CN107841117A - 一种阻燃环保塑胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃环保塑胶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种阻燃环保塑胶材料及其制备方法，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：10‑15份纳米二氧化硅、3‑7份聚磷酸铵粉末、1‑5份次磷酸铝、4‑9份聚乳酸、10‑15份三氧化二锑、2‑5份2,3‑二氯丙基酯、3‑7份水合氧化铝、6‑10份溴‑氯烷基磷酸双酯、1‑4份三元乙丙橡胶、0.5‑2份分散润滑剂；本发明所提供的阻燃环保塑胶材料能够明有效弥补现有技术所提供的塑胶材料存在的阻燃性能差，组成原料间协同作用差的缺陷。

Description

一种阻燃环保塑胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种阻燃环保塑胶材料及其制备方法。
背景技术
阻燃材料是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料，广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域。塑胶，主要由碳、氧、氢和氮及其他有机或无机元素所构成，成品为固体，在制造过程中是熔融状的液体，因此可以籍加热使其熔化、加压力使其流动、冷却使其固化，而形成各种形状，此庞大而变化多端的材料族群称为塑胶。现有的塑胶材料大多存在阻燃性能差，组成原料间协同作用差的缺陷。
目前中国专利CN106189206A公开了一种阻燃塑胶材料，以重量份为单位，包括以下原料：尼龙55-115份、顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚物46-74份、2-羟基-4-辛氧基二苯丙酮40-62份、乙烯基双硬脂酰胺18-42份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15-30份、聚醚多元醇12-25份、溴化石蜡10-20份、橄榄油10-15份、AR玻璃纤维8-14份、羧甲基纤维素6-12份、填充剂15-25份、加成剂8-12份、阻燃剂4-6份、消烟剂3-5份、紫外线吸收剂1-3份、增粘剂1-3份、柔软剂1-2份。本发明的阻燃塑胶材料阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，是一种性能优的阻燃塑胶材料，制备成本低，可推广应用，有显著的经济和社会效益。
但现有技术所提供的塑胶材料还存在阻燃性能差，组成原料间协同作用差的缺陷。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种阻燃环保塑胶材料及其制备方法。本发明提供的技术方案能够在一定程度上弥补现有技术所提供的塑胶材料存在的阻燃性能差，组成原料间协同作用差的缺陷。
为了实现上述的目的，通过以下技术方案予以实现：
一种阻燃环保塑胶材料，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：10-15份纳米二氧化硅、3-7份聚磷酸铵粉末、1-5份次磷酸铝、4-9份聚乳酸、10-15份三氧化二锑、2-5份2,3-二氯丙基酯、3-7份水合氧化铝、6-10份溴-氯烷基磷酸双酯、1-4份三元乙丙橡胶、0.5-2份分散润滑剂。
优选的，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：11-14份纳米二氧化硅、4-6份聚磷酸铵粉末、2-4份次磷酸铝、5-8份聚乳酸、11-14份三氧化二锑、3-4份2,3-二氯丙基酯、4-6份水合氧化铝、7-9份溴-氯烷基磷酸双酯、2-3份三元乙丙橡胶、0.6-1份分散润滑剂。
优选的，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：12份纳米二氧化硅、5份聚磷酸铵粉末、3份次磷酸铝、6份聚乳酸、12份三氧化二锑、3份2,3-二氯丙基酯、5份水合氧化铝、8份溴-氯烷基磷酸双酯、2份三元乙丙橡胶、0.8份分散润滑剂。
优选的，该塑胶材料的制备方法包括如下几个步骤：
(1)将聚乳酸、次磷酸铝、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅混合，用高速球磨机碾磨30-40min，至粒径为5-10um，再将混合物加入到一定温度的密炼机中密炼15min，密炼完毕后取出复合材料，备用；
(2)将三氧化二锑、2,3-二氯丙基酯、水合氧化铝、溴-氯烷基磷酸双酯加入热炼机中混炼30min后，置于平板硫化机上热压3min后继续冷压10min出片，冷却后用高速球磨机碾磨一段时间，至粒径为5-10um，备用；
(3)将步骤(1)、(2)所得产物和剩余物料进行混合，然后在平行异向双螺杆挤出造粒机中进行造粒，得阻燃环保塑胶材料。
