CN108912435A - 一种环保阻燃聚烯烃保护膜及其制备方法 - Google Patents

一种环保阻燃聚烯烃保护膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种环保阻燃聚烯烃保护膜，具体地，包括按重量份计的以下组分：100份聚烯烃树脂，3‑12份复合阻燃剂，1‑5份色母，1‑2份加工助剂；所述聚烯烃树脂由50‑100w.t.％的聚乙烯树脂和0‑50w.t.％的聚丙烯树脂组成；所述复合阻燃剂包括八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑，八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑的重量比为2‑4:1。所述复合阻燃剂还包括1‑5w.t.％的次磷酸铝和/或二乙基次膦酸铝。其制备方法是将上述组分混匀后经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶，烘干制得保护膜。该环保阻燃聚烯烃保护膜可应用在金属制品的防护中。

Description

一种环保阻燃聚烯烃保护膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及保护膜技术领域，具体涉及环保阻燃聚烯烃保护膜及其制备方法。
背景技术
随着安全意识的提高，大家对家装材料及其配件的阻燃要求越来越高，因为一旦火灾发生时，将会对整个家庭的生命财产造成无法挽回的损失。在家装材料特别是金属制品表面常会贴一层保护膜，起到保护金属制品表面的作用。该保护膜主要是聚烯烃材质，以聚乙烯为主的薄膜。
目前，对聚烯烃保护膜阻燃的要求正在被行业内重视。李冬，臧充光等人在《低密度聚乙烯阻燃薄膜性能研究》中采用十溴二苯醚和三氧化二锑进行了薄膜阻燃性能研究，提出了十溴二苯醚和三氧化二锑存在阻燃协同作用，而没有解决阻燃剂添加量大的问题；同时，由于十溴二苯醚在吹膜工艺中不能熔融，因此在制备超薄薄膜工艺中容易产生异常；而常规的磷-溴-氮体系的聚丙烯专用V2阻燃剂在薄膜制程中容易挥发析出造成薄膜破孔而无法应用在淋膜或吹膜的制程中。因此，急需业内开发更稳定可控有效的阻燃体系。本发明专利通过八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑的复合起到了很好地阻燃效果，且可大规模应用于淋膜和吹膜工艺生产中。
发明内容
本发明目的针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一款环保阻燃聚烯烃保护膜。
本发明所采用的技术方案如下：
一种环保阻燃聚烯烃保护膜，包括按重量份计的以下组分：100份聚烯烃树脂，3-12份复合阻燃剂，1-5份色母，1-2份加工助剂；
所述聚烯烃树脂由50-100w.t.％的聚乙烯树脂和0-50w.t.％的聚丙烯树脂组成；
所述复合阻燃剂包括八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑，八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑的重量比为2-4:1；
所述加工助剂包括抗氧化剂1010和润滑剂。
作为优选，所述八溴醚类阻燃剂为四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚和/或四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚。
作为优选，所述复合阻燃剂还包括次磷酸铝和/或二乙基次膦酸铝。
作为优选，八溴醚类阻燃剂和三氧化三锑的总重量与次磷酸铝和/或二乙基次膦酸铝的重量之比为19-99：1。
作为优选，所述复合阻燃剂中四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚与三氧化二锑的重量比为15：4。
作为优选，所述复合阻燃剂中四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚与三氧化二锑的重量比为3：1。
作为优选，所述复合阻燃剂由四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚、三氧化二锑与次磷酸铝按15：4：1的重量比组成。
作为优选，所述加工助剂按重量份计由0.1-0.3份的抗氧剂1010和0.7-1.9份的润滑剂组成。
本发明的目的之二在于提供上述环保阻燃聚烯烃保护膜的制作工艺：将所述组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶，烘干制得保护膜。
作为优选，吹膜温度为230-250℃。
相对于现有应用现状，本发明具有以下应用技术效果：
