CN110615936B - 一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 - Google Patents
一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110615936B CN110615936B CN201910954010.1A CN201910954010A CN110615936B CN 110615936 B CN110615936 B CN 110615936B CN 201910954010 A CN201910954010 A CN 201910954010A CN 110615936 B CN110615936 B CN 110615936B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- master batch
- aluminum hypophosphite
- functional master
- styrene resin
- retardant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 136
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 122
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 102
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 60
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910001377 aluminum hypophosphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 116
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 32
- DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L zinc;diethylphosphinate Chemical compound [Zn+2].CCP([O-])(=O)CC.CCP([O-])(=O)CC DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920006225 ethylene-methyl acrylate Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 68
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 59
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical compound OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 claims description 47
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 44
- IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N Phytic acid Natural products OP(O)(=O)OC1C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 claims description 42
- 229940068041 phytic acid Drugs 0.000 claims description 42
- 239000000467 phytic acid Substances 0.000 claims description 42
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 19
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 19
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 18
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 17
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 16
- QOKYJGZIKILTCY-UHFFFAOYSA-J hydrogen phosphate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].OP([O-])([O-])=O.OP([O-])([O-])=O QOKYJGZIKILTCY-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 16
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical group [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 12
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 12
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 9
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 8
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 6
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 5
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VYWRBUBXZALATG-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyoctadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC(O)C(N)=O VYWRBUBXZALATG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HMVCFZCJPVUFQG-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCCCCCCCCCCCC)(=O)N.C(CCCCCCCCCCCCCCCCC)(=O)N.OCCC=C Chemical compound C(CCCCCCCCCCCCCCCCC)(=O)N.C(CCCCCCCCCCCCCCCCC)(=O)N.OCCC=C HMVCFZCJPVUFQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- TXQVDVNAKHFQPP-UHFFFAOYSA-N [3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propyl] octadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(CO)(CO)CO TXQVDVNAKHFQPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 2
