CN103694615B - 一种抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料及其制备方法。按重量份数，包含：不饱和聚酯树脂混合物70～100份、热塑性高分子聚合物浆液30～60份，引发剂1～4份，增稠剂2～6份，阻聚剂0.03～0.8份，脱模剂4～20份，填料50～120份，抗静电剂3～10、氢氧化铝粉末50～90份，膨胀型阻燃剂10～30份、消烟剂2～7份、防脱落剂5～30份，增强纤维50～150份。本发明采用了石墨烯做为新型的抗静电剂，石墨烯具有超高的导电率，在经过偶联剂处理过后能够在基体树脂中分散均匀并形成良好的导电通道。

Description

一种抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种片状模塑料，更确切地说，是一种抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料及其制备方法。

背景技术

片状模塑料（Sheet Molding Compoud，SMC），是用不饱和聚酯树脂、引发剂、增稠剂、填料、交联剂、脱模剂、着色剂等混合成树脂糊浸渍玻璃纤维粗纱或者玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的模压料。SMC作为一种迅速发展起来的模压料具有机械化程度高、生产效率高、产品质量稳定、原材料利用率高、生产成本低、制品表面光洁等优点，然而SMC一般做为绝缘材料使用，其表面电阻率在10¹²～10¹⁴，限制了其在抗静电场合的使用。抗静电剂是一类能够降低材料或制品表面电阻和体积电阻，适度提高导电性，阻止静电蓄积的物质。石墨烯是一种由碳原子构成的单层状结构的新材料，其常温下电子迁移率超过15000cm²/V·S，为目前世界上电阻率最小的物质。因为其电子迁移速度极快，做为新型的抗静电剂具有广泛的前景。

目前对片状模塑料阻燃技术的研究主要集中在大量添加无机阻燃剂（例如碱金属氢氧化物、碱金属氧化物等）等方法上，但是大量添加无机阻燃剂会导致片状模塑料的综合力学性能和表面质量大幅下降。膨胀型阻燃剂（IFR）是近几年来受到广泛关注的一种无卤阻燃剂，以木质素做为新型炭源、聚磷酸铵做为酸源以及三聚氰胺做为气源形成的膨胀型阻燃剂与无机阻燃剂复配所形成的阻燃体系具有深远的研究意义。

发明内容

本发明所要解决的技术难题是，克服现有技术的不足，提供一种抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料及其制备方法。

本发明的技术解决方案是，由以下按重量份数配比的原料制成：不饱和聚酯树脂混合物70～100份、热塑性高分子聚合物浆液30～60份，引发剂1～4份，增稠剂2～6份，阻聚剂0.03～0.8份，脱模剂4～20份，填料50～120份，抗静电剂3～10、氢氧化铝粉末50～90份，膨胀型阻燃剂10～30份、消烟剂2～7份、防脱落剂5～30份，增强纤维50～150份；

其中，所述的抗静电剂为经钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂处理的石墨烯；

所述的不饱和聚酯树脂混合物包含不饱和聚酯树脂按重量份数占70～75份、苯乙烯溶液按重量份数占25～30份；

所述的热塑性高分子聚合物浆液为热塑性高分子聚合物（如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯类弹性体等）与单体苯乙烯按重量份数的(40/60）一定配比溶解制得；

所述的引发剂为叔丁基过氧化碳酸异丙酯或过氧化苯甲酸叔丁酯或者过氧化二异丙苯三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的增稠剂为氧化镁或氢氧化镁或氢氧化钙三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的阻聚剂为对苯二酚或2－叔丁基对苯二酚或对苯醌三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙或硬脂酸镁三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的填料为碳酸钙或氢氧化铝或硫酸钡三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的氢氧化铝的粒径在4000～6000目范围内，并经硅烷偶联剂处理过；

所述的膨胀型阻燃剂是由炭源（木质素）、酸源（聚磷酸铵）和气源（三聚氰胺）组成的复合型阻燃剂；

所述的消烟剂为三氧化钼或钼酸锌基复合物或者八钼酸铵三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的防脱落剂为对苯二酚磷酸酯或四苯基对苯二酚二磷酸酯或或对苯二酚双（二苯基磷酸酯）三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的增强纤维为玻璃纤维或不锈钢纤维两种物质中的一种或几种的混合物。

本发明的制备方法，按重量份数，具体步骤如下：

（1）将石墨烯与偶联剂加入到球磨罐中，并加入一定量的无水乙醇作为球磨介质，然后封闭球磨罐以500～800转/min的速度球磨2～4小时，最后在烘箱中进行干燥处理；