1、本发明提供了一款环保阻燃聚烯烃保护膜；
2、本发明采用八溴醚类阻燃剂、三氧化二锑、次磷酸铝和/或二乙基次膦酸铝作为复合阻燃剂达到了很好的阻燃效果：低的添加量保证了薄膜的光泽度，吹膜稳定性；与聚烯烃材料具有很好的相容性，不会造成长期吹膜过程口模积料及吹膜破裂问题。同时，由于八溴醚类阻燃剂在105-120度会熔融，因此，薄膜吹膜过程更稳定，不会造成吹膜表面颗粒、细纹等不良。解决了其他溴系阻燃剂添加量过高和磷-溴-氮阻燃体系不能用于淋膜或吹膜工艺的问题；
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
本发明提供一种环保阻燃聚烯烃保护膜，包括按重量份计的以下组分：100份聚烯烃树脂，3-12份复合阻燃剂，1-5份色母，1-2份加工助剂；
所述聚烯烃树脂由50-100w.t.％的聚乙烯树脂和0-50w.t.％的聚丙烯树脂组成；
所述复合阻燃剂包括八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑，八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑的重量比为2-4:1；
所述加工助剂包括抗氧化剂1010和润滑剂。
本发明提供的环保阻燃聚烯烃保护膜中复合阻燃剂的添加量低，保证了薄膜的光泽度，吹膜稳定性；复合阻燃剂与聚烯烃材料具有很好的相容性，不会在长期吹膜过程造成口模积料及吹膜破裂问题。同时，由于八溴醚类阻燃剂在105-120度会熔融，因此，薄膜吹膜过程更稳定，不会造成吹膜表面颗粒、细纹等不良。解决了其他溴系阻燃剂添加量过高和磷-溴-氮阻燃体系不能用于淋膜或吹膜工艺的问题。
所述环保阻燃聚烯烃保护膜的制作工艺为：将所述组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶机将胶黏剂均匀涂覆在聚烯烃薄膜一侧，烘干制得保护膜。
作为优选，吹膜温度为230-250℃。
以下实施例中，如未特殊说明，所选用的试剂或原料均可通过市售途径获得。
聚乙烯：中海壳牌石油化工有限公司，2420D；
聚丙烯：中国石油抚顺石化公司，T30S；
四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚：山东兄弟科技股份有限公司，XZ6800；
四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚：山东兄弟科技股份有限公司，XZ6600；
三氧化二锑：湖南娄底华星锑业有限公司，纯度99.5w.t.％；
抗氧剂：巴斯夫Irganox 1010；
硬脂酸锌:金信化工(深圳)有限公司，ZN-STN；
黑色母：深圳铭恩塑胶颜料有限公司，38980；
蓝色母：深圳铭恩塑胶颜料有限公司，39758；
次磷酸铝：湖南美莱珀化工有限公司，M116；
二乙基次膦酸铝：广州市寅源新材料科技有限公司，ADP01.
实施例1：
一种环保阻燃聚烯烃保护膜，由按重量份计的以下组分制成：
100份聚乙烯、3份的复合阻燃剂、1份黑色母、0.3份抗氧剂1010和0.7份硬脂酸锌。
其中所述复合阻燃剂如下所示：
实施例1a：四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚67w.t.％，三氧化二锑33w.t.％；
实施例1b：四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚80w.t.％，三氧化二锑20w.t.％；
实施例1c：四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚75w.t.％，三氧化二锑25w.t.％；设置对比例1，对比例1中复合阻燃剂如下所示：
对比例1a：四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚90w.t.％，三氧化二锑10w.t.％；
对比例1b：四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚60w.t.％，三氧化二锑40w.t.％；
将实施例1或对比例1中的配方组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶机将胶黏剂均匀涂覆在聚烯烃薄膜一侧，烘干制得聚烯烃保护膜。吹膜机的熔融吹膜温度在230℃。按照UL VTM标准测试性能如表1。
表1复合阻燃剂配比对性能影响
