CN111440424A - 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 - Google Patents
一种阻燃母粒及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111440424A CN111440424A CN202010492979.4A CN202010492979A CN111440424A CN 111440424 A CN111440424 A CN 111440424A CN 202010492979 A CN202010492979 A CN 202010492979A CN 111440424 A CN111440424 A CN 111440424A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame
- retardant
- master batch
- parts
- oxide
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
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
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- 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
- C08J2423/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2423/12—Polypropene
-
- 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
- C08J2453/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
- C08J2453/02—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers of vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
-
- 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
- C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2467/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- 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
- C08J2471/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2471/08—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
- C08J2471/10—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
- C08J2471/12—Polyphenylene oxides
-
- 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
- C08J2477/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
-
- 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
- C08J2477/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2477/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
-
- 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
- C08J2477/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2477/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
-
- 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
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/13—Phenols; Phenolates
- C08K5/134—Phenols containing ester groups
- C08K5/1345—Carboxylic esters of phenolcarboxylic acids
-
- 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
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
- C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
- C08K5/3477—Six-membered rings
- C08K5/3492—Triazines
- C08K5/34928—Salts
-
- 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
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
- C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
- C08K5/527—Cyclic esters
-
- 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
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
- C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
- C08K5/5313—Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'
-
- 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
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
- C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
- C08K5/5397—Phosphine oxides
-
- 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
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/10—Silicon-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
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
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)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明涉及高分子材料领域,提供了一种阻燃母粒,利用具有特定结构的热稳定性高的二苯基氧化膦衍生物作为阻燃剂,同时利用其具有与树脂相近熔点的特点,提高其在高分子加工过程中的分散性,降低了阻燃剂对熔体流动性的影响;利用抗氧剂阻止高分子聚合物因分解引起的变粘、变色、变脆或断裂;利用载体树脂实现对二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的负载,同时提高二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的分散性和相容性。实施例的结果显示,本发明提供的阻燃母粒应用到树脂类产品中表现出很好的相容性,且阻燃效果可以达到V‑0级。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,尤其涉及一种阻燃母粒及其制备方法和应用。
背景技术
高分子材料由于其具有较好的机械强度、绝缘性、耐腐蚀性能、可塑性和高弹性等优点,可将其用于纤维、容器、薄膜、涂料、工程塑料、橡胶等不同的领域,但是大多数高分子材料都具有一定的可燃性,随着火灾安全性要求的提高,对在电子电气,汽车,纺织品等应用领域中的高分子材料提出了越来越高的阻燃和综合性能的要求。向高分子材料中添加阻燃剂是提高高分子材料阻燃性的有效方法之一。
目前常用的高分子材料阻燃剂主要为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂,反应型阻燃剂是在树脂合成过程中作为第三单体反应到树脂的分子链中,是一种永久型的阻燃改性方法,但也存在成本高、易影响树脂聚合度等缺点。添加型阻燃剂是指随着阻燃剂的加入,不会引起阻燃剂和高分子基体发生反应,只是利用阻燃剂本身的阻燃性能来提高高分子材料的阻燃性,具有配方灵活、效果好等优点而占有主要地位。但是由于添加型阻燃剂与基体聚合物的相容性较差,从而造成阻燃效果不是很理想。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于提供一种阻燃母粒及其制备方法和应用,本发明提供的阻燃母粒应用到树脂类产品中表现出很好的相容性,且阻燃效果较好。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种阻燃母粒,包括如下重量份数的组分:载体树脂10~70份,二苯基氧化膦衍生物10~80份、抗氧剂1~10份和协效阻燃剂0~70份;
所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构:
所述式I中,n为正整数,R1和R2独立地为H、C1~C6烷基和芳香基中的一种;
所述二苯基氧化膦衍生物的熔点为200℃~340℃。
优选地,包括如下重量份的组分:载体树脂20~60份,二苯基氧化膦衍生物20~70份、抗氧剂3~8份和协效阻燃剂5~60份。
优选地,所述二苯基氧化膦衍生物具有式II或III所示的化学结构:
优选地,所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。
优选地,所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的两种复配而成。
优选地,所述协效阻燃剂为金属氧化物、金属酸盐、天然矿物、碳系自由基引发剂、和含磷、氮和硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂中的至少一种。
优选地,所述金属氧化物为二氧化钛、氧化锌和三氧化二铝中的至少一种;
所述天然矿物为蒙脱土、水滑石和粘土中的至少一种;
所述金属酸盐为硼酸锌、锡酸锌中的至少一种;
所述碳系自由基引发剂为2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷或2,3-二甲基-2,3-二萘基丁烷中的至少一种;
所述含磷、氮和硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂为二乙基次膦酸锌、聚硅氧烷、笼型倍半硅氧烷、六苯氧基环三膦腈、聚苯基膦酸二苯砜酯、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、对苯二甲基双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)、对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、氢溴酸三聚氰胺、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、二苯基次膦酸铝和二乙基次膦酸铝中的至少一种。
优选地,所述载体树脂为聚酯、聚酰胺和聚烯烃中的至少一种。
本发明还提供了上述技术方案所述的阻燃母粒的制备方法,包括以下步骤:
(1)将载体树脂、二苯基氧化膦衍生物、抗氧剂和协效阻燃剂混合,得到混合物;
(2)将所述步骤(1)得到的混合物进行造粒,得到阻燃母粒。
本发明还提供了上述技术方案所述的阻燃母粒以及上述技术方案所述的制备方法制备的阻燃母粒在树脂类产品中的应用。
优选地,所述树脂类产品为聚酯纤维薄膜时,阻燃母粒中协效阻燃剂为聚苯基膦酸二苯砜酯、二乙基次膦酸锌、六苯氧基环三膦腈、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、笼型倍半硅氧烷和蒙脱土中的至少一种;