（2）将步骤（1）中得到的偶联剂处理的石墨烯和所述的引发剂、阻聚剂、脱模机、消烟剂、防脱落剂一起加入到配料釜中进行搅拌至均匀；

（3）再将所述的填料和氢氧化铝粉末以及膨胀型阻燃剂加入到步骤2）中的配料釜中进行搅拌至均匀，最后加入增稠剂混合均匀；

（4）将步骤（3）中得到的树脂糊涂布于聚乙烯薄膜上，将所述的增强纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到所述的抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料。

本发明与现有技术相对比，所具备的优点是：

①石墨烯具有超高的导电率，做为新型的抗静电剂在经过偶联剂处理过后能够在基体树脂中分散均匀形成良好的导电通道；

②膨胀型阻燃剂中炭源（木质素）具有高成炭性，在燃烧过程中进一步保证炭层结构致密稳定，与氢氧化铝复配使用有利于阻燃性能的提高；

③添加的防脱落剂能够使得树脂在燃烧过后保持炭层结构的稳定而不至于塌陷；

④使用多种纤维复配增强片状模塑料，能有效的提高片状模塑料的综合力学性能。

具体实施方式

实施例一：

本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂70份，聚苯乙烯浆液30份，引发剂1份，增稠剂2份、阻聚剂0.04份、脱模剂4份、填料60份、抗静电剂3份、氢氧化铝60份、膨胀型阻燃剂10份、消烟剂2份、防脱落剂5份、玻璃纤维50份、不锈钢纤维10份，先将石墨烯与偶联剂加入到球磨罐中，并加入一定量的无水乙醇作为球磨介质，封闭球磨罐以500转/min的速度球磨3小时，然后在烘箱中进行干燥处理；再将处理的石墨烯、消烟剂、防脱落剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以500转/分钟搅拌8分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝以及膨胀型阻燃剂一起加入到配料釜中以1000转/分钟强力搅拌20分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与不锈钢纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到抗静电无卤阻燃片状模塑料。

实施例二：

本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂80份，聚苯乙烯浆液40份，引发剂1.5份，增稠剂3份、阻聚剂0.1份、脱模剂6份、填料80份、抗静电剂5份、氢氧化铝50份、膨胀型阻燃剂15份、消烟剂4份、防脱落剂5份、玻璃纤维50份、不锈钢纤维30份，先将石墨烯与偶联剂加入到球磨罐中，并加入一定量的无水乙醇作为球磨介质，封闭球磨罐以600转/min的速度球磨3.5小时，然后在烘箱中进行干燥处理；再将处理的石墨烯、消烟剂、防脱落剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以700转/分钟搅拌10分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝以及膨胀型阻燃剂一起加入到配料釜中以1200转/分钟强力搅拌25分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与不锈钢纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到抗静电无卤阻燃片状模塑料。

实施例三：

本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂80份，聚苯乙烯浆液50份，引发剂2份，增稠剂3份、阻聚剂0.1份、脱模剂7份、填料80份、抗静电剂7份、氢氧化铝60份、膨胀型阻燃剂20份、消烟剂4份、防脱落剂6份、玻璃纤维40份、不锈钢纤维40份，先将石墨烯与偶联剂加入到球磨罐中，并加入一定量的无水乙醇作为球磨介质，封闭球磨罐以600转/min的速度球磨4小时，然后在烘箱中进行干燥处理；再将处理的石墨烯、消烟剂、防脱落剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以1200转/分钟搅拌15分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝以及膨胀型阻燃剂一起加入到配料釜中以1300转/分钟强力搅拌20分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与不锈钢纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到抗静电无卤阻燃片状模塑料。

实施例四：

本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂90份，聚苯乙烯浆液50份，引发剂2份，增稠剂4份、阻聚剂0.2份、脱模剂8份、填料90份、抗静电剂8份、氢氧化铝70份、膨胀型阻燃剂20份、消烟剂5份、防脱落剂8份、玻璃纤维50份、不锈钢纤维40份，先将石墨烯与偶联剂加入到球磨罐中，并加入一定量的无水乙醇作为球磨介质，封闭球磨罐以700转/min的速度球磨3小时，然后在烘箱中进行干燥处理；再将处理的石墨烯、消烟剂、防脱落剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以600转/分钟搅拌10分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝以及膨胀型阻燃剂一起加入到配料釜中以1500转/分钟强力搅拌15分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与不锈钢纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到抗静电无卤阻燃片状模塑料。

