CN104119556A

CN104119556A - 一种含有热稳定剂的阻燃母粒及其制备方法

Info

Publication number: CN104119556A
Application number: CN201410400775.8A
Authority: CN
Inventors: 钱立军; 奚望
Original assignee: Beijing Technology and Business University
Current assignee: Beijing Technology and Business University
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2014-10-29

Abstract

本发明涉及阻燃材料领域，特别涉及一种含有热稳定剂的阻燃母粒及其制备方法。一种含有热稳定剂的阻燃母粒，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂5-20％，阻燃剂40-80％，抗氧剂0.5-5％，载体树脂10-45％。该阻燃母粒的制备方法，将热稳定剂、阻燃剂、抗氧剂和载体树脂混匀，于150℃-250℃温度条件下熔融加工共混造粒即得。本发明提供的含有热稳定剂的阻燃母粒，各原料之间相互协同配合，得到的阻燃母粒添加量为20％以上用于制备挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)，其阻燃性能的极限氧指数均达到30％以上。含有热稳定剂的阻燃母粒的制备方法简单易行，制备的含有热稳定剂的阻燃母粒性能稳定，阻燃性好。

Description

一种含有热稳定剂的阻燃母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及阻燃材料领域，具体而言，涉及一种含有热稳定剂的阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

目前使用的阻燃剂绝大多数为粉体，这样与原料混合时，不易混合均匀，而且混合时容易扬起粉尘，污染周围环境和影响健康，所以需要一种阻燃母粒来代替粉体阻燃剂；阻燃母粒是当今塑料中表现最优良的阻燃产品之一，阻燃母粒是在添加阻燃剂的基础上，可以结合热稳定剂，抗氧剂，光稳定剂等其他助剂，并通过双螺杆挤出造粒而制得的一种颗粒状阻燃产品；具有无粉尘，易于在基体树脂中均匀分散，简化混合工序等优点。

专利号为201210596089.3公开了一种无卤阻燃母粒，采用聚烯烃载体、硅油、偶联剂加入高速搅拌机中低速搅拌3min，最后加入无卤阻燃剂高速搅拌5min；将搅拌好的原料转入两级真空双螺杆挤出机中，挤出造粒来制备阻燃母粒；专利号为201210368740.1公开了一种PBT阻燃母粒，采用10％-15％的PBT作为载体树脂，加入50％-70％的主阻燃剂，15％-35％辅阻燃剂，在高混机内混合均匀后用双螺杆挤出机造粒来制备阻燃母粒；在2002年，现代塑料加工应用第3期1页报道了采用ABS、CPE、EVA3种树脂作为载体，通过加入DBDPO与Sb₂O₃配比为3：1的复合阻燃剂来制备阻燃母粒。但是，上述的这些阻燃母粒的阻燃性能还有待进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有热稳定剂的阻燃母粒及其制备方法，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种含有热稳定剂的阻燃母粒，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂5-20％，阻燃剂40-80％，抗氧剂0.5-5％，载体树脂10-45％。

优选地，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂10-15％，阻燃剂40-60％，抗氧剂1-3％，载体树脂20-35％。

优选地，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂6-8％，阻燃剂50-70％，抗氧剂2-3％，载体树脂35-40％。

优选地，所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅中的任一种或多种。

优选地，所述阻燃剂为溴化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或者四溴双酚A双(2,3-二溴-2-甲基丙基)醚。

优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或其混合物。

优选地，所述载体树脂为聚苯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯、高抗冲聚苯乙烯中的任一种或多种。

