CN105670288A - 一种高性能阻燃的绝缘塑胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明公开了一种高性能阻燃的绝缘塑胶材料，具有下列重量份的原料配比：聚苯硫醚10-20份、聚对苯二甲酸丁二醇酯5-15份、醋酸纤维10-35份、聚乳酸10-15份、聚碳酸酯10-25份、玻璃纤维5-20份、聚四氟乙烯5-10份、石墨5-10份、陶瓷粉5-10份、氧化镁5-10份、氧化铝5-10份、氮化硼5-10份、滑石粉5-15份、硫酸钡2-5份、三氯磷酸钠5-10份、环氧硅烷5-10份、阻燃剂5-10份、稳定剂5-10份，从而能够实现提高塑胶材料的阻燃性能，增强塑胶材料的绝缘功能。同时，还公开了相应的制备方法。</b>

Description

一种高性能阻燃的绝缘塑胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑胶材料技术领域，具体涉及一种高性能阻燃的绝缘塑胶材料及其制备方法。
背景技术
塑胶材料是传统上以聚合物为基本成分﹐加入添加剂后在一定温度﹑压力下﹐经加工塑制成型或交联固化成型而得的固体材料。由于多数聚合物具有良好的绝缘性能﹐它被广泛用作绝缘材料。塑胶主要分为泛用塑胶、工程塑胶和混合塑胶。传统的塑胶行业制品有容易加工、可以自由着色、坚韧坚固、不导热、不导电、耐腐蚀等优点，但是同时这些塑胶制品有易燃、不耐老化、使用寿命短等缺点。所以现在急需研究出一种阻燃性能高且绝缘的塑胶材料来满足相关行业制品的要求和需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高性能阻燃的绝缘塑胶材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型的高性能塑胶材料，具有较高的阻燃性能，同时提高了材料的绝缘性能，具有良好的应用前景。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高性能阻燃的绝缘塑胶材料，由下列重量份的原料制成：聚苯硫醚10-20份、聚对苯二甲酸丁二醇酯5-15份、醋酸纤维10-35份、聚乳酸10-15份、聚碳酸酯10-25份、玻璃纤维5-20份、聚四氟乙烯5-10份、石墨5-10份、陶瓷粉5-10份、氧化镁5-10份、氧化铝5-10份、氮化硼5-10份、滑石粉5-15份、硫酸钡2-5份、三氯磷酸钠5-10份、环氧硅烷5-10份、阻燃剂5-10份、稳定剂5-10份。
优选地，所述的阻燃剂选自磷酸三苯酯、聚磷酸胺、硼酸锌和十溴二苯醚中的一种或几种。
优选地，所述的稳定剂选自硬脂酸钠、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸铝中的一种或几种。
优选地，所述的石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉和硫酸钡的粒径均为1-10μm。
所述高性能阻燃的绝缘塑胶材料的制备方法包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯混合，加入20%的乙醇溶液，在8000r/m的状态下搅拌15-30分钟，得混合液A；
（3）将石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡混合，加入0.9%的醋酸溶液，调节pH至6.5，在8000r/m的状态下搅拌15-30分钟，得混合液B；
（4）将混合液A与混合液B混合，加热至80-100℃，加入环氧硅烷、阻燃剂和稳定剂，500-1000r/m的状态下搅拌45-60分钟，得到混合液C；
（5）将混合液C加热至150-200℃，然后加入三氯磷酸钠，保温加热60分钟，再加入到超声粉碎机中，超声30-60分钟，超声功率为250W；
（6）将经超声处理的混合液注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为300-500r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的高性能阻燃的绝缘塑胶材料以聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯、石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡、三氯磷酸钠和环氧硅烷为主要成分，通过加入阻燃剂和稳定剂，辅以改性、搅拌、加热、超声、挤出、拉升、塑型、冷却和定型等工艺，使得制备而成的塑胶材料具有良好的阻燃和绝缘性能。
（2）本发明的塑胶材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取各原料：聚苯硫醚10份、聚对苯二甲酸丁二醇酯5份、醋酸纤维10份、聚乳酸10份、聚碳酸酯10份、玻璃纤维5份、聚四氟乙烯5份、石墨5份、陶瓷粉5份、氧化镁5份、氧化铝5份、氮化硼5份、滑石粉5份、硫酸钡2份、三氯磷酸钠5份、环氧硅烷5份、磷酸三苯酯5份、硬脂酸钠5份；
（2）将聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯混合，加入20%的乙醇溶液，在8000r/m的状态下搅拌15分钟，得混合液A；
（3）将石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡混合，加入0.9%的醋酸溶液，调节pH至6.5，在8000r/m的状态下搅拌15分钟，得混合液B；
（4）将混合液A与混合液B混合，加热至80℃，加入环氧硅烷、磷酸三苯酯和硬脂酸钠，500r/m的状态下搅拌45分钟，得到混合液C；
（5）将混合液C加热至150℃，然后加入三氯磷酸钠，保温加热60分钟，再加入到超声粉碎机中，超声30分钟，超声功率为250W；
