CN108359178B - 阻燃中空板用组合物及制备方法、阻燃中空板及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子阻燃材料技术领域，具体涉及一种阻燃中空板用组合物及制备方法、阻燃中空板及其应用，所述阻燃中空板用组合物，其特征在于，包括以下重量份数的组分：聚丙烯粒子88‑94份、填料5‑10份、阻燃剂0.8‑1.5份、分散剂0.3‑1.1份、抗氧化剂0.05‑0.11份；本发明还提供一种阻燃中空板用组合物的制备方法、阻燃中空板及其应用，所述阻燃中空板的阻燃效果好、抗氧化能力好、绝缘性佳、且对环境无污染，同时，采用本发明的阻燃中空板用组合物及阻燃中空板制备方法制得的阻燃中空板,能达到UL94 V2级别，且不影响中空板的绝缘性能，可以应用于静电集尘装置中。
Description
技术领域
本发明涉及高分子阻燃材料技术领域，具体涉及一种阻燃中空板用组合物及制备方法、阻燃中空板及其应用。
背景技术
塑料中板(也叫中空隔子板、万通板、双壁板、瓦楞板)采用现代化工HDPE和HDPP材料，是一种重量轻(空心结构)、无毒、无污染、防水、防震、抗老化、耐腐蚀、颜色丰富的新型材料，相比于纸板结构产品，中空板具有防潮、抗腐蚀、更轻便等优势来代替纸板。相比于注塑产品，中空板具有防震、可灵活设计结构，不需开注塑模具等优势。中空板作为一种环保型塑料板材，广泛适用于建筑行业，广告行业，农业，室内养殖业及包装行业等相关领域。
静电除尘是气体除尘方法的一种，具有除尘效率高，可以净化较大气量，能够除去的粒子粒径范围较宽，可净化温度较高的含尘烟气，结构简单，风阻小，能量消耗比其他类型除尘器低，还可以实现微机控制并进行远距离操作等优点，成为家庭和工业空气净化的主要方式。
静电除尘装置一般包括前级的颗粒物荷电模块和静电集尘模块，静电集尘模块一般以中空板中的通孔作为过风孔，在中空板上下表面形成相对的导电层，对上下导电层施加高压，在风孔间形成静电场，当灰尘等颗粒物经过荷电模块中形成带电颗粒，并进入中空板中的风孔，在静电电场作用下被吸附在中空板的上下壁，实现静电集尘。
目前，市面上的大多数原料制得的中空板的产品板型单一，性能各异，尤其是阻燃性能并不太好，易燃。由于静电集尘模块需在高压下长期工作，工作异常时容易发生击穿打火，进而引发火灾，因此有必要开发一种具有防火效果且绝缘性佳的阻燃中空板。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种阻燃效果好、抗氧化能力好、绝缘性佳、且对环境无污染的阻燃中空板用组合物，同时，采用本发明的阻燃中空板用组合物及阻燃中空板制备方法制得的阻燃中空板,能达到UL94V2级别，且不影响中空板的绝缘性能，可以应用于静电集尘装置中。
本发明的目的之一在于提供一种阻燃中空板用组合物，包括以下重量份数的组分：
聚丙烯粒子88-94份
填料5-10份
阻燃剂0.8-1.5份
分散剂0.3-1.1份
抗氧化剂0.05-0.11份。
优选地，所述聚丙烯粒子由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯组成，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的重量比为1-3:1-7。
优选地，所述填料为二氧化硅和/或二氧化钛，所述填料粒径为800-2000目。
优选地，所述阻燃剂的组分包括：
磷溴协效阻燃剂60-70份
十溴二苯醚10-12份
溴化环氧树脂8-10份
聚磷酸铵7-10份
纳米氢氧化铝8-10份
纳米氢氧化镁8-10份。
优选地，所述磷溴协效阻燃剂由1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯按照质量比3:1：2组成；所述纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁的粒径均为为20-50nm。
其中，氢氧化镁和氢氧化镁是填充性的阻燃剂，在340℃-450℃之间分解，受热时分解出大量的水吸收热量，减缓材料的燃烧速度，同时放出大量的水蒸气可稀释可燃气体的浓度，有助于抑制燃烧，并减小了发烟量；氢氧化镁和氢氧化铝两者复合使用能相互补充，其阻燃效果比单独使用效果好，具有很好的抑烟、消烟的功能；本发明的纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁的粒径均为为20-50nm，可以很好的分散在其他组分之间，纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁特别适用于加工温度较高的聚烯烃塑料，与本发明中的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯起到了很好的协同作用。
溴化环氧树脂、十溴二苯醚属于溴系阻燃剂，阻燃性高，热稳定性好，添加量少，在高聚物分解时，溴系阻燃剂也开始进行分解，发挥一定的阻燃作用，本发明中，溴化环氧树脂、十溴二苯醚与纳米氢氧化镁和纳米氢氧化铝一起复配使用，起到了很好的阻燃效果，具有很好的抑烟、消烟的功能。
聚磷酸铵具有很好的热稳定性、不挥发、部产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低，大大延长了阻燃组合物的使用寿命。