实施例五：

本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂90份，聚苯乙烯浆液50份，引发剂2份，增稠剂4份、阻聚剂0.3份、脱模剂10份、填料90份、抗静电剂10份、氢氧化铝70份、膨胀型阻燃剂30份、消烟剂6份、防脱落剂10份、玻璃纤维50份、不锈钢纤维50份，先将石墨烯与偶联剂加入到球磨罐中，并加入一定量的无水乙醇作为球磨介质，封闭球磨罐以800转/min的速度球磨5小时，然后在烘箱中进行干燥处理；再将处理的石墨烯、消烟剂、防脱落剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以900转/分钟搅拌15分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝以及膨胀型阻燃剂一起加入到配料釜中以1300转/分钟强力搅拌25分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与不锈钢纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到抗静电无卤阻燃片状模塑料。

实施例六：

本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂100份，聚苯乙烯浆液60份，引发剂3份，增稠剂5份、阻聚剂0.6份、脱模剂13份、填料100份、抗静电剂10份、氢氧化铝80份、膨胀型阻燃剂30份、消烟剂7份、防脱落剂15份、玻璃纤维40份、不锈钢纤维60份，先将石墨烯与偶联剂加入到球磨罐中，并加入一定量的无水乙醇作为球磨介质，封闭球磨罐以800转/min的速度球磨3小时，然后在烘箱中进行干燥处理；再将处理的石墨烯、消烟剂、防脱落剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以700转/分钟搅拌20分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝以及膨胀型阻燃剂一起加入到配料釜中以1500转/分钟强力搅拌25分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与不锈钢纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到抗静电无卤阻燃片状模塑料。

分别对上述的各实施例的片状模塑料制品按GB标准进行检测，结果见下表（其中，表中的最后一列中列举了现有的片状模塑料的物理特性，作为对比）

以上仅仅以一个实施方式来说明本发明的设计思路，在系统允许的情况下，本发明可以扩展为同时外接更多的功能模块，从而最大限度扩展其功能。

Claims (2)

1.一种抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料,其特征在于：由以下按重量份数配比的原料制成：不饱和聚酯树脂混合物70～100份、热塑性高分子聚合物浆液30～60份，引发剂1～4份，增稠剂2～6份，阻聚剂0.03～0.8份，脱模剂4～20份，填料50～120份，抗静电剂3～10、氢氧化铝粉末50～90份，膨胀型阻燃剂 10～30份、消烟剂2～7份、防脱落剂5～30份，增强纤维50～150份；其中,所述的抗静电剂为经钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂处理过的石墨烯;

所述的不饱和聚酯树脂混合物包含不饱和聚酯树脂按重量份数占70～75份、苯乙烯溶液按重量份数占25～30份；

所述的热塑性高分子聚合物浆液为热塑性高分子聚合物与单体苯乙烯按重量份数的40：60配比溶解制得；其中，所述热塑性高分子聚合物为聚苯乙烯、或为聚甲基丙烯酸甲酯、或为苯乙烯类弹性体；

所述的引发剂为叔丁基过氧化碳酸异丙酯或过氧化苯甲酸叔丁酯或者过氧化二异丙苯三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的增稠剂为氧化镁或氢氧化镁或氢氧化钙三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的阻聚剂为对苯二酚或2－叔丁基对苯二酚或对苯醌三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙或硬脂酸镁三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的填料为碳酸钙或氢氧化铝或硫酸钡三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的氢氧化铝的粒径在4000～6000目范围内，并经硅烷偶联剂处理过；

所述的膨胀型阻燃剂是由炭源、酸源和气源组成的复合型阻燃剂；其中所述炭源为木质素，所述酸源为聚磷酸铵，所述气源为三聚氰胺；

所述的消烟剂为三氧化钼或钼酸锌基复合物或者八钼酸铵三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的防脱落剂为对苯二酚磷酸酯或四苯基对苯二酚二磷酸酯或对苯二酚双（二苯基磷酸酯）三种物质中的一种或几种的混合物；

所述的增强纤维为玻璃纤维或不锈钢纤维两种物质中的一种或几种的混合物。

2.一种如权利要求1所述的抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料的制备方法，其特征在于：按重量份数，包含以下步骤：

（1）、将石墨烯与偶联剂加入到球磨罐中，并加入一定量的无水乙醇作为球磨介质，然后封闭球磨罐以500～800转/min的速度球磨2～4小时，最后在烘箱中进行干燥处理；

（2）、将步骤（1）中得到的偶联剂处理的石墨烯和所述的引发剂、阻聚剂、脱模机、消烟剂、防脱落剂一起加入到配料釜中进行搅拌至均匀；

（3）、再将所述的填料和氢氧化铝粉末以及膨胀型阻燃剂加入到步骤（2）中的配料釜中进行搅拌至均匀，最后加入增稠剂混合均匀；

（4）将步骤（3）中得到的树脂糊涂布于聚乙烯薄膜上，将所述的增强纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到所述的抗静电无卤环保阻燃型片状模塑料。