（6）将经超声处理的混合液注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为300r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。
制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取各原料：聚苯硫醚12份、聚对苯二甲酸丁二醇酯6份、醋酸纤维12份、聚乳酸12份、聚碳酸酯12份、玻璃纤维6份、聚四氟乙烯6份、石墨6份、陶瓷粉6份、氧化镁6份、氧化铝6份、氮化硼6份、滑石粉6份、硫酸钡3份、三氯磷酸钠6份、环氧硅烷6份、聚磷酸胺6份、硬脂酸锌6份；
（2）将聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯混合，加入20%的乙醇溶液，在8000r/m的状态下搅拌20分钟，得混合液A；
（3）将石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡混合，加入0.9%的醋酸溶液，调节pH至6.5，在8000r/m的状态下搅拌20分钟，得混合液B；
（4）将混合液A与混合液B混合，加热至85℃，加入环氧硅烷、聚磷酸胺和硬脂酸锌，600r/m的状态下搅拌50分钟，得到混合液C；
（5）将混合液C加热至160℃，然后加入三氯磷酸钠，保温加热60分钟，再加入到超声粉碎机中，超声35分钟，超声功率为250W；
（6）将经超声处理的混合液注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为350r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。
制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取各原料：聚苯硫醚15份、聚对苯二甲酸丁二醇酯12份、醋酸纤维20份、聚乳酸13份、聚碳酸酯13份、玻璃纤维15份、聚四氟乙烯7份、石墨8份、陶瓷粉8份、氧化镁8份、氧化铝7份、氮化硼8份、滑石粉8份、硫酸钡3份、三氯磷酸钠8份、环氧硅烷8份、硼酸锌8份、硬脂酸镁8份；
（2）将聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯混合，加入20%的乙醇溶液，在8000r/m的状态下搅拌25分钟，得混合液A；
（3）将石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡混合，加入0.9%的醋酸溶液，调节pH至6.5，在8000r/m的状态下搅拌25分钟，得混合液B；
（4）将混合液A和混合液B混合，加热至95℃，加入环氧硅烷、硼酸锌和硬脂酸镁，800r/m的状态下搅拌55分钟，得混合液C；
（5）将混合液C加热至190℃，然后加入三氯磷酸钠，保温加热60分钟，再加入到超声粉碎机中，超声55分钟，超声功率为250W；
（6）将经超声处理的混合液注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为450r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。
制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取各原料：聚苯硫醚20份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、醋酸纤维35份、聚乳酸15份、聚碳酸酯25份、玻璃纤维20份、聚四氟乙烯10份、石墨10份、陶瓷粉10份、氧化镁10份、氧化铝10份、氮化硼10份、滑石粉15份、硫酸钡5份、三氯磷酸钠10份、环氧硅烷10份、十溴二苯醚10份、硬脂酸铝10份；
（2）将聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯混合，加入20%的乙醇溶液，在8000r/m的状态下搅拌30分钟，得混合液A；
（3）将石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡混合，加入0.9%的醋酸溶液，调节pH至6.5，在8000r/m的状态下搅拌30分钟，得混合液B；
（4）将混合液A和混合液B混合，加热至100℃，加入环氧硅烷、十溴二苯醚和硬脂酸铝，1000r/m的状态下搅拌60分钟，得混合液C；
（5）将混合液C加热至200℃，然后加入三氯磷酸钠，保温加热60分钟，再加入到超声粉碎机中，超声60分钟，超声功率为250W；
（6）将经超声处理的混合液注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为500r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。
制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取各原料：醋酸纤维12份、聚乳酸12份、聚碳酸酯12份、玻璃纤维6份、聚四氟乙烯6份、氧化镁6份、氧化铝6份、氮化硼6份、滑石粉6份、硫酸钡3份、三氯磷酸钠6份、环氧硅烷6份、聚磷酸胺6份、硬脂酸锌6份；
（2）将醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯混合，加入20%的乙醇溶液，在8000r/m的状态下搅拌20分钟，得混合液A；
（3）将氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡混合，加入0.9%的醋酸溶液，调节pH至6.5，在8000r/m的状态下搅拌20分钟，得混合液B；
（4）将混合液A与混合液B混合，加热至85℃，加入环氧硅烷、聚磷酸胺和硬脂酸锌，600r/m的状态下搅拌50分钟，得混合液C；
（5）将混合液C加热至160℃，然后加入三氯磷酸钠，保温加热60分钟，再加入到超声粉碎机中，超声35分钟，超声功率为250W；