本发明的实施例还提供了含有热稳定剂的阻燃母粒的制备方法，将所述热稳定剂、阻燃剂、抗氧剂和载体树脂混匀，于150℃-250℃温度条件下熔融加工共混造粒即得。

优选地，所述熔融加工温度为180-190℃。

本发明实施例提供的含有热稳定剂的阻燃母粒，以特定含量的热稳定剂、阻燃剂、抗氧剂和载体树脂作为原料制备而成，各原料之间相互协同配合，得到的阻燃母粒添加量为20％以上用于制备挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)，其阻燃性能的极限氧指数均达到30％以上。本发明实施例还提供了含有热稳定剂的阻燃母粒的制备方法，只需通过熔融共混造粒的方式将阻燃剂、热稳定剂与载体树脂混合均匀，方法简单易行，制备的含有热稳定剂的阻燃母粒性能稳定，阻燃性好。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的含有热稳定剂的阻燃母粒，以特定含量的热稳定剂、阻燃剂、抗氧剂和载体树脂作为原料制备而成，各原料之间相互协同配合，得到的阻燃母粒添加量为20％以上用于制备挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)，其阻燃性能的极限氧指数均达到30％以上。

其中，热稳定剂可以为5％、8％、12％、15％、18％、20％等，阻燃剂可以为40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％等，抗氧剂可以为0.5％、1％、2％、3％、4％、5％等，载体树脂可以为10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％等。

为了使阻燃母粒的成分配比具有更好的协同增强作用，得到的阻燃母粒性能更优越，优选地，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂10-15％，阻燃剂40-60％，抗氧剂1-3％，载体树脂20-35％。进一步地，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂6-8％，阻燃剂50-70％，抗氧剂2-3％，载体树脂35-40％。

经验证，热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅中的任一种或多种能得到性能更优的阻燃母粒，优选地，所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅中的任一种或多种。

优选地，所述阻燃剂为溴化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(溴化SBS)或者四溴双酚A双(2,3-二溴-2-甲基丙基)醚。这两种阻燃剂应用到本发明原料的配方中，能更好的增强其阻燃效果。

抗氧剂168即三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和抗氧剂1010，与其他原料之间具有很好的协同效应，可有效地防止在各原料在熔融过程中的热降解，并给与阻燃母粒额外的长效保护。优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或其混合物。

优选地，所述载体树脂为聚苯乙烯(PS)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸丁酯(EBA)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)中的任一种或多种。使用该种类的载体树脂成本低，使用性能好。

采用以上种类的热稳定剂、阻燃剂、抗氧剂，与以上的载体树脂的相容性非常好，并且这些原料成分配合一起制备阻燃母粒时，容易成粒，不容易断条，造粒均匀。

本发明的实施例还提供了含有热稳定剂的阻燃母粒的制备方法，将所述热稳定剂、阻燃剂、抗氧剂和载体树脂混匀，于150℃-250℃温度条件下熔融加工共混造粒即得。该制备方法只需通过熔融共混造粒的方式将阻燃剂、热稳定剂与载体树脂混合均匀，制得阻燃母粒，制备方法简单易行，制备的含有热稳定剂的阻燃母粒性能稳定，阻燃性好。

为了进一步增加熔融的效果，以使得到的阻燃母粒性能更优，优选地，所述熔融加工温度为180-190℃。

将500g溴化SBS、70g硬脂酸钡、20g抗氧剂168和410g PS共混均匀，然后将混合均匀的物料在190℃熔融共混造粒，制得的阻燃母粒以不同的添加量加入到挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)中，并对含有不同重量百分比的阻燃母粒的阻燃XPS进行样条燃烧测试，得到的结果如表1所示。

表1 不同含量阻燃母粒的阻燃XPS样条燃烧测试结果

阻燃母粒添加量	LOI/％	UL 94级别
			0％	18.0	无级别
5％	23.3	无级别
			10％	26.8	V-2
15％	29.1	V-1
			20％	31.3	V-0
25％	35.3	V-0

从表1可以看出，阻燃母粒添加量为20％以上时，其阻燃效果均达到30％以上，达到UL94级别的V-0级，具有非常好的阻燃效果。

实施例1

将500g溴化SBS、70g硬脂酸钡、30g抗氧剂168和400g PS共混均匀，然后将混合均匀的物料在190℃熔融加工共混造粒；添加30％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到33％，为UL94 V-0级。

实施例2

将600g溴化SBS、80g硬脂酸钙、20g抗氧剂168与300g EBA共混均匀，然后将混合均匀的物料在150℃熔融加工共混造粒；添加25％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到35.3％，为UL94 V-0级。

