行充分混合,得到复合阻燃剂FRPPH1。
阻燃PP制备方法如下:
将各组份按表1-2配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃PP制备工艺挤出造粒,制备出阻燃PP粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度200℃,模具温度20-50℃,注塑压力8MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃PP做对比性能测试,测得数据如下表1-2所示。
实施例2-6和对比例1-3
参照实施例1的方法,按照表1-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPPH2、FRPPH3、FRPPH4、FRPPH5、FRPPH6、FRPPH7、FRPPH8、FRPPH9,并制备相对应的阻燃PP,并测试其物理性能,将测试结果如表1-2所示。
表1-1
表1-2
由上表实施例1-6及三个对比例1-3分析,和传统的八溴醚-锑阻燃体系(对比例3)相比,通过新型环保八溴醚-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃PP产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例1),需要和传统八溴醚-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例2),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保八溴醚-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高,但阻燃效果在磷含量为5%左右最好。
实施例7
参照实施例1的方法,按照表2-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPPM1,并制备相对应的阻燃PP,并测试其物理性能,将测试结果如表2-2所示。
实施例8-12和对比例4-6
参照实施例1的方法,按照表2-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPPM2、FRPPM3、FRPPM4、FRPPM5、FRPPM6、FRPPM7、FRPPM8、FRPPM9,并制备相对应的阻燃PP,并测试其物理性能,将测试结果如表2-2所示。
表2-1
表2-2
由上表中实施例7-12及对比例4-6分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例6)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃PP产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例4),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例5),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高,但阻燃效果在磷含量为5%左右最好。
本实验采用的主阻燃剂是十溴二苯乙烷阻燃剂。十溴二苯乙烷阻燃剂具有优异的光稳定性及抗紫外线能力,使它具有优异的颜色稳定性,同时由于其熔点极高,且在树脂中基本不溶,所以添加到树脂中具有较高的热变形温度且不宜起霜,并可以回收循环使用有利于节能环保。因此,通过该方法可制备高耐热阻燃聚丙烯产品。
实施例13
参照实施例1的方法,按照表3-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPSB1。将各组份按表3-2所示配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃HIPS制备工艺挤出造粒,制备出阻燃HIPS塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度230℃,模具温度30-60℃,注塑压力8MPa,并测试其物理性能,将测试结果如表3-2所示。
实施例14-18和对比例7-9
参照实施例13的方法,按照表3-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPSB2、FRPSB3、FRPSB4、FRPSB5、FRPSB6、FRPSB7、FRPSB8、FRPSB9,并制备相对应的阻燃HIPS,并测试其物理性能,将测试结果如表3-2所示。
表3-1
表3-2
由上表中实施例13-18及对比例7-9分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例9)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃HIPS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例7),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例8),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高,但阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例19
参照实施例13的方法,按照表4-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPSM1,并制备相对应的阻燃HIPS,并测试其物理性能,将测试结果如表4-2所示。
实施例20-24和对比例10-12
参照实施例13的方法,按照表4-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPSM2、FRPSM3、FRPSM4、FRPSM5、FRPSM6、FRPSM7、FRPSM8、FRPSM9,并制备相对应的阻燃HIPS,并测试其物理性能,将测试结果如表4-2所示。
表4-1
表4-2
由上表中实施例19-24及对比例10-12分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例12)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃HIPS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂的用量也相对减少,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例10),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例11),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高,但低于溴化亚胺(BT-93)和低分子量溴化环氧树脂(CXB-714)复配体系。同时体系阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例25
参照实施例1的方法,按照表3-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPSF1。将各组份按表5-2所示配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃HIPS制备工艺挤出造粒,制备出阻燃HIPS塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度240℃,模具温度30-80℃,注塑压力8MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃HIPS做对比性能测试,测得数据列于表5-2中。
实施例26-30和对比例13-15
参照实施例25的方法,按照表5-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRPSF2、FRPSF3、FRPSF4、FRPSF5、FRPSF6、FRPSF7、FRPSF8、FRPSF9,并制备相对应的阻燃HIPS,并测试其物理性能,将测试结果如表5-2所示。
表5-1
表5-2
由上表中实施例25-30及对比例13-15分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例15)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃HIPS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例13),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例14),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高,但低于前两个阻燃体系。同时体系阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例31
参照实施例1的方法,按照表3-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRABSF1。将各组份按表6-2配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃ABS制备工艺挤出造粒,制备出阻燃ABS塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度210℃,模具温度30-60℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃ABS做对比性能测试,测得数据列如表6-2。
实施例32-36和对比例16-18
参照实施例31的方法,按照表6-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRABSF2、FRABSF3、FRABSF4、FRABSF5、FRABSF6、FRABSF7、FRABSF8、FRABSF9,并制备相对应的阻燃ABS,并测试其物理性能,将测试结果如表6-2所示。