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 claims description 2
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FATBGEAMYMYZAF-KTKRTIGZSA-N oleamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(N)=O FATBGEAMYMYZAF-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 2
- FATBGEAMYMYZAF-UHFFFAOYSA-N oleicacidamide-heptaglycolether Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(N)=O FATBGEAMYMYZAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 24
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 24
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 23
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 21
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 229920001890 Novodur Polymers 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 4
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920005669 high impact polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 239000004797 high-impact polystyrene Substances 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYMUVRVCBWNXDX-UHFFFAOYSA-N O[PH2]=O.O[PH2]=O.O[PH2]=O.P Chemical compound O[PH2]=O.O[PH2]=O.O[PH2]=O.P OYMUVRVCBWNXDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical class [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 150000001923 cyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004482 other powder Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002285 poly(styrene-co-acrylonitrile) Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000012747 synergistic agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2423/08—Copolymers of ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/10—Encapsulated ingredients
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Abstract
本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法；所述功能母粒以多重复合包覆次磷酸铝为磷系阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆次磷酸铝70.0～80.0 wt.%、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物20.0～30.0 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%；本发明所制备的功能母粒与传统阻燃功能母粒相比，显著提高了次磷酸铝的耐热性和热稳定性，使其适应苯乙烯系树脂要求的高加工温度，从而更有效地提升了次磷酸铝对苯乙烯系树脂的阻燃效果。
Description
技术领域
本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法。
背景技术
苯乙烯系树脂是一类应用非常广泛的重要通用塑料，其包括了聚苯乙烯、ABS树脂(苯乙烯–丁二烯–丙烯腈共聚物)、HIPS树脂(高抗冲击聚苯乙烯)、AS树脂(苯乙烯–丙烯腈共聚物)、ASA树脂(苯乙烯–丙烯酸丁酯–丙烯腈共聚物)等，其中以聚苯乙烯和ABS树脂使用量最大，被广泛应用于工业电子电器、用家电器、办公电子器件、汽车等交通工具领域。其中，当苯乙烯系树脂应用于往往需要实施阻燃改性来提高其使用安全性。苯乙烯系树脂阻燃改性可通过加入阻燃剂并经过双螺杆挤出机的熔融共混来实现。阻燃剂能够阻止苯乙烯系树脂被引燃并抑制火焰传播，可有效提高塑料的抗燃烧性能。按阻燃元素类别分类，阻燃剂通常可分为卤系(卤系又分为氯系和溴系)、磷系、锑系、镁系、硼系、钼系等等。虽然当前溴系阻燃剂被公认为是具有适用性广、使用方便、阻燃效果优异、能够对大多数塑料实施高阻燃效率的最有效阻燃剂，但火灾发生时，这类含溴阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成二次危害，目前在很多阻燃应用领域已逐步推广使用无卤阻燃材料。无卤阻燃剂以磷氮系化合物和金属氢氧化物为主，其阻燃的塑料在燃烧时发烟量小，不产生有毒有害、腐蚀性气体，被称为无公害阻燃剂，也成为未来塑料阻燃技术发展的方向。次磷酸铝是一种阻燃效果优异的高效无机磷系阻燃剂，与有机膦酸盐阻燃剂相比，其价格更加低廉，具有明显的性价比优势，因此非常适合应用于苯乙烯系树脂这一类对成本控制要求较严格的通用塑料阻燃改性。然而，次磷酸铝的耐热性和热稳定性较差，遇高温会分解释放剧毒的磷化氢体系。当其用于诸如苯乙烯系树脂等通用塑料阻燃改性时，会因加工温度升高导致其在熔融挤出加工过程中会发生热分解。此外，次磷酸铝在使用过程中还存在流动性低、分散性差、与被改性聚合物界面粘结性差等问题，因此导致材料力学性能和阻燃性能下降。要克服次磷酸铝阻燃在高分子材料阻燃改性加工应用过程中存在的缺陷，采用化学结构稳定、材质致密的有机高分子或无机材料作为壁材，通过化学反应方法对次磷酸铝进行包覆，可有效保护次磷酸铝免受外界光、氧、水等外界环境的不良影响，又可在与塑料共混热机械加工过程中隔绝其相互之间及其它粉体添加剂之间相互摩擦、延缓其热分解。