所述树脂类产品为尼龙纤维时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、二氧化钛和粘土中的至少一种;
优选地,所述树脂类产品为聚丙烯纤维薄膜时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、2,3-二甲基-2,3-二萘基丁烷和1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷中的至少一种;
优选地,所述树脂类产品为注塑材料时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、氢溴酸三聚氰胺、二苯基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、氧化锌、硼酸锌和水滑石中的至少一种;
优选地,所述树脂类产品为固化片或基板时,阻燃母粒中协效阻燃剂为对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、对苯二甲基双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)、聚硅氧烷和笼型倍半硅氧烷中的至少一种。
本发明提供了一种阻燃母粒,包括如下重量份数的组分:载体树脂10~70份,二苯基氧化膦衍生物10~80份、抗氧剂1~10份和协效阻燃剂0~70份;所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构:
所述式I中,n为正整数,R1和R2独立地为H、C1~C6烷基和芳香基中的一种;所述二苯基氧化膦衍生物的熔点为200℃~340℃。本发明利用具有式I结构的具有磷含量高,阻燃性好特点的二苯基氧化膦衍生物作为主阻燃剂,同时利用其适当熔点的特点,提高其在高分子加工过程中的分散性和降低了阻燃剂对熔体流动性的影响;利用抗氧剂阻止高分子聚合物因分解引起的变粘、变色、变脆或断裂;将树脂作为二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的载体,利用载体树脂实现对二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的负载,同时提高二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的分散性和相容性;最后在载体树脂、二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的配合作用下,提高了阻燃效果。
附图说明
图1为实施例1制备得到的结构式II含磷阻燃剂的TGA热重损失分析图;
图2为实施例1制备得到的结构式II含磷阻燃剂的DSC熔点分析图;
图3为实施例2制备得到的结构式III含磷阻燃剂的TGA热重损失分析图;
图4为实施例2制备得到的结构式III含磷阻燃剂的DSC熔点分析图。
具体实施方式
本发明提供了一种阻燃母粒,包括如下重量份数的组分:载体树脂10~70份,二苯基氧化膦衍生物10~80份、抗氧剂1~10份和协效阻燃剂0~70份;
所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构:
所述式I中,n为正整数,R1和R2独立地为H、C1~C6烷基和芳香基中的一种;
所述二苯基氧化膦衍生物的熔点为200℃~340℃。
在本发明中,若无特殊说明,所采用的原料均为本领域常规市售产品。
在本发明中,若无特殊说明,所进行的操作均为室温条件。
按重量份数计,本发明提供的阻燃母粒包括载体树脂10~70份,优选为20~60份,更优选为50份。在本发明中,将所述载体树脂的用量控制在上述范围内,可以利用载体树脂在熔化过程中流动性好的特点,将阻燃母粒中各成分实现均匀分散的效果,提高阻燃母粒的阻燃性能,用量少起不到均匀分散其他成分效果,用量过多则造成原料浪费。
在本发明中,所述载体树脂优选为聚酯、聚酰胺和聚烯烃中的至少一种,进一步优选为PET聚对苯二甲酸乙二酯、PBT聚对苯二甲酸丁二酯、PETG聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚丙烯、SEBS和PA66聚己二酰己二胺中的至少一种。在本发明中,所述载体树脂作为二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的载体,提高了二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的分散性和相容性。
以载体树脂的重量份数为10~70份计,本发明提供的阻燃母粒包括二苯基氧化膦衍生物10~80份,优选为20~70份,更优选为20~60份。本发明采用上述用量的二苯基氧化膦衍生物可以保证制备的阻燃母粒的阻燃效果,超过上述用量范围会造成材料的力学性能下降。
在本发明中,所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构:
所述式I中,n为正整数,优选为1~5的正整数,更优选为2或3;所述式I中,R1和R2独立地为H、C1~C6烷基和芳香基中的一种;优选为H和C1~C6烷基中的一种,更优选为H。
在本发明中,当n为2或3,R1和R2为H时,所述二苯基氧化膦衍生物具有式II或III所示的化学结构:
在本发明中,所述二苯基氧化膦衍生物的熔点为200℃~340℃,优选为210℃~330℃,进一步优选为230~300℃,更优选为250~280℃。本发明采用上述结构和熔点的二苯基氧化膦衍生物解决了常规阻燃剂存在的分散不均匀、吸湿性的问题,并且该无卤阻燃剂磷含量高,阻燃效果好,与树脂相容性好,具有较高且略低于聚酯、高温尼龙加工的熔点可以在高分子材料中呈熔融状态,进一步提高阻燃剂在高分子材料中的相容性。
本发明对所述二苯基氧化膦衍生物的合成方法没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的合成方法即可。在本发明实施例中,所述合成方法优选为本领域技术人员熟知的二苯基磷氧和相应氯代烃在碱性条件下的聚合反应即可。
以载体树脂的重量份数为10~70份计,本发明提供的阻燃母粒包括抗氧剂1~10份,优选为3~8份,更优选为5份。在本发明中,所述抗氧剂用量过少起不到抗氧化效果,用量过多抗氧剂与分子氧直接作用形成自由基,产生超前氧化效应,加速老化进程,在浓度过高时,这种超前氧化效应所产生的负面影响会抵消抗氧剂的稳定效果。在本发明中采用上述用量范围抗氧化效果最佳。