通过实施例1a、1b、1c和对比例1a和1b的对比可以看出，四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚占比在67w.t.％-80w.t.％，阻燃效果达到最佳，阻燃达到VTM-2级别，这主要是因为三氧化二锑可以与八溴醚类阻燃剂在聚合物燃烧过程中可以产生化学反应，产生高密度的溴代锑合物，起到隔绝氧气和阻隔热传导的作用。而提高四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚的占比，降低三氧化二锑占比(对比例1a)阻燃效果比较差，主要是单一提高溴含量，三氧化二锑的协效作用不充分，因此不能发挥溴系阻燃剂最大效率；再者降低四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚的占比，提高三氧化二锑占比(对比例1b)阻燃效果也比较差，这主要是溴系阻燃剂的含量较低，无法达到溴系阻燃剂足够的捕捉自由基效果。
同时，采用八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑复合阻燃剂的聚烯烃保护膜的外观平整光滑，没有产生破孔，杂质，流纹等不良。表明该款复合阻燃剂与聚烯烃良好的相容性，并适合吹膜工艺生产。
因此，聚烯烃保护膜达到最佳阻燃性能的燃剂配比为八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑的重量比为2-4:1。
实施例2：
一种环保阻燃聚烯烃保护膜，由按重量份计的以下组分制成：
100份聚烯烃、3份的复合阻燃剂、1份黑色母、0.3份抗氧剂1010和0.7份硬脂酸锌。其中，复合阻燃剂配比为四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚75w.t.％，三氧化二锑25w.t.％；
其中所述聚烯烃如下所示：实施例2a：80份聚乙烯、20份聚丙烯；实施例2b：50份聚乙烯、50份聚丙烯；
制备该环保阻燃聚烯烃保护膜的方法如下所示：将上述组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶机将胶黏剂均匀涂覆在聚烯烃薄膜一侧，烘干制得保护膜。吹膜机的熔融吹膜温度在230-250℃。测试性能如表2.
表2聚乙烯和聚丙烯配比对保护膜阻燃影响
通过实施例1c,2a,2b的测试结果对比可以看出，在不同聚乙烯和聚丙烯含量下，聚烯烃保护膜的外观都光滑、平整、无瑕疵，同时，阻燃性能均达到了VTM-2级别。
因此在50-100份聚乙烯和0-50份聚丙烯的聚烯烃混合树脂都表现了相同的阻燃性能。
实施例3：
一种环保阻燃聚烯烃保护膜，由按重量份计的以下组分制成：
80份聚乙烯、20份聚丙烯、6.75份的四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚、2.25份三氧化二锑、3份蓝色母、0.3份抗氧剂1010和1份硬脂酸锌。
制备该环保阻燃聚烯烃保护膜的方法如下所示：
将上述组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶机将胶黏剂均匀涂覆在聚烯烃薄膜一侧，烘干制得保护膜。吹膜机的熔融吹膜温度在230℃。
实施例4：
一种环保阻燃聚烯烃保护膜，由按重量份计的以下组分制成：80份聚乙烯、20份聚丙烯、7.5份的四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚、2.5份三氧化二锑、、3份蓝色母、0.3份抗氧剂1010和1份硬脂酸锌。
制备该环保阻燃聚烯烃保护膜的方法如下所示：
将上述组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶机将胶黏剂均匀涂覆在聚烯烃薄膜一侧，烘干制得保护膜。吹膜机的熔融吹膜温度在230℃。
实施例5：
一种环保阻燃聚烯烃保护膜，由按重量份计的以下组分制成：80份聚乙烯、20份聚丙烯、9份的四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚、3份三氧化二锑、5份蓝色母、0.1份抗氧剂1010和1.9份硬脂酸锌。
制备该环保阻燃聚烯烃保护膜的方法如下所示：
将上述组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶机将胶黏剂均匀涂覆在聚烯烃薄膜一侧，烘干制得保护膜。吹膜机的熔融吹膜温度在230℃。
实施例3、4和5的测试性能如表3所示：
表3阻燃剂含量的聚烯烃保护膜阻燃性能
通过实施例3和4测试数据对比可以看出，当复合阻燃剂添加重量份数在9份以内时，阻燃级别只能达到VTM-2级别；而当复合阻燃剂含量在10份以上时，保护膜的阻燃级别达到VTM-0级别。
实施例6：
一种环保阻燃聚烯烃保护膜，由按重量份计的以下组分制成：80份聚乙烯、20份聚丙烯、10份的复合阻燃剂、5份蓝色母、0.1份抗氧剂1010和1.9份硬脂酸锌。
其中所述复合阻燃剂如下所示：