次磷酸铝阻燃塑料改性加工过程中也同样存在另外一系列问题，例如次磷酸铝及相关的阻燃协效剂往往是粉体，且添加量较大，直接采用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混时，由于物料在挤出机的机筒内的停留时间有限，很难将聚合物熔融与阻燃剂充分混合。此外，由于共混挤出过程中大量阻燃剂粉体相互间机械摩擦产生内热，不仅会引发次磷酸铝阻燃剂分解导致阻燃效果受损，还会造成改性塑料的物理机械性能下降。
发明内容
本发明的目的是：针对次磷酸铝在无卤阻燃苯乙烯系树脂改性应用过程中存在的耐热性和热稳定性差、界面粘结性弱、阻燃性能损失大、流动性低、分散性差等应用缺陷，以及其在因双螺杆直接共混挤出加工过程中因粉体摩擦导致热降解导致阻燃效能和物理机械下降等问题，同时克服传统聚合物或无机壁材单层包覆次磷酸铝无法提供足够保护的缺陷，本发明提出了一种采用具有阻燃增效且材质致密的壁材对次磷酸铝实施多重复合包覆，然后将其与相应的阻燃协效剂及助剂通过连续双转子密炼机混炼和单螺杆挤出机挤出，制备成苯乙烯系树脂无卤阻燃改性专用的无卤阻燃增效功能母粒。该阻燃增效功能母粒与传统的塑料次磷酸铝阻燃功能母粒相比，提高了次磷酸铝的高温耐热性、热稳定性和流动分散性，从而提升其阻燃效率和对更高加工温度的耐受性，能够以更少的母粒添加量取得与传统阻燃功能母粒相同的阻燃效果，并可有效降低改性苯乙烯系树脂复合物的力学性能损失；
本发明的另一个目的是：提供上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的制备方法。
解决这一难题的有效方法是通过塑料功能母粒的方式来制备改性塑料，即首先利用了连续双转子密炼机的较低加工温度和长时间捏合功效，将热稳定性较差的磷系阻燃剂及其它助剂、低堆积密度难喂料的阻燃协效剂粉体、易吸水助剂、液体和胶体助剂等混合并分散均匀，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，制备成含有高浓度阻燃剂的阻燃功能母粒。在塑料阻燃改性加工实施过程中，将阻燃功能母粒与塑料原料通过双螺杆挤出机实施熔融共混和挤出造粒，不但能更有效提高以次磷酸铝为代表的磷系阻燃剂及其相关的阻燃协效剂在树脂基体中的分散性，增强了阻燃效果，消除磷系阻燃剂与阻燃协效剂直接相互摩擦生热造成的材料热分解，还能够减少加工车间的粉尘污染。正是这些综合技术优势，使得采用阻燃功能母粒来制备阻燃改性塑料的方法成为当前塑料阻燃改性技术发展领域的一项重要措施，也是实现改性塑料绿色加工的重要途径之一。
为实现上述技术目标，本发明首先采用锌离子掺杂的铝溶胶为原料对次磷酸铝颗粒进行包覆，由于次磷酸铝的Zeta电位为负值，铝溶胶的Zeta电位为正值，可通过溶胶－凝胶反应自然形成以锌离子掺杂氢氧化铝为壳、次磷酸铝为核的“核－壳”结构微胶囊颗粒；然后利用植酸(又名：肌醇六磷酸，一个含六个磷酸基团的环状化合物)极易与二价和三价金属离子反应形成难溶物的特点，采用植酸与该微胶囊壳层中的锌/铝离子发生钝化反应，形成坚硬致密的包覆层；接着加入磷酸氢锆[Zr(HPO4)2·H2O，一种具有介孔结构的片状无机纳米材料]，其分子中的锆离子同样会与植酸发生钝化反应，其表面羟基官能团与植酸中的羧基官能团还能进行置换，形成化学键结合体，从而实现对次磷酸铝的多重复合包覆。将所包覆的次磷酸铝与阻燃协效剂、载体、分散剂等助剂混合，最后通过密炼机串联单螺杆挤出机制备成苯乙烯系树脂无卤阻燃改性专用的阻燃功能母粒。
具体技术方案如下：
一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，所述功能母粒以多重复合包覆次磷酸铝为磷系阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆次磷酸铝70.0～80.0wt.％、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物20.0～30.0wt.％、分散剂0.5～1.0wt.％、润滑剂0.3～0.5wt.％。
进一步的，所述分散剂为硬酯酸、硬酯酸钙、硬酯酸锌、油酸酰胺和介酸酰胺中的一种。
进一步的，所述润滑剂为羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双–1,2–羟基硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯和乙烯–醋酸乙烯酯共聚物蜡中的一种。
进一步的，所述多重复合包覆次磷酸铝为锌离子掺杂氢氧化铝、植酸和磷酸氢锆包覆的次磷酸铝。
进一步的，所述多重复合包覆次磷酸铝的制备方法如下：
(1)将次磷酸铝、铝溶胶和氧化锌溶胶分散在无水乙醇中，加热搅拌均匀，然后滴加氨水，将反应液pH值调节为碱性，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌一段时间后结束反应；然后洗涤、过滤，烘干，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝；
(2)将上述包覆次磷酸铝分散在醇类有机溶剂中；同时将植酸溶于去离子水中，并将其均匀滴加到含有包覆次磷酸铝的醇类有机溶剂悬浮液，加热搅拌均匀，使植酸与包覆次磷酸铝的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌一段时间后，加入磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌一段时间后停止反应，然后洗涤、过滤，烘干，得到多重复合无机材料包覆次磷酸铝。
进一步的，所述步骤(1)中加热搅拌温度为35～40℃，氨水采用匀速滴加，氨水的质量分数为10.0～12.5wt.％，反应液pH值控制为7.5～8.5，滴加完后继续搅拌3～4h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在115～125℃烘箱内干燥8～10h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝。
进一步的，所述步骤(2)中的醇类有机溶剂为异丙醇、正丙醇、异丁醇或正丁醇中的一种，其中优选异丙醇，植酸溶液的浓度为0.4～0.5g/ml的溶液，植酸的滴加为匀速滴加，加热搅拌的温度为30～35℃，植酸溶液加完继续搅拌1.5～2h后，加入磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌2.5～3h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在115～125℃烘箱内干燥10～12小时，得到多重复合无机材料包覆次磷酸铝。
进一步的，所述步骤(1)中，次磷酸铝、铝溶胶和氧化锌溶胶的质量比为120:7:1～120:9:2，所述步骤(2)中，锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝、植酸和磷酸氢锆的质量比为120:3:5～120:4.5:5。