磷-溴协效阻燃剂具有阻燃及增塑作用,能够发挥磷、溴两类重要元素协效阻燃作用,从不同途径降低材料燃烧性能,达到减少阻燃剂用量,提高材料阻燃性能及物理机械性能的目的,表现出良好阻燃性能。本发明的磷溴协效阻燃剂由1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯按照质量比3:1：2组成；1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯它们的受热分解产物具有非常强的脱水作用，能使所覆盖的聚合物表面碳化，形成碳膜，起到阻燃作用，并且1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯与均聚聚丙烯和共聚聚丙烯具有很好的兼容性，其中含溴磷酸酯类阻燃剂在分子中同时含有溴元素和磷元素，能够在气相和凝聚相同时发生阻燃作用，阻燃效果因协同作用而加强。磷溴协效阻燃剂由1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯按照质量比3:1：2组成；如果三者质量比大于3:1：2，燃烧的过程中容易产生烟，如果三者的质量比小于3:1：2，则达不到本发明的阻燃效果。
优选地，所述分散剂为PE蜡和/或硅酮，分散剂可以很好的将组分均匀的混合在一起。
优选地，所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂，所述酚类抗氧化剂为没食子酸丙酯，没食子酸丙酯与均聚聚丙烯和共聚聚丙烯具有很好的相容性，大大提高了本发明阻燃中空板的抗氧化能力。
本发明的目的之二在于：提供一种阻燃中空板用组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将88-94份聚丙烯粒子、5-10份填料、0.8-1.5份阻燃剂、0.3-1.1份分散剂、0.05-0.11份抗氧化剂加入高混机内进行中速搅拌混合均匀，制成预混料；
(2)将步骤(1)中的预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出、定型即得阻燃中空板用组合物；其中，加热温度为180-200℃，螺杆转速为360rpm。
本发明的加热熔融温度在180-200℃，与现有的温度相比较低，有利于节能环保。
本发明的目的之三在于：提供一种阻燃中空板，所述阻燃中空板采用上述阻燃中空板用组合物制成；本发明制得的阻燃中空板的有益效果在于绝缘性佳，可达到UL94V2级别。
本发明的目的之四在于：提供一种阻燃中空板的应用，所述阻燃中空板应用于静电集尘装置中。
本发明的有益效果在于：
1、本发明制得了一种阻燃效果好、绝缘性佳、抗氧化能力好、且对环境无污染的阻燃中空板用组合物，同时，采用本发明的阻燃中空板用组合物及阻燃中空板制备方法制得的阻燃中空板,能达到UL94V2级别，且不影响中空板的绝缘性能，可以应用于静电集尘装置中；
2、本发明所用阻燃剂采用磷溴协效阻燃剂、十溴二苯醚、溴化环氧树脂、聚磷酸铵、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁复配使用，大大提高了阻燃的性能，同时纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁特别适用于加工温度较高的聚烯烃塑料，与本发明中的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯起到了很好的协同作用；溴化环氧树脂、十溴二苯醚与纳米氢氧化镁和纳米氢氧化铝一起复配使用，起到了很好的阻燃效果，具有很好的抑烟、消烟的功能；磷溴协效阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯与均聚聚丙烯和共聚聚丙烯具有很好的兼容性，其中含溴磷酸酯类阻燃剂在分子中同时含有溴元素和磷元素，能够在气相和凝聚相同时发生阻燃作用，阻燃效果因协同作用而加强。
3、本发明的阻燃中空板用组合物、阻燃中空板制备方法简单，易于工业生产。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
阻燃中空板用组合物，包括以下重量份数的组分：
聚丙烯粒子88份
填料5份
阻燃剂0.8份
分散剂0.3份
抗氧化剂0.05份。
所述聚丙烯粒子由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯组成，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的重量比为1：1。
所述填料为二氧化硅，粒径为800目。
所述阻燃剂的组分包括：
磷溴协效阻燃剂60份
十溴二苯醚10份
溴化环氧树脂8份
聚磷酸铵7份
纳米氢氧化铝8份
纳米氢氧化镁8份。
所述磷溴协效阻燃剂由1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯按照质量比3:1：2组成；所述纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁的粒径均为为20nm。
所述分散剂为PE蜡。
所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂，所述酚类抗氧化剂为没食子酸丙酯。
所述的阻燃中空板用组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将88份聚丙烯粒子、5份填料、0.8份阻燃剂、0.3份分散剂、0.05份抗氧化剂加入高混机内进行中速搅拌混合均匀，制成预混料；
(2)将步骤(1)中的预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出、定型即得阻燃中空板用组合物；其中，加热温度为180℃，螺杆转速为360rpm。
实施例2
阻燃中空板用组合物，包括以下重量份数的组分：
聚丙烯粒子94份
填料10份
阻燃剂1.5份
分散剂1.1份
抗氧化剂0.11份。
所述聚丙烯粒子由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯组成，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的重量比为1：7。
所述填料为二氧化钛，粒径为2000目。
所述阻燃剂的组分包括：
磷溴协效阻燃剂70份
十溴二苯醚12份
溴化环氧树脂10份
聚磷酸铵10份
纳米氢氧化铝10份
