CN103319796B - 一种复合型阻燃母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料领域，涉及一种复合型阻燃母粒及其制备方法和应用。该复合型阻燃母粒，由复合载体、阻燃体系和热稳定体系构成，其各组分重量百分比为：复合载体10～60％、阻燃体系30～85％、热稳定体系5～12％。采用本发明不同浓度的母粒制得的保温板其阻燃性高、分散性好、热稳定性好、力学性能优异，通过建筑材料B级测试标准，氧指数达28.0％以上，符合国家对外墙保温材料的防火等级要求。

Description

一种复合型阻燃母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料领域，涉及一种复合型阻燃母粒及其制备方法和应用。
背景技术
我国目前是世界上最大的建筑市场，具有建筑面积400亿m2，每年新增建筑量20亿m2。随着能源短缺问题的日益突出，建筑节能成为我国经济可持续发展的重要保障。建筑外墙保温作为建筑节能的一个重要手段，已经在国内被广泛推广。但是由于缺乏相关防火法规的强制措施和火灾风险的基础性研究，大量可燃易燃的保温材料被用于建筑外墙。针对几场大火，公安部、住建部连续下发文件，规范建筑外保温材料的燃烧性能，足以看到国家对保温材料防火问题的重视。按规定，外墙保温材料的燃烧性能至少要达到B2级，而有机保温材料本身易燃，这样就需要在材料中添加—定量的阻燃剂，使其阻燃性能达标。据了解，目前墙体保温市场上，防火性能达到B1级的企业寥寥无几，达到A级的企业更是屈指可数，且多为日本三菱、德国阿鲁克邦、德国可耐福等国外巨鳄，其价格令多数开发企业望而却步。在现有外墙保温阻燃剂品种中，多为粉状，其存在添加量大、与树脂分散不均匀、阻燃效果不理想、影响制品质量等缺陷。而阻燃母粒具有在树脂中添加量小、阻燃效率高、对树脂的力学性能影响小等优点，所以阻燃母粒成为阻燃塑料制品实现防火要求的最佳选择之一，并成为阻燃剂粉料的有效替代品。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有建筑外墙保温材料阻燃剂使用过程中存在的添加量大、阻燃效率低、分散不均匀、影响制品质量等缺陷，提供一种新型复合型阻燃母粒。
本发明的另一目的是提供该复合型阻燃母粒的应用。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种复合型阻燃母粒，由复合载体、阻燃体系和热稳定体系构成，其各组分重量百分比为：复合载体10％～60％、阻燃体系30％～85％、热稳定体系5％～12％。
所述的复合载体由高抗冲聚苯乙烯和帝斯曼氨基树脂M80组成，高抗冲聚苯乙烯的用量为复合型阻燃母粒的5％～50％，M80树脂的用量为复合型阻燃母粒的5％～40％，所述的复合载体最好选用高抗冲聚苯乙烯与M80树脂以重量比为4∶1～3组成的组合物。
所述的阻燃体系由六溴环十二烷和四溴双酚A双烯丙基醚组成，六溴环十二烷的用量为复合型阻燃母粒的10％～75％，四溴双酚A双烯丙基醚的用量为复合型阻燃母粒的10％～65％，所述的阻燃体系最好选用六溴环十二烷与四溴双酚A双烯丙基醚以重量比为5∶2～4组成的组合物。
所述的热稳定体系由马来酸二丁基锡、环氧大豆油、钙锌复合稳定剂组成，马来酸二丁基锡的用量为复合型阻燃母粒的1.0％～5.0％，环氧大豆油的用量为复合型阻燃母粒的1.0％～4.0％，钙锌复合稳定剂的用量为复合型阻燃母粒的2.0％～5.0％；所述的热稳定体系最好选用马来酸二丁基锡、环氧大豆油、钙锌复合稳定剂以重量比为4∶1～3∶1～4组成的组合物。
本发明所述的阻燃母粒的制备方法按如下步骤进行：将按配方配比的复合载体、阻燃体系和热稳定体系在高速混合机中混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度160～170℃，混合物经双螺杆挤出机挤出并切粒得到所述的外墙保温材料用新型复合型阻燃母粒。
所述的复合型阻燃母粒在制备外墙保温材料中的应用。
本发明的有益效果
与阻燃剂不同，本发明阻燃母粒具有在树脂中易添加、无污染、添加量小、阻燃效率高等优点，在树脂中的分散性、流动性、与树脂的相容性及热稳定性能都大大优于普通阻燃剂。本发明复合型阻燃母粒，采用复合型阻燃体系和热稳定体系，各种阻燃成分和热稳定成分在性能上互相取长补短，具有良好的交互作用和协同效应。采用本发明不同配比组成的不同浓度的复合型阻燃母粒制备的建筑外墙保温材料，通过建筑材料防火测试标准，氧指数可达28.0％以上，符合国家建筑材料防火等级要求。
本发明所述的阻燃母粒的测试性能：
  检测项目   检测标准   单位   测试性能
  熔体流动速率   GB/T3682   G/10min   110.0～120.0
  初始热分解温度   DSC   ℃   260.0～275.0
  氧指数(添加量为4.5％)   GB/T2406-93   ％   28.0～33.0
结果表明：本发明提供的复合型阻燃母粒，具有较高的熔体流动速率和热稳定性能，在树脂中分散性、相容性好，热稳定性高，其用于建筑外墙保温材料的阻燃要求符合国家建筑材料防火等级标准。
具体实施方式
实施例1
阻燃母粒，以100kg计，其中高抗冲聚苯乙烯35kg，氨基树脂M80树脂10kg，六溴环十二烷30kg，四溴双酚A双烯丙基醚20kg，马来酸二丁基锡2kg，环氧大豆油1kg，钙锌复合稳定剂2kg。将上述原料在高速混合机中混合均匀，料筒温度控制在160℃，将混合物加入双螺杆挤出机，经挤出、冷却、切料制得本发明。将所得产品用于外墙保温材料中，添加量为4.5％时，所得材料的熔体流动速率110.0G/10min，初始热分解温度为260.0℃，氧指数为28.0％。
实施例2
阻燃母粒，以100kg计，其中高抗冲聚苯乙烯20kg，氨基树脂M80树脂12kg，六溴环十二烷40kg，四溴双酚A双烯丙基醚20kg，马来酸二丁基锡3kg，环氧大豆油2kg，钙锌复合稳定剂3kg。将上述原料在高速混合机中混合均匀，料筒温度控制在160℃，将混合物加入双螺杆挤出机，经挤出、冷却、切料制得本发明。将所得产品用于外墙保温材料中，添加量为4.5％时，所得材料的熔体流动速率115.5G/10min，初始热分解温度为268.5℃，氧指数为31.7％。
实施例3
阻燃母粒，以100kg计，其中高抗冲聚苯乙烯8kg，氨基树脂M80树脂2kg，六溴环十二烷50kg，四溴双酚A双烯丙基醚30kg，马来酸二丁基锡4kg，环氧大豆油3kg，钙锌复合稳定剂3kg。将上述原料在高速混合机中混合均匀，料筒温度控制在160℃，将混合物加入双螺杆挤出机，经挤出、冷却、切料制得本发明。将所得产品用于外墙保温材料中，添加量为4.5％时，所得材料的熔体流动速率120.0G/10min，初始热分解温度为275.0℃，氧指数为33.0％。
实施例4
阻燃母粒，以100kg计，其中高抗冲聚苯乙烯36kg，氨基树脂M80树脂24kg，六溴环十二烷18kg，四溴双酚A双烯丙基醚12kg，马来酸二丁基锡4kg，环氧大豆油2kg，钙锌复合稳定剂4kg。将上述原料在高速混合机中混合均匀，料筒温度控制在160℃，将混合物加入双螺杆挤出机，经挤出、冷却、切料制得本发明。将所得产品用于外墙保温材料中，添加量为4.5％时，所得材料的熔体流动速率118.0G/10min，初始热分解温度为272.0℃，氧指数为32.5％。
本发明中使用的氨基树脂M80为帝斯曼(中国)有限公司产品。