制备上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按配比称取多重复合包覆次磷酸铝、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物、分散剂和润滑剂，并将其投入高速混合器内混合均匀，转移至密炼机内进行热混炼，得到团状共混物；密炼机的混炼温度为100～125℃，混炼时间为20～60分钟；
(2)将步骤(1)中获得的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述无卤阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为150～200转/分钟，机筒温度为120～160℃。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
(1)针对次磷酸铝耐热性和热稳定性差、流动性低、分散性差，以及传统壁材无法提供足够保护等缺陷，选择锌离子掺杂氢氧化铝无机物对其进行包覆，然后利用植酸与锌/铝离子钝化作用形成致密坚实的保护层，然后将具有介孔结构的磷酸氢锆纳米片通过植酸钝化和离子交换吸附双重作用形成次磷酸铝微胶囊的最外层结构，从而形成多重复合无机包覆层。相比于传统聚合物或单层无机材料包覆层，这一多重复合无机包覆层对次磷酸铝具有更好的热防护作用，尤其是植酸钝化的多重无机壳体为次磷酸铝提供了比传统聚合物和无机壁材更坚固致密的无机包覆层，可更有效地保护被包覆的次磷酸铝，显著提高其热分解温度。因此，所包覆的次磷酸铝可获得更优异的耐热性和热稳定性。
(2)由于在包覆次磷酸铝的壁材中引入大量含磷材料，更多磷元素的引入可在无卤阻燃聚乙烯复合物燃烧过程中，更有效促进苯乙烯系树脂复合物燃烧物表面绸密炭层的形成，更显著增强阻燃聚合物燃烧过程中表面炭层的致密性和结构稳定性，阻止燃烧物内部与氧气接触，使阻燃剂发挥增效的阻燃作用，从而更有效提高苯乙烯系树脂的阻燃性能。
(3)通过在次磷酸铝最外包覆层中引入具有介孔结构的磷酸氢锆，由于磷酸氢锆有较大的比表面积，其表面电荷密度大，且呈现稳定的层状结构，富含OH基团，可以发生离子交换反应，且离子交换容量较大，可在阻燃塑料热加工过程中对各种小分子挥发物产生较大吸附作用，其本身在无卤阻燃体系中也能发挥阻燃增效的作用。
(4)设计了与苯乙烯系树脂相容性好、阻燃剂粉体分散性好的母粒配方，并通过密炼机在低温下长时间混炼获得阻燃功能母粒，使阻燃剂粉体即取得了优异预分散效果，又避免了高温热机械加工所导致的磷系阻燃剂分解，从而在后续的苯乙烯系树脂双螺杆熔融挤出改性加工中，获得更好的分散效果和优异的阻燃性能；同时，减少了直接与阻燃剂粉体共混造成的物理机械性能损失，从而取得一举两得的改性效果。
(5)本发明的无卤阻燃增效功能母粒与传统塑料阻燃功能母粒相比，提高了次磷酸铝的阻燃效果，能够以更少的母粒添加量取得与传统阻燃功能母粒相同的阻燃效果，并可有效降低改性苯乙烯系树脂复合物的力学性能损失。
(6)本发明所制备的苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃功能母粒，即可满足包括通用聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、ABS树脂在内的苯乙烯系树脂的双螺杆熔融挤出功能化改性，亦可将其按一定配比与上述苯乙烯系树脂简单混合后直接应用于制品的注塑成型。还可根据客户不同的性能要求灵活调配阻燃增效功能母粒与其它功能母粒的组合方式及其与树脂原料的配比，来调整其性能和成本，快速、简便地达到产品目标要求，实践塑料改性配方与加工工艺最优化设计理念。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但是这些实施例不是对本发明保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒中所使用的多重复合包覆次磷酸铝的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入230L无水乙醇、120kg次磷酸铝、7kg铝溶胶、1kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至40℃，然后均速滴加质量百分比含量为10.0wt.％的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌3.5h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在125℃烘箱内干燥8小时，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝。在另外一个玻璃容器内，将3kg植酸溶于6L去离子水中，配置成浓度为0.5g/ml的溶液，将120kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝和230L异丙醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至30℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在35℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆次磷酸铝的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌2h后，加入4.5kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥12h，得到多重复合包覆次磷酸铝。
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀，然后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为125℃，混炼时间为16分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为170转/分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
实施例2
一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒中所使用的多重复合包覆次磷酸铝的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入230L无水乙醇、120kg次磷酸铝、8kg铝溶胶、1.5kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至35℃，然后均速滴加质量百分比含量为11.5wt.％的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌4h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥10小时，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝。在另外一个玻璃容器内，将3.6kg植酸溶于9L去离子水中，配置成浓度为0.4g/ml的溶液，将120kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝和230L异丙醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至30℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在30℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆次磷酸铝的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌2h后，加入5kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥9h，得到多重复合包覆次磷酸铝。