表6-1
表6-2
由上表中实施例31-36及对比例16-18分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例18)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃ABS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,四溴双酚A阻燃剂溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例16),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例17),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高,同时体系阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例37
参照实施例1的方法,按照表7-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRABS2F1。将各组份按表格7-2配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃ABS制备工艺挤出造粒,制备出阻燃ABS塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度220℃,模具温度30-60℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃ABS做对比性能测试,测得数据列于表7-2。
实施例38-42和对比例19-21
参照实施例37的方法,按照表7-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRABS2F2、FRABS2F3、FRABS2F4、FRABS2F5、FRABS2F6、FRABS2F7、FRABS2F8、FRABS2F9,并制备相对应的阻燃ABS,并测试其物理性能,将测试结果如表7-2所示。
表7-1
表7-2
由上表中实施例37-42及对比例19-21分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例21)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃ABS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴代三嗪阻燃剂溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例19),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例20),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高,但低于四溴双酚A阻燃体系。同时体系阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例43
参照实施例1的方法,按照表8-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRABSC1。将各组份按表格8-2配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃ABS制备工艺挤出造粒,制备出阻燃ABS塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度220℃,模具温度30-60℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃ABS做对比性能测试,测得数据列于表8-2。
实施例44-48和对比例22-24
参照实施例37的方法,按照表8-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRABSC2、FRABSC3、FRABSC4、FRABSC5、FRABSC6、FRABSC7、FRABSC8、FRABSC9,并制备相对应的阻燃ABS,并测试其物理性能,将测试结果如表8-2所示。
表8-1
表8-2
由上表中实施例43-48及对比例22-24分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例24)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃ABS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂(溴化环氧阻燃剂)溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例22),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例23),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高,但高于溴代三嗪阻燃体系而低于四溴双酚A阻燃体系。同时体系阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例49
参照实施例1的方法,按照表9-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRABSFM1。将各组份按表格9-2配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃ABS制备工艺挤出造粒,制备出阻燃ABS塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度210℃,模具温度30-60℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃ABS做对比性能测试,测得数据列于表9-2。
实施例50-54和对比例25-27
参照实施例49的方法,按照表9-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRABSFM2、FRABSFM3、FRABSFM4、FRABSFM5、FRABSFM6,并制备相对应的阻燃ABS,并测试其物理性能,将测试结果如表9-2所示。
表9-1
表9-2
由上表中实施例49-54及对比例25-27分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例27)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃ABS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂(四溴双酚A和十溴二苯乙烷复配阻燃剂)溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例25),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例26),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高。同时体系阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例55
参照实施例1的方法,按照表10-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRABSFC1。将各组份按表10-2所示配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃ABS制备工艺挤出造粒,制备出阻燃ABS塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度210℃,模具温度30-60℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃ABS做对比性能测试,测得数据列于表10-2。
实施例56-61和对比例28-30
参照实施例49的方法,按照表10-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRABSFC2、FRABSFC3、FRABSFC4、FRABSFC5、FRABSFC6、FRABSFC7、FRABSFC8、FRABSFC9,并制备相对应的阻燃ABS,并测试其物理性能,将测试结果如表9-2所示。
表10-1
表10-2
由上表实施例55-60及对比例28-30分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例30)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃ABS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂(四溴双酚A和溴化环氧复配阻燃剂)溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例28),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例29),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高。同时体系阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例61
参照实施例1的方法,按照表11-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRABSFF1。将各组份按表11-2配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃ABS制备工艺挤出造粒,制备出阻燃ABS塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度210℃,模具温度30-60℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃ABS做对比性能测试,测得数据列于表11-2。
