CN109161170A - 一种阻燃塑料的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃塑料的加工工艺，包括如下步骤：（1）原料称取备用、（2）混炼处理、（3）挤出成型、（4）切割包装。本发明提供了一种新型塑料的加工工艺，整体步骤简单，搭配合理，便于推广应用，制得的塑料力学性能好，阻燃能力强，综合品质得到明显改善，极具市场竞争力和推广应用价值。

Description

一种阻燃塑料的加工工艺
技术领域
本发明属于塑料加工处理技术领域，具体涉及一种阻燃塑料的加工工艺。
背景技术
塑料具有良好的稳定性和电绝缘性，随着其应用领域的拓宽，加工的需求量也随之增加，对塑料的要求也越来越高。由于塑料本身具有可燃性，因此对其阻燃的等级和对环境污染国家也作出了相应的规定，因此，以往普遍使用的溴系的阻燃剂慢慢的消失在人们的视线中。对此，人们不断研制新的阻燃剂及塑料，来优化塑料的品质，虽然取得了一定的进步效果，但随着人们对于产品性能要求的不断提升，仍需进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种阻燃塑料的加工工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种阻燃塑料的加工工艺，包括如下步骤：
（1）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：60~65份PET、10~15份PBT、15~20份ABS、7~10份PE、2~5份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.2~0.4份抗氧剂、6~9份专用阻燃剂；
（2）混炼处理：
将步骤（1）称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理，1~1.5h后取出得混炼料备用；
（3）挤出成型：
将步骤（2）所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理，成型后得半成品备用；
（4）切割包装：
对步骤（3）所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的抗氧剂为抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的任意一种。
进一步的，步骤（1）中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为：
1）先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.5~1.7进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.3~2.6%的硼酸、0.45~0.50%的二茂铁后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为8.5~9.0，加热保持反应釜内的温度为35~38℃，并以360~400转/分钟的转速搅拌处理40~45min后备用；
2）向操作1）处理后的反应釜中加入混合物A总质量6~8%的聚乙二醇、2.0~2.5%的苯酚、8~10%的偏硼酸钠、2~4%的硅烷偶联剂、2~3%的六偏磷酸钠、6~9%的磷酸三苯酯、2~4%的脂肪醇聚氧乙烯醚，然后将温度升至43~48℃，以600~700转/分钟的转速搅拌处理55~60min后取出，再与其总质量40~45倍的去离子水共同混合均匀后得混合物B备用；
3）将凹凸棒土放入到质量分数为6~8%磷酸溶液中浸泡处理3~5min后取出，然后再放入到质量分数为7~9%氢氧化钠溶液中浸泡处理4~6min后取出，最后用去离子水冲洗至中性后备用；
4）将操作3）处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，1~2h后取出备用；
5）将操作4）处理后的凹凸棒土浸入到操作2）所得的混合物B中，超声震荡处理5~6h后过滤，最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理4~6h后取出，得功能增强填料备用；
6）按对应重量份称取下列原料备用：30~35份硅酸钠、25~30份磷酸酯、3~5份硫酸铝、2~4份钼酸铵、5~7份份硼酸锌、10~15份乙二胺四乙酸、4~6份操作5）制得的功能增强填料；
7）将操作6）称取的所有原料共同投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为56~62℃，并将反应釜内的压力增至0.35~0.40MPa，高速搅拌混合处理2~3h后取出即得专用阻燃剂。
进一步的，操作2）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，操作4）中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为890~940℃。
进一步的，操作5）中所述的超声震荡处理时超声波的频率为520~560kHz，所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为90~95℃。
进一步的，操作7）中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。
进一步的，步骤（2）中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为112~115℃。
进一步的，步骤（3）中所述的挤出机为四段式挤出机，挤出时控制一区的温度为235~238℃、二区的温度为242~245℃、三区的温度为248~252℃、四区的温度为256~260℃。