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀，然后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为110℃，混炼时间为20分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为160转/分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
实施例3
一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒中所使用的多重复合包覆次磷酸铝的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入230L无水乙醇、120kg次磷酸铝、7.5kg铝溶胶、2kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至37℃，然后均速滴加质量百分比含量为12.5wt.％的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌4h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在125℃烘箱内干燥8h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝。在另外一个玻璃容器内，将3kg植酸溶于6L去离子水中，配置成浓度为0.5g/ml的溶液，将120kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝和230L正丙醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至33℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在33℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆次磷酸铝的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌1.5h后，加入4.8kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在115℃烘箱内干燥12h，得到多重复合包覆次磷酸铝。
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀，然后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为100℃，混炼时间为20分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为150转/分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
实施例4
一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒中所使用的多重复合包覆次磷酸铝的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入230L无水乙醇、120kg次磷酸铝、9kg铝溶胶、1kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至40℃，然后均速滴加质量百分比含量为11.5wt.％的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌3.5h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在125℃烘箱内干燥8h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝。在另外一个玻璃容器内，将4.5kg植酸溶于9L去离子水中，配置成浓度为0.5g/ml的溶液，将120kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝和230L正丁醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至35℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在35℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆次磷酸铝的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌2h后，加入4.6kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在125℃烘箱内干燥11小时，得到多重复合包覆次磷酸铝。
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀，然后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为120℃，混炼时间为17分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为185转/分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
实施例5
一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒中所使用的多重复合包覆次磷酸铝的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入230L无水乙醇、120kg次磷酸铝、8.5kg铝溶胶、2kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至40℃，然后均速滴加质量百分比含量为12.0wt.％的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌4h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥10h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝。在另外一个玻璃容器内，将3.2kg植酸溶于8L去离子水中，配置成浓度为0.4g/ml的溶液，将120kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝和230L异丁醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至35℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在35℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆次磷酸铝的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌2h后，加入4.8kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在125℃烘箱内干燥11h，得到多重复合包覆次磷酸铝。