实施例62-66和对比例31-33
参照实施例61的方法,按照表11-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRABSFF2、FRABSFF3、FRABSFF4、FRABSFF5、FRABSFF6、FRABSFF7、FRABSFF8、FRABSFF9,并制备相对应的阻燃ABS,并测试其物理性能,将测试结果如表11-2所示。
表11-1
表11-2
由上表中实施例61-66及对比例31-33分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例33)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃ABS产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂(四溴双酚A和溴代三嗪复配阻燃剂)溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例31),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例32),溴-磷阻燃体系加到高达30%时也达不到指定的阻燃等级,同时体系的各项力学性能恶化严重。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的流动性大幅度提高。同时体系阻燃效果在磷含量为2%左右最佳。
实施例67
参照实施例1的方法,按照表12-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPETPX1。将各组份按表12-2配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃增强PET制备工艺挤出造粒,制备出阻燃增强PET塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度250℃,模具温度80-120℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃增强PET做对比性能测试,测得数据列于表12-2。
实施例68-72和对比例34-36
参照实施例67的方法,按照表12-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRPETPX2、FRPETPX3、FRPETPX4、FRPETPX5、FRPETPX6、FRPETPX7、FRPETPX8、FRPETPX9,并制备相对应的阻燃PET,并测试其物理性能,将测试结果如表12-2所示。
表12-1
表12-2
由上表中实施例67-72及对比例34-36分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例36)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃增强PET产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂(溴化聚苯乙烯阻燃剂)溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例34),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例35),溴-磷阻燃体系加到高达15%时也达不到指定的阻燃等级。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的耐热性有一定程度的降低。同时体系阻燃效果随磷含量的变化并无明显变化。
实施例73
参照实施例1的方法,按照表13-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPXPAH1。将各组份按表13-2配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃增强PBT制备工艺挤出造粒,制备出阻燃增强PBT塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度240℃,模具温度50-70℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃增强PBT做对比性能测试,测得数据列于表13-2中。
实施例74-78和对比例37-39
参照实施例73的方法,按照表13-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRPXPAH2、FRPXPAH3、FRPXPAH4、FRPXPAH5、FRPXPAH6、FRPXPAH7、FRPXPAH8、FRPXPAH9,并制备相对应的阻燃PBT,并测试其物理性能,将测试结果如表13-2所示。
表13-1
表13-2
由上表中实施例73-78及对比例37-39分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例39)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃增强PBT产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂(十溴二苯乙烷阻燃剂)溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例37),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例38),溴-磷阻燃体系加到高达15%时也达不到指定的阻燃等级。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的耐热性有一定程度的降低。同时体系阻燃效果随磷含量的变化并无明显变化。
实施例79
参照实施例1的方法,按照表14-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPXPAC1。将各组份按表14-2所示配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃增强PBT制备工艺挤出造粒,制备出阻燃增强PBT塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度240℃,模具温度50-70℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃增强PBT做对比性能测试,测得数据列于表14-2。
实施例80-84和对比例40-42
参照实施例79的方法,按照表14-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRPXPAC2、FRPXPAC3、FRPXPAC4、FRPXPAC5、FRPXPAC6、FRPXPAC7、FRPXPAC8、FRPXPAC9,并制备相对应的阻燃PBT,并测试其物理性能,将测试结果如表14-2所示。
表14-1
表14-2
由上表中实施例79-84及对比例40-42分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例42)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃增强PBT产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂(溴化环氧阻燃剂)溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳,耐热性更优异;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例40),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例41),溴-磷阻燃体系加到高达15%时也达不到指定的阻燃等级。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的耐热性有一定程度的降低。同时体系阻燃效果随磷含量的变化并无明显变化。
实施例85
参照实施例1的方法,按照表15-1所示的配比制备得到复合阻燃剂FRPCG1。将各组份按表15-2所示配比加入到高速混合机中掺混15分钟,再加到双螺杆挤出机中按阻燃PC制备工艺挤出造粒,制备出阻燃PC塑胶粒子,并将制备的粒子用注塑机注塑成所需试样。注塑条件为:料筒温度270℃,模具温度60-80℃,注塑压力6MPa。同时取相同体系,相同量的主阻燃剂和锑白复配阻燃体系制备阻燃PC做对比性能测试,测得数据列于表15-2中。
实施例86-90和对比例43-45
参照实施例79的方法,按照表15-1所示的配比分别制备得到复合阻燃剂FRPCG2、FRPCG3、FRPCG4、FRPCG5、FRPCG6、FRPCG7、FRPCG8、FRPCG9,并制备相对应的阻燃PC,并测试其物理性能,将测试结果如表15-2所示。
表15-1
表15-2
由上表中实施例85-90及对比例43-45分析,和传统的溴-锑阻燃体系(对比例45)相比,通过新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系制备阻燃PC产品具有添加量低,三氧化二锑的有效含量极低,溴系阻燃剂(溴化聚碳酸酯阻燃剂)溴系阻燃剂的用量也相对减少等优点,因此其力学性能均保持较优,而其阻燃效果更佳,耐热性更优异;另外,当无磷系阻燃剂的加入(对比例43),需要和传统溴-锑阻燃体系相当的阻燃剂用量才能达到指定的阻燃效果;当无阻燃协效剂(对比例44),溴-磷阻燃体系加到高达15%时也达不到指定的阻燃等级。对于所制备的新型环保溴-磷-协效剂复合阻燃体系,随着磷系阻燃剂含量的增加,体系的耐热性有一定程度的降低。同时体系阻燃效果随磷含量的变化并无明显变化。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。