CN106279775A

CN106279775A - 难燃性赛璐珞原料、板材棒材及其工业产品的制备方法

Info

Publication number: CN106279775A
Application number: CN201510252780.3A
Authority: CN
Inventors: 刘新智
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明公开了一种难燃性赛璐珞原料、板材、棒材及其工业产品的制备方法，难燃性赛璐珞用硝化棉的有效物质成分为：赛璐珞级硝化棉50％～75％、阻燃剂20％～40％、助剂0～15％；将阻燃剂加入有机混合溶剂中，搅拌直至阻燃剂溶解；再加入硝化棉和助剂后进行捏合，制备得到难燃性赛璐珞的塑化料团；将塑化料团经螺旋造粒机加工处理，得到难燃性赛璐珞的料粒，并通过成型工艺制备得到板材棒材及其工业产品。本发明同时还提供了一种配方科学、制备方便、可在不改变现有制品生产设备及工艺生产线的原则下仅对配方做出调整就能获得难燃或即使着火也具有自熄性能的难燃性赛璐珞制造方法。

Description

难燃性赛璐珞原料、板材棒材及其工业产品的制备方法

技术领域

本发明内容属于化工塑料制剂产品技术领域，涉及一种难燃且着火后具有自熄性能的赛璐珞制品及其制造方法。

背景技术

赛璐珞制品作为早期的“塑料之王”，尤其为人类承救大象寻找象牙代用品做过历史贡献；然而随着科技进步，自上世纪60年代以来当许多其它的新型塑料相继问世后，由于赛璐珞的极易燃焼隐患，它的使用范围就渐渐小了。但与其它塑料相比,赛璐珞仍具有诸多无法比拟的优点，如富于弹性、强度好、硬度高、透明度佳以及工业上易制成各种色彩斑斓、五光十色的纽扣、发夹、眼镜框架、风琴、钢琴、敲打乐器等的装饰材料；特别是用它作成的乒乓球强度大、弹跳高、一只球可打多场比赛，所以120年来它成为乒乓球材的不二选择。我国是世界上最大赛璐珞生产基地，有大小企业(含赛璐珞膜)数十家，总产量约4千吨。因安全上迫使其必需与时俱进，国际乒联对乒乓球(不可上飞机、运输要用冷冻柜)用赛璐珞易燃材料设定了限期(2015年底)停用的限令，基于此研究赛璐珞制品及其乒乓球材料的阻燃问题势在必行，也说明本发明除在工艺技术方面具有重要的科研价值外，更具有被认为要“黯然出局”的百年赛璐珞行业因本创新技术而重回振兴，势必引发大的社会效益、经济效益及国际影响力。

本发明申请人曾在申请号为201310478885.1的中国专利申请文本中披露了一种难燃性赛璐珞用硝化棉。这种难燃性赛璐珞用硝化棉由赛璐珞级硝化棉和阻燃剂按60％～80％∶20％～40％的重量比组成，该硝化棉制品虽然具有阻燃性，但加工过程采用环己酮作溶剂，除气味操作者难以接受外，后工序不易干燥；且单纯采用该硝化棉制品在实际应用中仍存在制品可塑性差，倘若用较多樟脑增塑又会影响阻燃性。

发明内容

本发明的目的在于对现有技术方面存在的问题加以解决，提供一种配方科学、制备方便、可在不改变现有制品生产设备及工艺生产线的原则下仅对配方做出调整就能获得难燃或即使着火也具有自熄性能的难燃性赛璐珞制造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种难燃性赛璐珞原料的制备方法，所述的难燃性赛璐珞原料由下述重量比的物质组成：

赛璐珞级硝化棉 50％～75％，

阻燃剂 22％～40％，

助剂 0～15％，

其中，所述的赛璐珞级硝化棉采用硝化度为172.8～179.2ml/g的硝化棉，所述的阻燃剂结构式如下：

式中R为烷基或苯基,其可为伯、仲、叔基，碳数为2～6，X为卤素,其可为氯、溴，其数量n为1～3；磷酸根可为单根，也可为2～3的聚磷酸根；

制备所述难燃性赛璐珞原料的步骤为：

将阻燃剂加入由酮类和/或酯类和/或醇类溶剂构成的有机混合溶剂中，在30～65℃温度下搅拌,有机溶剂的投入量为硝化棉干量的0.7～1.5倍，搅拌20～50分钟,直至阻燃剂溶解；再加入硝化棉和助剂后进行捏合、控制塑化温度60～75℃，塑化时间50～85分钟,制备得到难燃性赛璐珞的塑化料团；将塑化料团经螺旋造粒机加工处理，得到难燃性赛璐珞的料粒。