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀，然后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为100℃，混炼时间为20分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为150转/分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
实施例6
一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒中所使用的多重复合包覆次磷酸铝的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入230L无水乙醇、120kg次磷酸铝、7.5kg铝溶胶、1.5kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至38℃，然后均速滴加质量百分比含量为10.5wt.％的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌3.5h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在125℃烘箱内干燥8小时，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝。在另外一个玻璃容器内，将3.5kg植酸溶于7L去离子水中，配置成浓度为0.5g/ml的溶液，将120kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝和230L异丙醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至30℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在30℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆次磷酸铝的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌1.5h后，加入4kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在115℃烘箱内干燥12h，得到多重复合包覆次磷酸铝。
上述苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀，然后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为125℃，混炼时间为18分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为160转/分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
为验证本发明所制备阻燃增效功能母粒对苯乙烯系树脂的改性效果，将实施例1－6所制备的阻燃增效功能母粒按30wt.％的质量百分比分别与聚苯乙烯树脂和ABS树脂混合，经双螺杆挤出机共混挤出造料，再注射成型燃烧测试样条，然后进行阻燃性能检测。与此同时，按照实施例1－6中所获功能母粒相同组分及配比，但采用相同牌号但未经包覆的次磷酸铝为主体阻燃剂，经相同工艺制备成阻燃功能母粒作为对照例1－6，再将其按相同质量百分比与苯乙烯系树脂混合、并经双螺杆挤出机共混加工后注塑成型测试样条，对其阻燃性能进行检测。所有性能测试结果如表1和表2所示。
表1实施例1－6所制备功能母粒与相同配方但采用未经包覆次磷酸铝所制备功能母粒所改性的聚苯乙烯树脂复合物的性能对照。
表1
表2实施例1－6所制备功能母粒与相同配方但采用未经包覆次磷酸铝所制备功能母粒所改性的ABS树脂复合物的性能对照。
表2
通过对表1和表2中数据的参考表明，在组分及配比完全相同情况下，采用本发明实施例所制备苯乙烯系树脂专用无卤阻燃增效功能母粒，来改性的聚苯乙烯和ABS树脂复合物的阻燃性能，要明显优于采用未经包覆次磷酸铝所制备无卤阻燃功能母粒改性的苯乙烯系树脂复合物。此外，从流动性螺旋线长度测试结果也发现，本发明实施例所改性的苯乙烯系树脂复合物，其流动性明显较对比照例要高。由此可见，利用本发明的无卤阻燃增效功能母粒，极大地提高了次磷酸铝磷系阻燃剂对苯乙烯系树脂的阻燃改性效果、有效克服了其耐水性差导致的力学性能和电性能变差的缺陷，同时提高了改性苯乙烯系树脂复合物的熔体流动性并增强其加工性能，从而为无卤阻燃改性技术的发展进步、实现塑料改性绿色加工的可持续化发展理念做出了贡献。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述功能母粒以多重复合包覆次磷酸铝为磷系阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆次磷酸铝70 .0～80 .0 wt .%、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物20 .0～30 .0 wt .%、分散剂0.5～1 .0wt .%、润滑剂0 .3～0 .5 wt .%；
所述多重复合包覆次磷酸铝为锌离子掺杂氢氧化铝、植酸和磷酸氢锆包覆的次磷酸铝；
所述多重复合包覆次磷酸铝的制备方法如下：
（1）将次磷酸铝、铝溶胶和氧化锌溶胶分散在无水乙醇中，加热搅拌均匀，然后滴加氨水，将反应液pH值调节为碱性，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌一段时间后结束反应；然后洗涤、过滤，烘干，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝；
（2）将上述包覆次磷酸铝分散在醇类有机溶剂中；同时将植酸溶于去离子水中，并将其均匀滴加到含有包覆次磷酸铝的异丙醇悬浮液，加热搅拌均匀，使植酸与包覆次磷酸铝的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌一段时间后，加入磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌一段后停止反应，然后洗涤、过滤，烘干，得到多重复合无机材料包覆次磷酸铝。