纳米氢氧化镁10份。
所述磷溴协效阻燃剂由1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯按照质量比3:1：2组成；所述纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁的粒径均为为50nm。
所述分散剂为硅酮。
所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂，所述酚类抗氧化剂为没食子酸丙酯。
所述的阻燃中空板用组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)94份聚丙烯粒子、10份填料、1.5份阻燃剂、1.1份分散剂、0.11份抗氧化剂加入高混机内进行中速搅拌混合均匀，制成预混料；
(2)将步骤(1)中的预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出、定型即得阻燃中空板用组合物；其中，加热温度为200℃，螺杆转速为360rpm。
实施例3
阻燃中空板用组合物，包括以下重量份数的组分：
聚丙烯粒子93份
填料8份
阻燃剂1份
分散剂1份
抗氧化剂0.1份。
所述聚丙烯粒子由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯组成，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的重量比为3:1。
所述填料为二氧化硅和二氧化钛，填料粒径均为800-2000目。
所述阻燃剂的组分包括：
磷溴协效阻燃剂65份
十溴二苯醚11份
溴化环氧树脂9份
聚磷酸铵8份
纳米氢氧化铝9份
纳米氢氧化镁9份。
所述磷溴协效阻燃剂由1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯按照质量比3:1：2组成；所述纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁的粒径均为为30nm。
所述分散剂为硅酮。
所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂，所述酚类抗氧化剂为没食子酸丙酯。
所述的阻燃中空板用组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将93份聚丙烯粒子、8份填料、1份阻燃剂、1份分散剂、0.1份抗氧化剂加入高混机内进行中速搅拌混合均匀，制成预混料；
(2)将步骤(1)中的预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出、定型即得阻燃中空板用组合物；其中，加热温度为190℃，螺杆转速为360rpm。
将实施例1-3制得的阻燃中空板进行性能检测，并与普通的阻燃中空板进行了性能对比。具体见下表：
由上表结果表明，本发明的阻燃中空板按照UL94标准进行燃烧测试，可达到V2级别，具有阻燃性。
用本发明的中空板，制成静电集尘装置中的静电集尘模块，可在10KV高压下长期工作不发生击穿现象。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.阻燃中空板用组合物，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
聚丙烯粒子88-94份
填料5-10份
阻燃剂0.8-1.5份
分散剂0.3-1.1份
抗氧化剂0.05-0.11份；
所述阻燃剂的组分包括：
磷溴协效阻燃剂60-70份
十溴二苯醚10-12份
溴化环氧树脂8-10份
聚磷酸铵7-10份
纳米氢氧化铝8-10份
纳米氢氧化镁8-10份；
所述磷溴协效阻燃剂由1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯、三(三溴新戊基)磷酸酯按照质量比3:1:2组成；所述纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁的粒径均为20-50nm。
2.根据权利要求1所述的阻燃中空板用组合物，其特征在于：所述聚丙烯粒子由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯组成，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的重量比为1-3:1-7。
3.根据权利要求1所述的阻燃中空板用组合物，其特征在于：所述填料为二氧化硅和/或二氧化钛，所述填料粒径为800-2000目。
4.根据权利要求1所述的阻燃中空板用组合物，其特征在于：所述分散剂为PE蜡和/或硅酮。
5.根据权利要求1所述的阻燃中空板用组合物，其特征在于：所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂，所述酚类抗氧化剂为没食子酸丙酯。
6.如权利要求1-5任一项所述的阻燃中空板用组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将88-94份聚丙烯粒子、5-10份填料、0.8-1.5份阻燃剂、0.3-1.1份分散剂、0.05-0.11份抗氧化剂加入高混机内进行中速搅拌混合均匀，制成预混料；
(2)将步骤(1)中的预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出、定型即得阻燃中空板用组合物；其中，加热温度为180-200℃，螺杆转速为360rpm。
7.阻燃中空板，其特征在于：所述阻燃中空板采用权利要求1-5中任一项阻燃中空板用组合物制成。
8.如权利要求7中所述的阻燃中空板的应用，其特征在于：所述阻燃中空板应用于静电集尘装置中。
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