Claims (9)

1.一种复合型阻燃母粒，其特征在于它是由复合载体、阻燃体系和热稳定体系构成，其各组分重量百分比为：复合载体10～60%、阻燃体系30～85%、热稳定体系5～12%；所述的复合载体由高抗冲聚苯乙烯和氨基树脂M80组成；所述的阻燃体系由六溴环十二烷和四溴双酚A双烯丙基醚组成；所述的热稳定体系由马来酸二丁基锡、环氧大豆油和钙锌复合稳定剂组成。
2.根据权利要求1所述的复合型阻燃母粒，其特征在于所述的高抗冲聚苯乙烯的用量为所述复合型阻燃母粒的5～50%，氨基树脂M80的用量为所述复合型阻燃母粒的5～40%。
3.根据权利要求2所述的复合型阻燃母粒，其特征在于高抗冲聚苯乙烯与氨基树脂M80以重量比为4：1～3组成的组合物作为复合载体。
4.根据权利要求1所述的复合型阻燃母粒，其特征在于所述的六溴环十二烷的用量为所述复合型阻燃母粒的10～75%，四溴双酚A双烯丙基醚的用量为所述复合型阻燃母粒的10～65%。
5.根据权利要求4所述的复合型阻燃母粒，其特征在于六溴环十二烷与四溴双酚A双烯丙基醚以重量比为5：2～4组成的组合物作为阻燃体系。
6.根据权利要求1所述的复合型阻燃母粒，其特征在于所述的马来酸二丁基锡的用量为所述复合型阻燃母粒的1.0～5.0%，环氧大豆油的用量为所述复合型阻燃母粒的1.0～4.0%，钙锌复合稳定剂的用量为所述复合型阻燃母粒的2.0～5.0%。
7.根据权利要求1所述的复合型阻燃母粒，其特征在于马来酸二丁基锡、环氧大豆油、钙锌复合稳定剂以重量比为4：1～3：2～4组成的组合物作为热稳定体系。
8.权利要求1~7中任一项所述的复合型阻燃母粒的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：将按配方配比的复合载体、阻燃体系和热稳定体系在高速混合机中混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度160～170℃，混合物经双螺杆挤出机挤出并切粒得到所述的复合型阻燃母粒。
9.权利要求1~7中任一项所述的复合型阻燃母粒在制备外墙保温材料中的应用。
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