2.根据权利要求1所述的一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述分散剂为硬酯酸、硬酯酸钙、硬酯酸锌、油酸酰胺和介酸酰胺中的一种；所述润滑剂为羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双–1 ,2–羟基硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯和乙烯–醋酸乙烯酯共聚物蜡中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述步骤（1）中加热搅拌温度为35～40℃，氨水采用匀速滴加，氨水的质量分数为10.0～12 .5 wt .%，反应液pH值控制为7 .5～8 .5，滴加完后继续搅拌3～4 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在115～125℃烘箱内干燥8～10 h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝。
4.根据权利要求1所述的一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述步骤（2）中的醇类有机溶剂为异丙醇、正丙醇、异丁醇或正丁醇中的一种，植酸溶液的浓度为0 .4～0 .5 g/ml的溶液，植酸的滴加为匀速滴加，加热搅拌的温度为30～35℃，植酸溶液加完继续搅拌1 .5～2 h后，加入磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌2 .5～3 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在115～125℃烘箱内干燥10～12 h，得到多重复合无机材料包覆次磷酸铝。
5.根据权利要求1所述的一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述步骤（1）中，次磷酸铝、铝溶胶和氧化锌溶胶的质量比为120:7:1～120:9:2，所述步骤（2）中，锌离子掺杂氢氧化铝包覆次磷酸铝、植酸和磷酸氢锆的质量比为120:3:4～120:4 .5:5。
6.制备如权利要求1–5中任一项所述的一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）按配比称取多重复合包覆次磷酸铝、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物、分散剂和润滑剂，并将其投入高速混合器内混合均匀，转移至密炼机内进行热混炼，得到团状共混物；密炼机的混炼温度为100～125℃，混炼时间为20～60分钟；
（2）将步骤（1）中获得的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述无卤阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为150～200转／分钟，机筒温度为120～160℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910954010.1A CN110615936B (zh) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | 一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910954010.1A CN110615936B (zh) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | 一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110615936A CN110615936A (zh) | 2019-12-27 |
| CN110615936B true CN110615936B (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=68925253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910954010.1A Active CN110615936B (zh) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | 一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110615936B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111961254A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种改性次磷酸铝阻燃剂的制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102161776A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-08-24 | 上海安凸塑料添加剂有限公司 | 一种低热低烟阻燃剂及其在制备阻燃母粒中的应用 |
| CN103122120A (zh) * | 2013-03-08 | 2013-05-29 | 上海安凸塑料添加剂有限公司 | 一种无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物组合物 |
| CN103992512A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-20 | 苏州安鸿泰新材料有限公司 | 微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂及其制备方法 |
| CN107936296A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-20 | 广东顺德同程新材料科技有限公司 | 一种改性次磷酸铝阻燃剂及制备方法 |
| CN108659264A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-10-16 | 深圳市飞荣达科技股份有限公司 | 用于改性塑料的混合型阻燃剂及其制备方法、改性塑料 |
| CN108659419A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-16 | 广东宇星阻燃新材股份有限公司 | 一种抗滴落阻燃剂的制备方法及其应用 |
| CN109054454A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-21 | 什邡市太丰新型阻燃剂有限责任公司 | 一种无机包覆次磷酸铝及其制备方法 |
| CN109880174A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-06-14 | 南京工业大学 | 一种微胶囊化次磷酸铝阻燃剂的制备方法 |
-
2019
- 2019-10-09 CN CN201910954010.1A patent/CN110615936B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102161776A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-08-24 | 上海安凸塑料添加剂有限公司 | 一种低热低烟阻燃剂及其在制备阻燃母粒中的应用 |