本发明改善了塑料的加工工艺，有效的提升了塑料的阻燃性能，增强了整体的使用品质。在加工过程中，以PET、PBT、ABS、PE多种成分进行复配作为塑料基体物质，有效的保证了塑料整体的强度、耐腐、耐温特性等，为了进一步改善塑料的特性，又添加了一种特制的专用阻燃剂成分，其是以凹凸棒土为主体物质改性制成，处理时先对凹凸棒土进行了酸碱浸泡、煅烧处理，有效的提升了凹凸棒土的比表面积、吸附能力和表面反应活性，利于其后续的处理操作，最后又用特殊配制的混合物B对凹凸棒土进行浸泡改性处理，混合物B是一种以甲醛、氰尿二酰胺为主要聚合物质，在碱性环境中，经硼酸、二茂铁的催化作用，偏硼酸钠、硅烷偶联剂、偏硼酸钠、磷酸三苯酯复合改性，配合苯酚、聚乙二醇等成分，形成的以甲醛、氰尿二酰胺反应生成的树脂为主体的胺-醛-酚类改性聚合物配制出的一种低分子树脂溶液，其小分子颗粒渗入到凹凸棒土的层间，与凹凸棒土形成了一种复合的功能增强填料成分，此成分自身具有很好的耐温阻燃性，同时又对煤烟等具有很强的吸附固定能力，降低了烟雾颗粒等成分的生成和散出，并且在高温燃烧时，原料成分中的硅酸钠因分解而生成SiO2层，磷酸酯等成分会产生难燃性气体，并生成一种膨松多层的均质炭层，此两种成分能够与功能增强填料成分相交联结合，共同形成了一种非常复杂致密的立体保护层，有效的阻止了氧气的进入，避免了塑料成分的继续燃烧和分解，同时又阻止了煤烟的散出，进一步改善了阻燃的性能；添加于上述基体物质成分中，明显的增强了塑料的耐温、阻燃、抑烟效果。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供了一种新型塑料的加工工艺，整体步骤简单，搭配合理，便于推广应用，制得的塑料力学性能好，阻燃能力强，综合品质得到明显改善，极具市场竞争力和推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种阻燃塑料的加工工艺，包括如下步骤：
（1）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：60份PET、10份PBT、15份ABS、7份PE、2份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.2份抗氧剂、6份专用阻燃剂；
（2）混炼处理：
将步骤（1）称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理，1h后取出得混炼料备用；
（3）挤出成型：
将步骤（2）所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理，成型后得半成品备用；
（4）切割包装：
对步骤（3）所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的抗氧剂为抗氧剂为抗氧剂168。
进一步的，步骤（1）中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为：
1）先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.5进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.3%的硼酸、0.45%的二茂铁后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为8.5，加热保持反应釜内的温度为35℃，并以360转/分钟的转速搅拌处理40min后备用；
2）向操作1）处理后的反应釜中加入混合物A总质量6%的聚乙二醇、2.0%的苯酚、8%的偏硼酸钠、2%的硅烷偶联剂、2%的六偏磷酸钠、6%的磷酸三苯酯、2%的脂肪醇聚氧乙烯醚，然后将温度升至43℃，以600转/分钟的转速搅拌处理55min后取出，再与其总质量40倍的去离子水共同混合均匀后得混合物B备用；
3）将凹凸棒土放入到质量分数为6%磷酸溶液中浸泡处理3min后取出，然后再放入到质量分数为7%氢氧化钠溶液中浸泡处理4min后取出，最后用去离子水冲洗至中性后备用；
4）将操作3）处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，1h后取出备用；
5）将操作4）处理后的凹凸棒土浸入到操作2）所得的混合物B中，超声震荡处理5h后过滤，最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理4h后取出，得功能增强填料备用；
6）按对应重量份称取下列原料备用：30份硅酸钠、25份磷酸酯、3份硫酸铝、2份钼酸铵、5份份硼酸锌、10份乙二胺四乙酸、4份操作5）制得的功能增强填料；
7）将操作6）称取的所有原料共同投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为56℃，并将反应釜内的压力增至0.35MPa，高速搅拌混合处理2h后取出即得专用阻燃剂。
进一步的，操作2）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，操作4）中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为890℃。
进一步的，操作5）中所述的超声震荡处理时超声波的频率为520kHz，所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为90℃。
进一步的，操作7）中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。
进一步的，步骤（2）中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为112℃。
进一步的，步骤（3）中所述的挤出机为四段式挤出机，挤出时控制一区的温度为235℃、二区的温度为242℃、三区的温度为248℃、四区的温度为256℃。
实施例2
一种阻燃塑料的加工工艺，包括如下步骤：
（1）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：63份PET、12份PBT、18份ABS、9份PE、4份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.3份抗氧剂、8份专用阻燃剂；
（2）混炼处理：
将步骤（1）称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理，1.3h后取出得混炼料备用；
（3）挤出成型：
将步骤（2）所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理，成型后得半成品备用；
（4）切割包装：
对步骤（3）所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的抗氧剂为抗氧剂为、抗氧剂1010。
进一步的，步骤（1）中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为：
1）先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.6进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.5%的硼酸、0.47%的二茂铁后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为8.8，加热保持反应釜内的温度为37℃，并以380转/分钟的转速搅拌处理43min后备用；