上述难燃性赛璐珞原料的制备方法中，阻燃剂为三卤乙基磷酸酯、三(2,3二卤丙基)磷酸酯、三(三卤苯基)磷酸酯、三(二卤苯基)磷酸酯或上述磷酸酯的组合。

上述难燃性赛璐珞原料的制备方法中，阻燃剂为三卤乙基聚磷酸酯、三(2,3二卤丙基)聚磷酸酯、三(三卤苯基)聚磷酸酯、三(二卤苯基)聚磷酸酯或上述聚磷酸酯的组合。

上述难燃性赛璐珞原料的制备方法中，其它助剂为：Sb₂O₃、二氧化钛、增白剂、黄变抑制剂、珠光剂、染料或柔软剂。

上述难燃性赛璐珞原料的制备方法中，有机混合溶剂为丙酮和/或醋酸丁酯和/或醋酸乙酯和/或乙醇。

一种制备难燃性赛璐珞板材棒材的方法，其特征在于：将难燃性赛璐珞的塑化团料压滤后，在60～75℃温度范围内内，用炼胶机压炼成厚度为10～30mm的均匀胶料，再经20MPa、75～95℃、4小时热压、停放48小时以上，经刨片、烘干,使得制品中水和溶剂总含量小于1.5％，再经压平上光后，制得难燃性赛璐珞板材、棒材。

一种难燃性赛璐珞工业产品的制备方法，将难燃性赛璐珞的料粒经压力机工艺加工后制备得到难燃性赛璐珞工业产品。

本发明具有有益技术效果如下：

一、本发明颠覆了传统的樟脑为赛璐珞主增塑剂百年不变的工艺，即弃用樟脑，采用阻燃剂替换它，除能达到现有赛璐珞制品各种机械性能外，更重要的改变了现有赛璐珞易燃的致命缺陷，从而使制品获得安全、防霉、避鼠和抗静电等多重功效。

二、本发明制备的难燃性赛璐珞硝化棉料粒难点燃，即使点着，一旦火源离开，火焰也会自行熄灭；制备的板材和棒材经激光刻字机刻字、激光工艺雕刻均不会着火；人工用小火点燃，难点燃，即使点着，燃速慢燃势弱，一旦火源离开，板材上的火焰也能自然熄灭；且该材料机械强度、最大断裂伸長率、弹性与现工业赛璐珞无差异。

三、本发明在制备不透明赛璐珞用硝化棉或赛璐珞板材时，添加适量的无机助剂如Sb₂O₃(锑白)、二氧化钛、增白剂、黄变抑制剂、珠光剂、染料、柔软剂等复配助剂，因助剂大都不能溶于溶剂，故在捏合时加入，可按用户要求制出各型产品。

四、申请号为201310478885.1的专利文本所披露的技术为实验室成果，其主要目的在于制阻燃级硝化棉，对赛璐珞最终制品也是注重在于阻燃性。而本发明则注重在于实现工业化规模生产，它采用具有多重功能的(阻燃、增塑、耐光、耐洗、抗静电、相溶性好等)阻燃制剂，完全克服了申请号为201310478885.1专利文本中存在问题或缺陷，从而使本发明更具有工业推广价值。

具体实施方式

以下将结合几个具体实施例对本发明内容做进一步说明。

实施例一

取2.8g三(2,3-二氯丙基)磷酸酯放入容器中，加酒精10ml，搅拌使三(2,3-二氯丙基)磷酸酯均匀溶解后，再将9g(含水酒28％)赛璐珞级硝化棉加入，人工捏合，使其充分塑化，晾干后即得难燃性赛璐珞用硝化棉。24小时后用火柴燃点该散絮状硝化棉，很难点燃，即使点着，一旦火源离开，硝化棉上的火焰也会很快熄灭。

实施例二

取450g三(2,3-二氯丙基)磷酸酯、180g氯代烷基多聚磷酸酯加入揑合机中，常温下加丙酮300g，醋酸乙酯400g，搅拌25～40分钟使混合物料溶解后，再加入1500g(含酒水为28～30％，下同)赛璐珞级硝化棉、25g锑白粉以及约占制品总重量千分之二的增白剂等助剂，开动捏合机，塑化温度控制在65～70℃经75分钟塑化后，制得难燃性赛璐珞用硝化棉；将上述制得的刚出锅的难燃性赛璐珞料团经压滤后，在60～75℃温度范围内，用炼胶机压炼成厚度为10～30mm的均匀胶料，再经20MPa，75～95℃，4小时热压、停放48小时以上，经刨片、烘干、放热放冷压平上光等工序后，即制得难燃性赛璐珞白色板或片材。该材料经激光刻字机刻字、激光工艺雕刻均不会着火；人工用小火点燃，难点燃，即使点着，燃速慢燃势弱，一旦火源离开，板材上的火焰也能自然熄灭。该材料刨片厚度0.6mm经强度测试，最大强度为：47.294MPa，断裂伸长率：33.250％。

