CN103601988B - 一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于以重量份数计，由以下原料组成：聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5-30份，耐高温润滑剂为0-5份。该产品通过双螺杆挤出机混炼造粒制得，本发明的材料在达到较高的氧指数和阻燃级别后，还具有良好的力学性能。采用有机氮系无卤阻燃剂对环境友好，火灾时不会产生有害气体，影响人们的生命安全；制得的有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料具有较好的应用前景。

Description

一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料
技术领域
本发明属于改性塑料领域，涉及一种无卤阻燃材料，尤其涉及一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料。
背景技术
聚丁烯-1具有良好的物理力学性能，突出的抗蠕变性，耐低温性，耐环境应力开裂性和高填料填充性。它不仅有良好的介电性和耐化学药品性，而且有很好的机械强度和高韧性。它的屈服值、拉伸强度、冲击强度分别是LDPE的2倍、6-10倍、3-4倍。与其它聚烯烃相比，聚丁烯-1的耐应力开裂性最好。耐蠕变性比聚乙烯、聚丙烯高，在不超过屈服点的应力作用下突出的耐蠕变性一直到80℃仍保持不变。
阻燃剂分为卤素阻燃剂和无卤阻燃剂。目前卤素阻燃剂仍然占据着主导地位，因为它阻燃效果好，可以满足很多塑料制品的阻燃要求。但它在燃烧过程中，产生较多的烟雾和有毒的腐蚀性气体（如溴化氢）。这种气体在火灾中非常危险，因为它扩散速度极快，在火灾中严重妨碍了消防人员的扑救工作，给人民的生命财产造成了极大的危害。火灾发生时，这类含卤阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成成二次危害。鉴于卤素阻燃剂的严重弊端，寻找卤素阻燃剂的替代品-无卤阻燃剂就提上日程。新的阻燃体系，燃烧时发烟量小，不产生有毒、腐蚀性气体，是环境友好型产品。
发明内容
本发明设计了一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其目的在于，提供一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料及其制备方法，在保持力学性能的前提下，提供一种阻燃性能良好且对环境无污染的阻燃材料。
为了实现上述目的，本发明采用了以下方案：
一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于以重量份数计，由以下原料组成：聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5-30份，耐高温润滑剂为0-5份。
所述的聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
所述抗氧剂为多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1：1组成的复合抗氧剂。
所述耐高温润滑剂为甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油。
所述无卤阻燃剂为三聚氰胺。
一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料的制备方法，其特征在于该方法按照以下步骤进行：
步骤一，将有机氮系无卤阻燃剂在90℃条件下干燥；
步骤二，将原料按照配方比例进行预混，使得各原料初步混合均匀，得到预混料，其中：
所述原料以重量份数计，由以下原料组成：聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5-30份，耐高温润滑剂为0-5份；
步骤三，将步骤二得到的预混料加入双螺杆挤出机中进行混炼，其中：
所述的双螺杆挤出机的螺杆为同向双螺杆，螺杆直径为25mm；长径比为1:28；
所述的双螺杆挤出机的转速为135r/min；
所述的双螺杆挤出机分为四个区，从喂料口到机头依次为一至四区，一区温度为160℃；二区温度为165℃；三区温度为175℃；四区温度为180℃；机头温度为175℃；
步骤四，将从双螺杆挤出机中出来的物料进行风冷，造粒，得到有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料。
该有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，具有以下有益效果：
本发明有机氮系无卤阻燃剂有挥发性极小、无毒、与聚命物相容性好、分解温度高，适合加工等优点，是很受欢迎的一类阻燃剂。其阻燃机理为：受热放出CO2、NH3、N2气体和H2O，降低了空气中氧和高聚物受热分解时产生的可燃气体浓度；生成的不然性气体，带走了一部分热量，降低了聚合物表面的温度；生成的N2能捕获自由基，抑制高聚物的连锁反应，从而阻止燃烧。
本发明的有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料在达到较高的氧指数和阻燃级别后，还具有良好的力学性能，采用无卤阻燃剂对环境友好，火灾时不会产生有害气体，影响人们的生命安全。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明：
实施例1
本发明有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料以重量份数计的组分为：
聚丁烯-1为55份，多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1：1组成的复合抗氧剂为0.8份，三聚氰胺为30份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油为5份；聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
实施例2
本发明有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料以重量份数计的组分为：
聚丁烯-1为65份，多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1：1组成的复合抗氧剂为1.2份，三聚氰胺为20份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油为4份；聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
实施例3
本发明有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料以重量份数计的组分为：
聚丁烯-1为75份，多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1：1组成的复合抗氧剂为2.0份，三聚氰胺为15份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油为3份；聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
实施例4
本发明有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料以重量份数计的组分为：
聚丁烯-1为85份，多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1：1组成的复合抗氧剂为2.6份，三聚氰胺为8份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油为1份；聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
上述有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料的制备方法按照以下步骤进行：
步骤一，将有机氮系无卤阻燃剂在90℃条件下干燥；
步骤二，将原料按照配方比例进行预混，使得各原料初步混合均匀，得到预混料；
步骤三，将步骤二得到的预混料加入双螺杆挤出机中进行混炼，其中：
双螺杆挤出机的螺杆为同向双螺杆，螺杆直径为25mm；长径比为1:28；
双螺杆挤出机的转速为135r/min；
双螺杆挤出机分为四个区，从喂料口到机头依次为一至四区，一区温度为160℃；二区温度为165℃；三区温度为175℃；四区温度为180℃；机头温度为175℃；
步骤四，将从双螺杆挤出机中出来的物料进行风冷，造粒，得到有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料。
制备得到上述有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料后，对其进行性能测试时需要在加硫成型试验机中模压成型，工艺条件为：热压175℃，保压10min；冷压保压5min，压力为10MPa。
本发明的有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料在达到较高的氧指数基本为33%以上和阻燃级别后，还具有良好的力学性能其弯曲强度在16.5MPa之上。
本发明有机氮系无卤阻燃剂有挥发性极小、无毒、与聚命物相容性好、分解温度高，适合加工等优点。其阻燃机理为：受热放出CO2、NH3、N2气体和H2O，降低了空气中氧和高聚物受热分解时产生的可燃气体浓度；生成的不然性气体，带走了一部分热量，降低了聚合物表面的温度；生成的N2能捕获自由基，抑制高聚物的连锁反应，从而阻止燃烧。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于：以重量份数计，由以下原料组成：聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5-30份，耐高温润滑剂为0-5份；所述的聚丁烯-1的结晶度为60%-80%；所述抗氧剂为多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1：1组成的复合抗氧剂；所述耐高温润滑剂为甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油；所述无卤阻燃剂为三聚氰胺。
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