（6）将经超声处理的混合液注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为350r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。
制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取各原料：聚苯硫醚20份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、醋酸纤维35份、聚乳酸15份、聚四氟乙烯10份、石墨10份、陶瓷粉10份、氧化镁10份、滑石粉15份、硫酸钡5份、三氯磷酸钠10份、环氧硅烷10份、十溴二苯醚10份、硬脂酸铝10份；
（2）将聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚四氟乙烯混合，加入20%的乙醇溶液，在8000r/m的状态下搅拌30分钟，得混合液A；
（3）将石墨、陶瓷粉、氧化镁、滑石粉、硫酸钡混合，加入0.9%的醋酸溶液，调节pH至6.5，在8000r/m的状态下搅拌30分钟，得混合液B；
（4）将混合液A和混合液B混合，加热至100℃，加入环氧硅烷、十溴二苯醚和硬脂酸铝，1000r/m的状态下搅拌60分钟，得混合液C；
（5）将混合液C加热至200℃，然后加入三氯磷酸钠，保温加热60分钟，再加入到超声粉碎机中，超声60分钟，超声功率为250W；
（6）将经超声处理的混合液注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为500r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。
制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的塑胶材料分别测试其拉伸强度、弯曲强度、阻燃性能和表面电阻率。
表1
　 拉伸强度Mpa 弯曲强度Mpa 阻燃UL94 表面电阻率Ω.cm
实施例1 59.4 92.5 V0 >1013
实施例2 60.2 97.3 V0 >1013
实施例3 58.4 95.4 V0 >1013
实施例4 61.5 96.7 V0 >1013
对比例1 21.3 45.1 V1 >1010
对比例2 19.5 40.6 V1 >1010
本发明的高性能阻燃的绝缘塑胶材料以聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯、石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡、三氯磷酸钠和环氧硅烷为主要成分，通过加入阻燃剂和稳定剂，辅以改性、搅拌、加热、超声、挤出、拉升、塑型、冷却和定型等工艺，使得制备而成的塑胶材料具有良好的阻燃和绝缘性能。本发明的塑胶材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种高性能阻燃的绝缘塑胶材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚苯硫醚10-20份、聚对苯二甲酸丁二醇酯5-15份、醋酸纤维10-35份、聚乳酸10-15份、聚碳酸酯10-25份、玻璃纤维5-20份、聚四氟乙烯5-10份、石墨5-10份、陶瓷粉5-10份、氧化镁5-10份、氧化铝5-10份、氮化硼5-10份、滑石粉5-15份、硫酸钡2-5份、三氯磷酸钠5-10份、环氧硅烷5-10份、阻燃剂5-10份、稳定剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的高性能阻燃的绝缘塑胶材料，其特征在于：所述的阻燃剂选自磷酸三苯酯、聚磷酸胺、硼酸锌和十溴二苯醚中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高性能阻燃的绝缘塑胶材料，其特征在于：所述的稳定剂选自硬脂酸钠、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸铝中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高性能阻燃的绝缘塑胶材料，其特征在于：所述的石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉和硫酸钡的粒径均为1-10μm。
5.根据权利要求1～4任一所述的高性能阻燃的绝缘塑胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、醋酸纤维、聚乳酸、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚四氟乙烯混合，加入20%的乙醇溶液，在8000r/m的状态下搅拌15-30分钟，得混合液A；
（3）将石墨、陶瓷粉、氧化镁、氧化铝、氮化硼、滑石粉、硫酸钡混合，加入0.9%的醋酸溶液，调节pH至6.5，在8000r/m的状态下搅拌15-30分钟，得混合液B；
（4）将混合液A与混合液B混合，加热至80-100℃，加入环氧硅烷、阻燃剂和稳定剂，500-1000r/m的状态下搅拌45-60分钟，得到混合液C；
（5）将混合液C加热至150-200℃，然后加入三氯磷酸钠，保温加热60分钟，再加入到超声粉碎机中，超声30-60分钟，超声功率为250W；
（6）将经超声处理的混合液注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为300-500r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。
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