2）向操作1）处理后的反应釜中加入混合物A总质量7%的聚乙二醇、2.3%的苯酚、9%的偏硼酸钠、3%的硅烷偶联剂、2.5%的六偏磷酸钠、8%的磷酸三苯酯、3%的脂肪醇聚氧乙烯醚，然后将温度升至46℃，以650转/分钟的转速搅拌处理57min后取出，再与其总质量43倍的去离子水共同混合均匀后得混合物B备用；
3）将凹凸棒土放入到质量分数为7%磷酸溶液中浸泡处理4min后取出，然后再放入到质量分数为8%氢氧化钠溶液中浸泡处理5min后取出，最后用去离子水冲洗至中性后备用；
4）将操作3）处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，1.5h后取出备用；
5）将操作4）处理后的凹凸棒土浸入到操作2）所得的混合物B中，超声震荡处理5.5h后过滤，最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理5h后取出，得功能增强填料备用；
6）按对应重量份称取下列原料备用：32份硅酸钠、27份磷酸酯、4份硫酸铝、3份钼酸铵、6份份硼酸锌、13份乙二胺四乙酸、5份操作5）制得的功能增强填料；
7）将操作6）称取的所有原料共同投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为60℃，并将反应釜内的压力增至0.38MPa，高速搅拌混合处理2.5h后取出即得专用阻燃剂。
进一步的，操作2）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，操作4）中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为900℃。
进一步的，操作5）中所述的超声震荡处理时超声波的频率为540kHz，所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为93℃。
进一步的，操作7）中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。
进一步的，步骤（2）中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为114℃。
进一步的，步骤（3）中所述的挤出机为四段式挤出机，挤出时控制一区的温度为237℃、二区的温度为243℃、三区的温度为250℃、四区的温度为258℃。
实施例3
一种阻燃塑料的加工工艺，包括如下步骤：
（1）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：65份PET、15份PBT、20份ABS、10份PE、5份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.4份抗氧剂、9份专用阻燃剂；
（2）混炼处理：
将步骤（1）称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理，1.5h后取出得混炼料备用；
（3）挤出成型：
将步骤（2）所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理，成型后得半成品备用；
（4）切割包装：
对步骤（3）所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的抗氧剂为抗氧剂为抗氧剂1076。
进一步的，步骤（1）中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为：
1）先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.7进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.6%的硼酸、0.50%的二茂铁后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为9.0，加热保持反应釜内的温度为38℃，并以400转/分钟的转速搅拌处理45min后备用；
2）向操作1）处理后的反应釜中加入混合物A总质量8%的聚乙二醇、2.5%的苯酚、10%的偏硼酸钠、4%的硅烷偶联剂、3%的六偏磷酸钠、9%的磷酸三苯酯、4%的脂肪醇聚氧乙烯醚，然后将温度升至48℃，以700转/分钟的转速搅拌处理60min后取出，再与其总质量45倍的去离子水共同混合均匀后得混合物B备用；
3）将凹凸棒土放入到质量分数为8%磷酸溶液中浸泡处理5min后取出，然后再放入到质量分数为9%氢氧化钠溶液中浸泡处理6min后取出，最后用去离子水冲洗至中性后备用；
4）将操作3）处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，2h后取出备用；
5）将操作4）处理后的凹凸棒土浸入到操作2）所得的混合物B中，超声震荡处理6h后过滤，最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理6h后取出，得功能增强填料备用；
6）按对应重量份称取下列原料备用：35份硅酸钠、30份磷酸酯、5份硫酸铝、4份钼酸铵、7份份硼酸锌、15份乙二胺四乙酸、6份操作5）制得的功能增强填料；
7）将操作6）称取的所有原料共同投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为62℃，并将反应釜内的压力增至0.40MPa，高速搅拌混合处理3h后取出即得专用阻燃剂。
进一步的，操作2）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，操作4）中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为940℃。
进一步的，操作5）中所述的超声震荡处理时超声波的频率为560kHz，所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为95℃。
进一步的，操作7）中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。
进一步的，步骤（2）中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为115℃。