实施例三

向带夹套的捏合机中加入450g三(2,3-二溴苯基)磷酸酯、80g氯代烷基多聚磷酸酯、接着加入醋酸乙酯200g，醋酸丁酯400g，乙醇200g，在40～60℃温度下搅拌使物料溶解后，加入1500g赛璐珞级硝化棉及占制品总重量千分之三的珠光剂、染料等助剂，然后在工艺温度65～70℃条件下继续搅拌捏合约85分钟，制得难燃性赛璐珞用硝化棉，塑化料团经压滤后，在60～75℃温度范围内，用炼胶机压炼成厚度为10～30mm的胶料，再经20MPa，75～95℃，4小时热压、停放48小时以上，经刨片、烘干、放热放冷压平上光等工序后，即制得难燃性赛璐珞透明或半透明板或片材，该材料经激光刻字机刻字、激光工艺雕刻加工均不会着火；人工用小火点燃，难点燃，即使点着，燃速慢火势弱，一旦火源离开，板材上的火焰也能自然熄灭。该材料刨片厚度0.52mm经强度测试，最大强度为：68.944MPa，断裂伸长率：28.000％。

实施例四

向带夹套的捏合机中加入430g三(2,3-二溴苯基)磷酸酯、50g氯代烷基多聚磷酸酯、26.5g三氧化二锑，接着加入醋酸丁酯400、醋酸乙酯g300g、酒精200g，在50～60℃条件下搅拌使物料溶解后，加入1500g赛璐珞级硝化棉、黄变抑制剂5.5g及所需色染料、柔软剂等，然后在工艺温度65～70℃条件下继续搅拌捏合约80分钟，塑化料团经压滤后，在60～75℃温度范围内，用炼胶机压炼成厚度为10～30mm的胶料，再经20MPa,75～95℃，4小时热压、停放48小时以上，经刨片、烘干、放热放冷压平上光等工序后，即制得难燃性赛璐珞各色透明板或片材，该材料经激光刻字机刻字抑制激光工艺雕刻加工均不会着火；人工用小火点燃，难点燃，即使点着，燃速慢燃势弱，一旦火源离开，板材上的火焰也能自然熄灭。该材料刨片厚度0.54mm,经强度测试，最大强度为：55.486MPa，断裂伸长率：23.375％。

实施例五

向带夹套的捏合机中加入43kg三(2,3-二溴苯基)磷酸酯、5kg氯代烷基多聚磷酸酯、2.7kg三氧化二锑，接着加入醋酸丁酯40kg、醋酸乙酯30kg、酒精20kg，在50～60℃条件下搅拌使物料溶解后，加入150kg赛璐珞级硝化棉、黄变抑制剂0.55g并依据客户不同要求适量添加或不加增白剂、染料等助剂，然后在工艺温度65～70℃条件下继续搅拌捏合约约80分钟，塑化料团经检验合格后由螺旋压伸机喂料口加入，即可按设置的工艺参数和模具制出赛璐珞用硝基(可为疏松片、色粒、透明粒)料粒，作为赛璐珞后加工原料。

Claims

1.一种难燃性赛璐珞原料的制备方法，其特征在于：所述的难燃性赛璐珞原料由下述重量百分比的物质组成：

赛璐珞级硝化棉 50％～75％，

阻燃剂 22％～40％，

助剂 0～15％，

制备所述难燃性赛璐珞原料的步骤为：

2.根据权利要求1所述的难燃性赛璐珞原料的制备方法，其特征在于：所述的阻燃剂为三卤乙基磷酸酯、三(2,3二卤丙基)磷酸酯、三(三卤苯基)磷酸酯、三(二卤苯基)磷酸酯或上述磷酸酯的组合。

3.根据权利要求1所述的难燃性赛璐珞原料的制备方法，其特征在于：所述的阻燃剂为三卤乙基聚磷酸酯、三(2,3二卤丙基)聚磷酸酯、三(三卤苯基)聚磷酸酯、三(二卤苯基)聚磷酸酯或上述聚磷酸酯的组合。

4.根据权利要求1所述的难燃性赛璐珞原料的制备方法，其特征在于：所述的助剂为Sb₂O₃、二氧化钛、增白剂、黄变抑制剂、珠光剂、染料或柔软剂。

5.根据权利要求1所述的难燃性赛璐珞原料的制备方法，其特征在于：所述的有机混合溶剂为丙酮和/或醋酸丁酯和/或醋酸乙酯和/或乙醇。

6.一种利用权利要求1所述的难燃性赛璐珞原料制备难燃性赛璐珞板材棒材的方法，其特征在于：将权利要求1所述的难燃性赛璐珞的塑化团料压滤后，在60～75℃温度范围内内，用炼胶机压炼成厚度为10～30mm的均匀胶料，再经20MPa、75～95℃、4小时热压、停放48小时以上，经刨片、烘干,使得制品中水和溶剂总含量小于1.5％，再经压平上光后，制得难燃性赛璐珞板材、棒材。

7.一种利用权利要求1所述的难燃性赛璐珞原料制备难燃性赛璐珞工业产品的方法，其特征在于：将权利要求1所述的难燃性赛璐珞的料粒经压力机工艺加工后制备得到难燃性赛璐珞工业产品。