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Abstract

本发明涉及一种无卤阻燃聚丁烯-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60-90份，抗氧剂为0.3-3份，无卤阻燃剂为3-35份，耐高温润滑剂为0-4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；制得的无卤阻燃聚丁烯-1材料具有较好的阻燃效果和良好的力学性能，拓宽了应用范围。

Description

一种无卤阻燃聚丁烯-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，尤其涉及一种无卤阻燃聚丁烯-1材料及其制备方法。
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。无卤阻燃添加剂主要分为无机和有机两大类，这两类化合物，燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体，被称为无公害阻燃剂。
发明内容
本发明设计了一种无卤阻燃聚丁烯-1材料，其目的在于，提供一种无卤阻燃聚丁烯-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 60-90份，抗氧剂为0.3-3份，无卤阻燃剂为3-35份，耐高温润滑剂为0-4份。
所述的聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
所述抗氧剂为多酚抗氧剂1076和复合抗氧剂215质量比1：2组成的复合抗氧剂。
所述的耐高温润滑剂为石墨。
所述的无卤阻燃剂为磷酸酯、膦酸酯或氧化膦。
一种无卤阻燃聚丁烯-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，将无卤阻燃剂在60℃-80℃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 60-90份，抗氧剂为0.3-3份，无卤阻燃剂为3-35份，耐高温润滑剂为0-4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1:30；
所述的双螺杆挤出机的转速为120r/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，得到无卤阻燃聚丁烯-1材料。
该无卤阻燃聚丁烯-1材料具有以下有益效果：
本发明的无卤阻燃聚丁烯-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；采用有机膦系无卤阻燃剂，具有添加量较少，对制品的力学性能影响较小的优点；制得的无卤阻燃聚丁烯-1材料具有较好的阻燃效果和良好的力学性能，有广阔的应用空间。
有机磷系阻燃剂是阻燃剂中最重要的品种之一，具有阻燃和增塑双重功效，可以使阻燃完全实现无卤化，改善塑料成型中的流动性能，抑制燃烧后的残余物，产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤素阻燃剂少，其阻燃机理为：一方面阻燃剂受热分解产生磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸，这些含磷酸具有强烈的脱水性，可使聚合物表面脱水炭化，而单质碳不能发生产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，所以具有阻燃作用；另一方面阻燃剂受热产生PO·自由基，可大量吸收H·HO·自由基，从而中断燃烧反应。有机磷系阻燃剂主要有磷酸酯、膦酸酯、及氧化膦以及杂环类等。
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
无卤阻燃聚丁烯-1材料的组分为：
聚丁烯-1为 60份，多酚抗氧剂1076和复合抗氧剂215质量比1：2组成的复合抗氧剂为0.5份，磷酸酯无卤阻燃剂为35份，石墨为4份，聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
实施例2
无卤阻燃聚丁烯-1材料的组分为：
聚丁烯-1为 70份，多酚抗氧剂1076和复合抗氧剂215质量比1：2组成的复合抗氧剂为3份，膦酸酯无卤阻燃剂为25份，石墨为2份，聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
实施例3
无卤阻燃聚丁烯-1材料的组分为：
聚丁烯-1为 80份，多酚抗氧剂1076和复合抗氧剂215质量比1：2组成的复合抗氧剂为2份，膦酸酯无卤阻燃剂为10份，石墨为3份，聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
实施例4
无卤阻燃聚丁烯-1材料的组分为：
聚丁烯-1为90份，多酚抗氧剂1076和复合抗氧剂215质量比1：2组成的复合抗氧剂为1份，氧化膦无卤阻燃剂为5份，石墨为1份，聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
上述无卤阻燃聚丁烯-1材料的制备方法按照以下步骤进行：
步骤一，将无卤阻燃剂在60℃-80℃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1:30。
双螺杆挤出机的转速为120r/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，得到无卤阻燃聚丁烯-1材料。
制备得到上述无卤阻燃聚丁烯-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。
本发明的无卤阻燃聚丁烯-1材料在达到较高的氧指数基本为30%-36%和阻燃级别后，还具有良好的力学性能其弯曲强度在16.5 MPa之上。
有机磷系阻燃剂是阻燃剂中最重要的品种之一，具有阻燃和增塑双重功效，可以使阻燃完全实现无卤化，改善塑料成型中的流动性能，抑制燃烧后的残余物，产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤素阻燃剂少，其阻燃机理为：一方面阻燃剂受热分解产生磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸，这些含磷酸具有强烈的脱水性，可使聚合物表面脱水炭化，而单质碳不能发生产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，所以具有阻燃作用；另一方面阻燃剂受热产生PO·自由基，可大量吸收H·HO·自由基，从而中断燃烧反应。有机磷系阻燃剂主要有磷酸酯、膦酸酯、及氧化膦以及杂环类等。
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 60-90份，抗氧剂为0.3-3份，无卤阻燃剂为3-35份，耐高温润滑剂为0-4份；所述的聚丁烯-1的结晶度为60%-80%；所述抗氧剂为多酚抗氧剂1076和复合抗氧剂215质量比1：2组成的复合抗氧剂；所述的耐高温润滑剂为石墨；所述的无卤阻燃剂为磷酸酯、膦酸酯或氧化膦。
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