进一步的，步骤（3）中所述的挤出机为四段式挤出机，挤出时控制一区的温度为238℃、二区的温度为245℃、三区的温度为252℃、四区的温度为260℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，在专用阻燃剂的制备过程中，省去了操作1）、操作2）和操作5）处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在专用阻燃剂的制备过程中，省去了操作6）中操作5）制得的功能增强填料成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在步骤（1）原料称取备用中，用等质量份的市售磷酸酯阻燃剂取代专用阻燃剂成分，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3对应制得的塑料进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
注：上表1中所述的弯曲强度参照
GB/T 24137-2009 的要求进行测试；所述的拉伸强度参照GB/T1040-1992 的要求进行测试；所述的氧指数参照GB2406-2008的要求进行测试；所述的最大烟释放速度是将塑料放入到模拟火灾现场进行性能测试，测定其烟释放速度。
由上表1可以看出，本发明加工工艺制成的塑料综合品质好，耐温阻燃抑烟性明显增强，极具推广应用价值。

Claims (9)

1.一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：60~65份PET、10~15份PBT、15~20份ABS、7~10份PE、2~5份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.2~0.4份抗氧剂、6~9份专用阻燃剂；
（2）混炼处理：
将步骤（1）称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理，1~1.5h后取出得混炼料备用；
（3）挤出成型：
将步骤（2）所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理，成型后得半成品备用；
（4）切割包装：
对步骤（3）所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，步骤（1）中所述的抗氧剂为抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，步骤（1）中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为：
1）先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.5~1.7进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.3~2.6%的硼酸、0.45~0.50%的二茂铁后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为8.5~9.0，加热保持反应釜内的温度为35~38℃，并以360~400转/分钟的转速搅拌处理40~45min后备用；
2）向操作1）处理后的反应釜中加入混合物A总质量6~8%的聚乙二醇、2.0~2.5%的苯酚、8~10%的偏硼酸钠、2~4%的硅烷偶联剂、2~3%的六偏磷酸钠、6~9%的磷酸三苯酯、2~4%的脂肪醇聚氧乙烯醚，然后将温度升至43~48℃，以600~700转/分钟的转速搅拌处理55~60min后取出，再与其总质量40~45倍的去离子水共同混合均匀后得混合物B备用；
3）将凹凸棒土放入到质量分数为6~8%磷酸溶液中浸泡处理3~5min后取出，然后再放入到质量分数为7~9%氢氧化钠溶液中浸泡处理4~6min后取出，最后用去离子水冲洗至中性后备用；
4）将操作3）处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，1~2h后取出备用；
5）将操作4）处理后的凹凸棒土浸入到操作2）所得的混合物B中，超声震荡处理5~6h后过滤，最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理4~6h后取出，得功能增强填料备用；
6）按对应重量份称取下列原料备用：30~35份硅酸钠、25~30份磷酸酯、3~5份硫酸铝、2~4份钼酸铵、5~7份份硼酸锌、10~15份乙二胺四乙酸、4~6份操作5）制得的功能增强填料；
7）将操作6）称取的所有原料共同投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为56~62℃，并将反应釜内的压力增至0.35~0.40MPa，高速搅拌混合处理2~3h后取出即得专用阻燃剂。
4.根据权利要求3所述的一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，操作2）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，操作4）中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为890~940℃。
6.根据权利要求3所述的一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，操作5）中所述的超声震荡处理时超声波的频率为520~560kHz，所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为90~95℃。
7.根据权利要求3所述的一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，操作7）中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，步骤（2）中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为112~115℃。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃塑料的加工工艺，其特征在于，步骤（3）中所述的挤出机为四段式挤出机，挤出时控制一区的温度为235~238℃、二区的温度为242~245℃、三区的温度为248~252℃、四区的温度为256~260℃。
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