实施例6a：四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚75w.t.％，三氧化二锑20w.t.％，次磷酸铝5w.t.％；
实施例6b：四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚75w.t.％，三氧化二锑20w.t.％，二乙基次膦酸铝5w.t.％；
实施例6c：四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚75w.t.％，三氧化二锑23w.t.％，次磷酸铝2w.t.％；
实施例6d：四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚75w.t.％，三氧化二锑25w.t.％；
对比例6a：四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚75w.t.％，三氧化二锑15w.t.％，次磷酸铝10w.t.％；
对比例6b：四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚75w.t.％，三氧化二锑18w.t.％，二乙基次膦酸铝7w.t.％；
制备上述一种环保阻燃聚烯烃保护膜的方法：将上述组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶机将胶黏剂均匀涂覆在聚烯烃薄膜一侧，烘干制得保护膜。吹膜机的熔融吹膜温度在230℃。测试性能如表4。
表4阻燃剂含量的聚烯烃保护膜阻燃性能
通过实施例6a-6d，我们可以看出，复合阻燃剂中，添加恰当比例的次磷酸铝和/或二乙基次膦酸铝也具有很好的协同阻燃效果，同样的阻燃可以达到VTM-0级别。这主要是因为次磷酸铝和二乙基次膦酸铝在聚合物燃烧过程中可以形成膦系酸性物质，使聚合物脱水成炭作用，可以与溴系阻燃剂气相捕捉自由基阻燃产生互补作用。但是次磷酸铝添加比例过大，阻燃性能反而会下降。这是因为三氧化二锑的减少，锑与溴产生的化学作用减弱，产生的核心阻燃物质溴代锑合物减少，导致阻燃效率下降所致。因此次磷酸铝和/或二乙基次膦酸铝在复合阻燃剂的比例为1-5w.t.％。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种环保阻燃聚烯烃保护膜，包括按重量份计的以下组分：100份聚烯烃树脂，3-12份复合阻燃剂，1-5份色母，1-2份加工助剂；
所述聚烯烃树脂由50-100w.t.％的聚乙烯树脂和0-50w.t.％的聚丙烯树脂组成；
所述复合阻燃剂包括八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑，八溴醚类阻燃剂和三氧化二锑的重量比为2-4:1；
所述加工助剂包括抗氧化剂1010和润滑剂。
2.如权利要求1所述的环保阻燃聚烯烃保护膜，其特征在于，所述八溴醚类阻燃剂为四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚和/或四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚。
3.如权利要求1所述的环保阻燃聚烯烃保护膜，其特征在于，所述复合阻燃剂还包括次磷酸铝和/或二乙基次膦酸铝。
4.如权利要求3所述的环保阻燃聚烯烃保护膜，其特征在于，八溴醚类阻燃剂和三氧化三锑的总重量与次磷酸铝和/或二乙基次膦酸铝的重量之比为19-99：1。
5.如权利要求3所述的环保阻燃聚烯烃保护膜，其特征在于，所述复合阻燃剂中四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚与三氧化二锑的重量比为15：4。
6.如权利要求1所述的环保阻燃聚烯烃保护膜，其特征在于，所述复合阻燃剂中四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚与三氧化二锑的重量比为3：1。
7.如权利要求1所述的环保阻燃聚烯烃保护膜，其特征在于，所述复合阻燃剂由四溴双酚S双(2,3-二溴丙基)醚、三氧化二锑与次磷酸铝按15：4：1的重量比组成。
8.如权利要求1所述的环保阻燃聚烯烃保护膜，其特征在于，所述加工助剂按重量份计由0.1-0.3份的抗氧剂1010和0.7-1.9份的润滑剂组成。
9.制备如权利要求1-8任一项所述环保阻燃聚烯烃保护膜的方法，其特征在于，将所述组分混合均匀，经过挤出吹膜机加热熔融，吹膜制得聚烯烃薄膜，后经涂胶，烘干制得保护膜。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，吹膜温度为230-250℃。
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