CN104140588A - 一种多组分无卤阻燃母粒及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：石墨烯：1～25份；无卤阻燃剂：20～70份；抗氧剂：0.5-1份；载体：5～40份。本发明还公开了多组分无卤阻燃母粒的制备方法，包括称取原料、高速混合、挤出机中熔融复合、造粒等步骤。本发明提供的产品高效无卤阻燃、热稳定性好，在聚合物基体中具有良好的分散效果，能够有效改善复合塑料材料阻燃性能和力学性能，解决了传统的IFR生成的碳层致密性差、热稳定性欠佳、影响材料力学性能等问题；本发明提供的方法解决了含石墨烯的多元复合母粒喂料难、分散不均匀的问题，提高母粒和树脂基体间的相容性，解决了含石墨烯的多元复合阻燃母粒制备的一个重大难题。

Description

一种多组分无卤阻燃母粒及制备方法
技术领域
本发明涉及塑料母粒制备技术领域，尤其涉及一种新型含有石墨烯的多组分无卤阻燃母粒及制备方法。
背景技术
塑料母粒是指由超出常规添加量(多为50wt％以上)的塑料助剂加入载体树脂中而制得的一种新型塑料成型加工助剂。在成型塑料制品时，可直接加入母粒，使制品达到预定的性能。使用塑料母粒可以简化生产工艺，减少粉尘飞扬，减小设备的磨损，节省原料，使原料混合方便、混炼质量均匀，从而提高生产效率及制品的性能指标。因此，塑料母粒对推动塑料工业的迅猛发展起了很大作用。
近年来，无卤阻燃塑料备受人们的关注，目前最主要的无卤阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、微胶囊红磷、膨胀石墨及磷-氮系膨胀阻燃剂(IFR)，其中IFR最为关注。但是传统的IFR也存在一些问题，例如：生成的碳层致密性差，热稳定性欠佳，影响材料力学性能等。因此，开发高效无卤阻燃剂，特别是高效无卤阻燃母粒是一个重要的课题。
石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K。石墨烯塑料主要优势性能在于六大方面，即高导热系数、高绝缘、高阻燃、高机械强度、低密度、低成本、易加工，这些性能都具有革命性。
然而，随着现代工业的发展,对改性塑料提出了越来越高的要求，从而高性能的功能母粒，得到广泛的需求，在国内外市场上供不应求。所以攻破含有石墨烯的高细度、高品质的无卤阻燃母粒的制备的关键技术制约已经迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含有石墨烯的高效无卤阻燃母粒、热稳定性好，并且不会影响改性材料力学性能的多组分无卤阻燃母粒，解决了传统的IFR生成的碳层致密性差，热稳定性欠佳，影响材料力学性能等问题。
本发明的另一目的在于，提供制备上述多组分无卤阻燃母粒的方法。
本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的：
一种多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：
所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸盐、季戊四醇中的一种或两种。
所述的载体为聚丙烯或聚乙烯中的一种或两种。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。
上述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，其包括如下步骤：
(1)根据设定比例称量原料：
(2)将上述称量好的原料加入高速混合机中，高速搅拌预混合，得到原料混合物；
(3)将步骤(2)所得的原料混合物加入挤出机中，加热熔融复合，造粒，制得多组分无卤阻燃母粒。
所述的高速混合机的搅拌时间为10-30min。
所述的挤出机为密炼-单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中的任意一种。
所述的挤出机的加工温度为175-245℃。
所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸盐、季戊四醇中的一种或两种；所述的载体为聚丙烯或者聚乙烯中的一种或两种；所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的通过熔融复合技术制得的含石墨烯的多组分无卤阻燃母粒，高效无卤阻燃、热稳定性好，在聚合物基体中具有良好的分散效果，能够有效改善复合塑料材料阻燃性能和力学性能，解决了传统的IFR生成的碳层致密性差、热稳定性欠佳、影响材料力学性能等问题。
本发明提供的制备方法，步骤较少、工艺合理、操作方便、控制精确，易于产业化，降低了产品生产成本；同时还可以减少粉尘飞扬，解决了含石墨烯的多元复合母粒喂料难、分散不均匀的问题，提高母粒和树脂基体间的相容性，解决了含石墨烯的多元复合阻燃母粒制备的一个重大难题，实现了无卤阻燃母粒制备技术的一个的重要突破。
下面结合具体实施例来详细描述本发明，但并不是对本发明的进一步限制。
具体实施方式
实施例1：本实施例提供的多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：
所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸盐、季戊四醇中的一种或两种。
所述的载体为聚丙烯或聚乙烯中的一种或两种。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。
上述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，其包括如下步骤：
(1)根据设定比例称量原料：
(2)将上述称量好的原料加入高速混合机中，高速搅拌预混合，得到原料混合物；
(3)将步骤(2)所得的原料混合物加入挤出机中，加热熔融复合，造粒，制得多组分无卤阻燃母粒。
所述的高速混合机的搅拌时间为10-30min。
所述的挤出机为密炼、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中的任意一种。
所述的挤出机的加工温度为175-245℃。
所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸盐、季戊四醇中的一种或两种；所述的载体为聚丙烯或者聚乙烯中的一种或两种；所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。
实施例2：
本实施例提供的多组分无卤阻燃母粒及其制备方法，与实施例1基本相同，其不同之处在于：
一种多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：
所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐10份和季戊四醇10份。
所述的载体为聚丙烯。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168。