优选的，步骤(1)中密炼机内温度为180℃。
优选的，步骤(2)中碾磨时间为30-40min。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果如下：纳米二氧化硅可以作为聚磷酸铵的阻燃协效剂，对阻燃体系起到特殊的催化作用，提高体系的阻燃性能；次磷酸铝单独使用时，阻燃效果有限，与聚乳酸、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅协同作用后，随着温度的增加，次磷酸铝会逐渐发生熔融和重结晶反应，次磷酸铝受热氧化和熔化后促进了与纳米二氧化硅之间的充分接触，有利于提高炭层的致密性，次磷酸铝在高温的重新结晶能够将炭层固化，有利于提高炭层的力学强度，从而提高了复合阻燃剂的阻燃性能和综合力学性能；三氧化二锑、2,3-二氯丙基酯、水合氧化铝、溴-氯烷基磷酸双酯复合，一方面有覆盖作用，另一方面受热氧化和熔化后促进了与三氧化二锑之间的充分接触，有利于提高炭层的致密性，形成的炭层具有绝热、隔热作用，从而起到协同阻燃效果；此外，本发明所用原料易得，绿色环保，所得阻燃塑胶阻燃性能优异，值得推广。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种阻燃环保塑胶材料，其特征在于，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：10份纳米二氧化硅、7份聚磷酸铵粉末、5份次磷酸铝、4份聚乳酸、15份三氧化二锑、5份2,3-二氯丙基酯、3份水合氧化铝、10份溴-氯烷基磷酸双酯、4份三元乙丙橡胶、2份分散润滑剂。
该塑胶材料的制备方法包括如下几个步骤：
(1)将聚乳酸、次磷酸铝、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅混合，用高速球磨机碾磨40min，至粒径为5um，再将混合物加入到180℃的密炼机中密炼15min，密炼完毕后取出复合材料，备用；
(2)将三氧化二锑、2,3-二氯丙基酯、水合氧化铝、溴-氯烷基磷酸双酯加入热炼机中混炼30min后，置于平板硫化机上热压3min后继续冷压10min出片，冷却后用高速球磨机碾磨40min，至粒径为5um，备用；
(3)将步骤(1)、(2)所得产物和剩余物料进行混合，然后在平行异向双螺杆挤出造粒机中进行造粒，得阻燃环保塑胶材料。
实施例2：
一种阻燃环保塑胶材料，其特征在于，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：15份纳米二氧化硅、3份聚磷酸铵粉末、1份次磷酸铝、9份聚乳酸、10份三氧化二锑、2份2,3-二氯丙基酯、7份水合氧化铝、6份溴-氯烷基磷酸双酯、1份三元乙丙橡胶、0.5份分散润滑剂。
该塑胶材料的制备方法包括如下几个步骤：
(1)将聚乳酸、次磷酸铝、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅混合，用高速球磨机碾磨30min，至粒径为10um，再将混合物加入到180℃的密炼机中密炼15min，密炼完毕后取出复合材料，备用；
(2)将三氧化二锑、2,3-二氯丙基酯、水合氧化铝、溴-氯烷基磷酸双酯加入热炼机中混炼30min后，置于平板硫化机上热压3min后继续冷压10min出片，冷却后用高速球磨机碾磨30min，至粒径为10um，备用；
(3)将步骤(1)、(2)所得产物和剩余物料进行混合，然后在平行异向双螺杆挤出造粒机中进行造粒，得阻燃环保塑胶材料。
实施例3：
一种阻燃环保塑胶材料，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：14份纳米二氧化硅、4份聚磷酸铵粉末、4份次磷酸铝、5份聚乳酸、14份三氧化二锑、4份2,3-二氯丙基酯、4份水合氧化铝、7份溴-氯烷基磷酸双酯、2份三元乙丙橡胶、0.6份分散润滑剂。
该塑胶材料的制备方法包括如下几个步骤：
(1)将聚乳酸、次磷酸铝、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅混合，用高速球磨机碾磨35min，至粒径为6um，再将混合物加入到180℃的密炼机中密炼15min，密炼完毕后取出复合材料，备用；
(2)将三氧化二锑、2,3-二氯丙基酯、水合氧化铝、溴-氯烷基磷酸双酯加入热炼机中混炼30min后，置于平板硫化机上热压3min后继续冷压10min出片，冷却后用高速球磨机碾磨35min，至粒径为6um，备用；
(3)将步骤(1)、(2)所得产物和剩余物料进行混合，然后在平行异向双螺杆挤出造粒机中进行造粒，得阻燃环保塑胶材料。
实施例4：
一种阻燃环保塑胶材料，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：11份纳米二氧化硅、6份聚磷酸铵粉末、2份次磷酸铝、8份聚乳酸、11份三氧化二锑、3份2,3-二氯丙基酯、6份水合氧化铝、9份溴-氯烷基磷酸双酯、3份三元乙丙橡胶、0.6份分散润滑剂。