| CN103122120A (zh) * | 2013-03-08 | 2013-05-29 | 上海安凸塑料添加剂有限公司 | 一种无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物组合物 |
| CN103992512A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-20 | 苏州安鸿泰新材料有限公司 | 微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂及其制备方法 |
| CN107936296A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-20 | 广东顺德同程新材料科技有限公司 | 一种改性次磷酸铝阻燃剂及制备方法 |
| CN108659264A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-10-16 | 深圳市飞荣达科技股份有限公司 | 用于改性塑料的混合型阻燃剂及其制备方法、改性塑料 |
| CN108659419A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-16 | 广东宇星阻燃新材股份有限公司 | 一种抗滴落阻燃剂的制备方法及其应用 |
| CN109054454A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-21 | 什邡市太丰新型阻燃剂有限责任公司 | 一种无机包覆次磷酸铝及其制备方法 |
| CN109880174A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-06-14 | 南京工业大学 | 一种微胶囊化次磷酸铝阻燃剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 微胶囊包覆改性次磷酸铝阻燃剂的制备与表征;赵永真 等;《矿冶工程》;20181031;第38卷(第5期);第141-143页 * |
| 微胶囊化次磷酸铝的制备及表征;胡权 等;《化学与生物工程》;20161130;第33卷(第11期);第45-51页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110615936A (zh) | 2019-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110591341B (zh) | 一种尼龙树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110591243A (zh) | 一种尼龙树脂改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN105602246A (zh) | 一种尼龙66用锑系复配阻燃母粒及其制备方法 | |
| CN110591335A (zh) | 一种高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料及其制备方法 | |
| CN110615937B (zh) | 一种聚苯醚改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110607029B (zh) | 一种聚烯烃树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110615936B (zh) | 一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| WO2023168791A1 (zh) | 无卤阻燃剂组合物及其应用 | |
| CN115044177A (zh) | 一种阻燃母粒、聚酯复合薄膜及其制备方法 | |
| CN110684267B (zh) | 一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110643098A (zh) | 一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110607066B (zh) | 一种聚甲醛改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN102382439B (zh) | 一种改性聚碳酸酯及其制备方法 | |
| CN110591336B (zh) | 一种热塑性聚氨酯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN109897371B (zh) | 一种防析出的环保型阻燃塑料母料及制备方法 | |
| CN112457528A (zh) | 一种层状双氢氧化物、三氧化二锑、十溴二苯乙烷复配阻燃剂及其制备方法 | |
| CN110591325B (zh) | 一种聚碳酸酯树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110591228A (zh) | 一种聚丙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110577698B (zh) | 一种聚酯工程塑料改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN109134393A (zh) | 一种锡盐杂化三聚氰胺氰尿酸盐及其制备方法和应用 | |
| CN110669281B (zh) | 一种聚碳酸酯及其合金改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN113527805A (zh) | 一种自组装杂化填料改性聚丙烯阻燃薄膜及其制备方法 | |
| CN112266536A (zh) | 一种无载体耐候pp阻燃母粒及其制备方法和应用 | |
| CN113337012A (zh) | 一种复合抗菌剂、含有该复合抗菌剂的抗菌母粒及其制备方法 | |
| CN113214564A (zh) | 一种高光泽的阻燃抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A special halogen-free flame retardant and synergistic functional masterbatch for styrene based resin modification and its preparation method Effective date of registration: 20231120 Granted publication date: 20221227 Pledgee: Bank of Nanjing Co.,Ltd. Changzhou Branch Pledgor: JIANGSU WANNAPU NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980066137 |