上述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，其包括如下步骤：
(1)根据设定比例称量原料：
(2)将上述称量好的原料加入高速混合机中，高速搅拌预混合，得到原料混合物；
(3)将步骤(2)所得的原料混合物加入挤出机中，加热熔融复合，造粒，制得多组分无卤阻燃母粒。
所述的高速混合机的搅拌时间为30min。
所述的挤出机为密炼-单螺杆挤出机。
所述的挤出机的加工温度为210-245℃。
所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐10份和季戊四醇10份。
所述的载体为聚丙烯。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168。
实施例3：
本实施例提供的一种多组分无卤阻燃母粒及其制备方法，与实施例1、2均基本相同，其不同之处在于：
一种多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：
所述的载体为聚乙烯。
上述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，其包括如下步骤：不同之处在于：
所述的步骤(2)中高速混合机的搅拌时间为10min。
所述的步骤(3)中挤出机为双螺杆挤出机；所述的挤出机的加工温度为210-245℃。
实施例4：
本实施例提供的多组分无卤阻燃母粒及其制备方法，与实施例1、2、3均基本相同，其不同之处在于：
一种多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：
所述的载体为聚乙烯。
上述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，其包括如下步骤：不同之处在于：
所述的步骤(2)中高速混合机的搅拌时间为20min。
所述的步骤(3)中挤出机为双螺杆挤出机；所述的挤出机的加工温度为210-245℃。
实施例5：
本实施例提供的多组分无卤阻燃母粒及其制备方法，与实施例1、2、3、4基本相同，其不同之处在于：
一种多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：
所述的载体为聚丙烯。
上述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，其包括如下步骤：不同之处在于：
所述的步骤(2)中高速混合机的搅拌时间为30min。
所述的步骤(3)中挤出机为双螺杆挤出机；所述的挤出机的加工温度为175-245℃。
实施例6：本实施例提供的多组分无卤阻燃母粒及其制备方法，与实施例1、2、3、4、5均基本相同，其不同之处在于：
一种多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：
所述的载体为聚丙烯。
上述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，其包括如下步骤：不同之处在于：
所述的步骤(2)中高速混合机的搅拌速度为。。。。转/分；搅拌时间为25min。
所述的步骤(3)中挤出机为密炼机-单螺杆挤出机；所述的挤出机的加工温度为210-215℃。
实施例7：
本实施例提供的多组分无卤阻燃母粒及其制备方法，与实施例1、2、3、4、5、6基本相同，其不同之处在于：
一种多组分无卤阻燃母粒，其由如下重量份数的原料制成：
所述的载体为聚丙烯。
上述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，其包括如下步骤：不同之处在于：
所述的步骤(2)中高速混合机的搅拌时间为30min。
所述的步骤(3)中挤出机为密炼机-单螺杆挤出机；所述的挤出机的加工温度为175-205℃。
本发明提供的通过熔融复合技术制得的含有石墨烯的多组分无卤阻燃母粒，为高效无卤阻燃、热稳定性好，在聚合物基体中具有良好的分散效果，能够有效改善复合塑料材料阻燃性能和力学性能，解决了传统的IFR生成的碳层致密性差、热稳定性欠佳、影响材料力学性能等问题；
本发明提供的制备方法，步骤较少、工艺合理、操作方便、控制精确，易于产业化，降低了产品生产成本，同时还可以减少粉尘飞扬，解决了含石墨烯的多元复合母粒喂料难、分散不均匀的问题，提高母粒和树脂基体间的相容性。
本发明采用熔融复合技术解决了含石墨烯的多元复合阻燃母粒制备的一个重大难题，这是无卤阻燃母粒制备技术的一个的重要突破。
本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的原料及制备方法，而得到的其他类似的多组分无卤阻燃母粒，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多组分无卤阻燃母粒，特征在于，其由如下重量份数的原料制成： 
2.根据权利要求1所述的多组分无卤阻燃母粒，特征在于，所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸盐、季戊四醇中的一种或两种。 
3.根据权利要求1所述的多组分无卤阻燃母粒，特征在于，所述的载体为聚丙烯或聚乙烯中的一种或两种。 
4.根据权利要求1所述的多组分无卤阻燃母粒，特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。 
5.一种制备权利要求1-4之一所述的多组分无卤阻燃母粒的方法，其特征在于，包括如下步骤： 
(1)根据设定比例称量原料： 
(2)将上述称量好的原料加入高速混合机中，高速搅拌预混合，得到原料混合物； 
(3)将步骤(2)所得的原料混合物加入挤出机中，加热熔融复合，造粒，制得多组分无卤阻燃母粒。 
6.根据权利要求5所述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，特征在于，所述的高速混合机的搅拌时间为10-30min。 
7.根据权利要求5所述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，特征在于，所述的挤出机为密炼、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中的任意一种。 
8.根据权利要求5所述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，特征在于，所述的挤出机的加工温度为175-245℃。 
9.根据权利要求5所述的多组分无卤阻燃母粒的制备方法，特征在于，所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸盐、季戊四醇中的一种或两种；所述的载体为聚丙烯或者聚乙烯中的一种或两种；所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。 
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