该塑胶材料的制备方法包括如下几个步骤：
(1)将聚乳酸、次磷酸铝、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅混合，用高速球磨机碾磨30min，至粒径为10um，再将混合物加入到180℃的密炼机中密炼15min，密炼完毕后取出复合材料，备用；
(2)将三氧化二锑、2,3-二氯丙基酯、水合氧化铝、溴-氯烷基磷酸双酯加入热炼机中混炼30min后，置于平板硫化机上热压3min后继续冷压10min出片，冷却后用高速球磨机碾磨40min，至粒径为5um，备用；
(3)将步骤(1)、(2)所得产物和剩余物料进行混合，然后在平行异向双螺杆挤出造粒机中进行造粒，得阻燃环保塑胶材料。
实施例5：
一种阻燃环保塑胶材料，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：12份纳米二氧化硅、5份聚磷酸铵粉末、3份次磷酸铝、6份聚乳酸、12份三氧化二锑、3份2,3-二氯丙基酯、5份水合氧化铝、8份溴-氯烷基磷酸双酯、2份三元乙丙橡胶、0.8份分散润滑剂。
该塑胶材料的制备方法包括如下几个步骤：
(1)将聚乳酸、次磷酸铝、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅混合，用高速球磨机碾磨40min，至粒径为5um，再将混合物加入到180℃的密炼机中密炼15min，密炼完毕后取出复合材料，备用；
(2)将三氧化二锑、2,3-二氯丙基酯、水合氧化铝、溴-氯烷基磷酸双酯加入热炼机中混炼30min后，置于平板硫化机上热压3min后继续冷压10min出片，冷却后用高速球磨机碾磨30min，至粒径为10um，备用；
(3)将步骤(1)、(2)所得产物和剩余物料进行混合，然后在平行异向双螺杆挤出造粒机中进行造粒，得阻燃环保塑胶材料。
将次磷酸铝、聚乳酸、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅做阻燃性能测试，测试结果如下：
将本发明中所提供的阻燃环保塑胶材料与现有环保塑胶材料做对比性能测试，测试结果如下：
以上实施例仅用以说明本发明型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种阻燃环保塑胶材料，其特征在于，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：10-15份纳米二氧化硅、3-7份聚磷酸铵粉末、1-5份次磷酸铝、4-9份聚乳酸、10-15份三氧化二锑、2-5份2,3-二氯丙基酯、3-7份水合氧化铝、6-10份溴-氯烷基磷酸双酯、1-4份三元乙丙橡胶、0.5-2份分散润滑剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃环保塑胶材料，其特征在于，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：11-14份纳米二氧化硅、4-6份聚磷酸铵粉末、2-4份次磷酸铝、5-8份聚乳酸、11-14份三氧化二锑、3-4份2,3-二氯丙基酯、4-6份水合氧化铝、7-9份溴-氯烷基磷酸双酯、2-3份三元乙丙橡胶、0.6-1份分散润滑剂。
3.根据权利要求1所述的阻燃环保塑胶材料，其特征在于，该塑胶材料由如下重量份数原料组成：12份纳米二氧化硅、5份聚磷酸铵粉末、3份次磷酸铝、6份聚乳酸、12份三氧化二锑、3份2,3-二氯丙基酯、5份水合氧化铝、8份溴-氯烷基磷酸双酯、2份三元乙丙橡胶、0.8份分散润滑剂。
4.根据权利要求1所述的阻燃环保塑胶材料，其特征在于，该塑胶材料的制备方法包括如下几个步骤：
(1)将聚乳酸、次磷酸铝、三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅混合，用高速球磨机碾磨30-40min，至粒径为5-10um，再将混合物加入到一定温度的密炼机中密炼15min，密炼完毕后取出复合材料，备用；
(2)将三氧化二锑、2,3-二氯丙基酯、水合氧化铝、溴-氯烷基磷酸双酯加入热炼机中混炼30min后，置于平板硫化机上热压3min后继续冷压10min出片，冷却后用高速球磨机碾磨一段时间，至粒径为5-10um，备用；
(3)将步骤(1)、(2)所得产物和剩余物料进行混合，然后在平行异向双螺杆挤出造粒机中进行造粒，得阻燃环保塑胶材料。
5.根据权利要求4所述的阻燃环保塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中密炼机内温度为180℃。
6.根据权利要求4所述的阻燃环保塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中碾磨时间为30-40min。
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