实施例3

将700g溴化SBS、60g硬脂酸钙、30g抗氧剂1010与290g PS共混均匀，然后将混合均匀的物料在190℃熔融加工共混造粒；添加20％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到34.6％，为UL94 V-0级。

实施例4

将400g溴化SBS、200g硬脂酸钡、20g抗氧剂168、30g抗氧剂1010与350g EBA共混均匀，然后将混合均匀的物料在175℃熔融加工共混造粒；添加40％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到32.1％，为UL94 V-0级。

实施例5

将800g溴化SBS、50g硬脂酸铅、5g抗氧剂168与145g EVA共混均匀，然后将混合均匀的物料在180℃熔融加工共混造粒；添加33％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到33.4％，为UL94 V-0级。

实施例6

将780g溴化SBS、100g硬脂酸钡、20g抗氧剂168与100g HIPS共混均匀，然后将混合均匀的物料在210℃熔融加工共混造粒；添加21％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到34.1％，为UL94 V-0级。

实施例7

将400g四溴双酚A双(2,3-二溴-2-甲基丙基)醚、100g硬脂酸钡、40g硬脂酸铅、10g抗氧剂168、150g PS、100g EVA、100gEBA和100g HIPS共混均匀，然后将混合均匀的物料在250℃熔融加工共混造粒；添加22％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到32.7％，为UL94 V-0级。

实施例8

将490g溴化SBS、100g硬脂酸钙、50g硬脂酸铅、10g抗氧剂168、120g HIPS、180g EVA和50g EBA共混均匀，然后将混合均匀的物料在200℃熔融加工共混造粒；添加25％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到33.1％，为UL94 V-0级。

实施例9

将600g四溴双酚A双(2,3-二溴-2-甲基丙基)醚、60g硬脂酸钙、70g硬脂酸钡、40g硬脂酸、30g铅抗氧剂168、50g EVA、70gEBA和80g HIPS共混均匀，然后将混合均匀的物料在200℃熔融加工共混造粒；添加24％这种阻燃母粒到XPS中，获得的阻燃XPS极限氧指数达到33.9％，为UL94 V-0级。

本发明提供的阻燃母粒添加到挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)中，添加量大于20％，得到的阻燃XPS的阻燃级别均达到UL 94级别的V-0级，具有非常好的阻燃效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含有热稳定剂的阻燃母粒，其特征在于，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂5-20％，阻燃剂40-80％，抗氧剂0.5-5％，载体树脂10-45％。

2.根据权利要求1所述的含有热稳定剂的阻燃母粒，其特征在于，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂10-15％，阻燃剂40-60％，抗氧剂1-3％，载体树脂20-35％。

3.根据权利要求1所述的含有热稳定剂的阻燃母粒，其特征在于，其原料包括：按重量百分比计，热稳定剂6-8％，阻燃剂50-70％，抗氧剂2-3％，载体树脂35-40％。

4.根据权利要求1-3所述的含有热稳定剂的阻燃母粒，其特征在于，所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅中的任一种或多种。

5.根据权利要求1-3所述的含有热稳定剂的阻燃母粒，其特征在于，所述阻燃剂为溴化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或者四溴双酚A双(2,3-二溴-2-甲基丙基)醚。

6.根据权利要求1-3所述的含有热稳定剂的阻燃母粒，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或其混合物。

7.根据权利要求1-3所述的含有热稳定剂的阻燃母粒，其特征在于，所述载体树脂为聚苯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯、高抗冲聚苯乙烯中的任一种或多种。

8.权利要求1-7任一项所述的含有热稳定剂的阻燃母粒的制备方法，其特征在于，将所述热稳定剂、阻燃剂、抗氧剂和载体树脂混匀，于150℃-250℃温度条件下熔融加工共混造粒即得。

9.根据权利要求8所述的含有热稳定剂的阻燃母粒的制备方法，其特征在于，所述熔融加工温度为180-190℃。