在本发明中,所述抗氧剂优选为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧化剂168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂(抗氧化剂1010)和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧化剂S9228)中的至少一种,进一步优选为抗氧化剂168、抗氧化剂1010和抗氧化剂S9228中的两种复配,最优选为抗氧化剂1010和抗氧化剂S9228复配,抗氧化剂1010和抗氧化剂168复配。本发明对所述抗氧化剂168、抗氧化剂1010和抗氧化剂S9228的用量比例关系没有特殊规定,总用量满足本发明提供的阻燃母粒对抗氧剂的要求即可。
在本发明中,采用上述复配的抗氧剂和上述用量可以更加有效地阻止高分子聚合物变粘、变色、变脆或断裂。
以载体树脂的重量份数为10~70份计,本发明提供的阻燃母粒包括协效阻燃剂0~70份,进一步优选为5~60,最优选为10~50。本发明对协效阻燃剂添加没有特殊规定,当材料要求更高的阻燃效果时则加入协效阻燃剂,但是协效阻燃剂的用量不可以超过上述范围,否者会造成材料的力学性能下降。
在本发明中,所述协效阻燃剂优选为含磷氮硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂、金属氧化物、金属酸盐和天然矿物中的至少一种,更优选为含磷氮硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂二乙基次膦酸锌、聚硅氧烷、笼型倍半硅氧烷、六苯氧基环三膦腈、聚苯基膦酸二苯砜酯、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、对苯二甲基双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)、对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、氢溴酸三聚氰胺、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、联枯协效剂(2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷)、二苯基次膦酸铝和二乙基次膦酸铝中的至少一种;金属氧化物二氧化钛、氧化锌和三氧化二铝中的至少一种;天然矿物蒙脱土、水滑石和粘土中的至少一种。最优选为二乙基次膦酸锌(ZDP)、二氧化钛、聚硅氧烷、二苯基次膦酸铝、三聚氰胺氰脲酸盐、对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、三聚氰胺氢溴酸盐和联枯协效剂(2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷)中的至少一种。在本发明中,选用上述协效阻燃剂制成的阻燃母粒应用到树脂类产品中可以表现出很好的阻燃协效效果。
本发明提供的阻燃母粒,利用具有式I结构的具有磷含量高,阻燃性好特点的二苯基氧化膦衍生物作为主阻燃剂,同时利用其低熔点的特点,提高其在高分子加工过程中的分散性;利用抗氧剂阻止高分子聚合物变粘、变色、变脆或断裂;利用载体树脂实现对二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的负载,同时提高二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的分散性和相容性;最后在载体树脂、二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的配合作用下,提高了阻燃剂的相容性和阻燃效果。
本发明还提供了上述技术方案所述阻燃母粒的制备方法,包括以下步骤:
(1)将载体树脂、二苯基氧化膦衍生物、抗氧剂和协效阻燃剂混合,得到混合物;
(2)将所述步骤(1)得到的混合物进行造粒,得到阻燃母粒。
本发明将载体树脂、二苯基氧化膦衍生物、抗氧剂和协效阻燃剂混合,得到混合物。本发明对所述混合的操作没有特殊规定,将得到的干燥原料混合均匀即可。
本发明优选在所述载体树脂、二苯基氧化膦衍生物、抗氧剂和协效阻燃剂的混合前将载体树脂、二苯基氧化膦衍生物、抗氧剂和协效阻燃剂进行干燥。本发明对所述干燥的方式没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的干燥方式,将上述材料因存放过程中吸收的水分以及一些易挥发的物质除掉即可,避免树脂因水分或易挥发物质存在,而引起树脂在加工过程中出现分解,同时避免在树脂加工过程中产生气泡。
得到混合物后,本发明将所述混合物进行造粒,得到阻燃母粒。
本发明对造粒的方式没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的造粒方式即可。在本发明中,所述造粒的装置优选为带有双螺杆的部件。在本发明中,所述双螺杆的温度优选为210~300℃,进一步优选为210~275℃,最优选为220~270℃。本发明采用上述温度,避免温度过低无法将载体树脂加工成可塑状态,同时避免温度过高而引起物料因温度高而粘在螺纹槽内,同时也避免引起原料的分解。
造粒完成后,本发明优选将所述造粒的产物依次进行冷却、干燥,得到阻燃母粒。本发明对所述冷却的方式没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可。本发明对所述干燥的方式没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的干燥方式,将生产过程中母粒吸收的水分以及没来及挥发掉的挥发性物质除掉即可。在本发明中,对所述干燥的温度没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的干燥温度即可。本发明进行对母粒干燥的目的是为了提高母粒存储过程中的稳定性。
本发明提供的制备方法容易操作,成本低廉,非常适合快速、大规模的生产。
本发明还提供了上述技术方案所述的阻燃母粒以及上述技术方案所述的制备方法制备的阻燃母粒在树脂类产品中的应用。
在本发明中,所述树脂类产品为聚酯纤维薄膜时,阻燃母粒中协效阻燃剂为聚苯基膦酸二苯砜酯、二乙基次膦酸锌、六苯氧基环三膦腈、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、笼型倍半硅氧烷和蒙脱土中的至少一种。在本发明中,该阻燃配方可以保持纤维薄膜较好的透明性和纺丝性能,充分发挥磷磷协效、磷硅协效(气相阻燃机理和固相阻燃机理相互配合)效果,不同阻燃剂在聚酯分解时的不同温度下参与到聚酯的燃烧过程中,该协效配方体系可以提高阻燃效率,降低阻燃剂添加量,同时特定的磷-硅-矿物协效可以改善聚酯的滴落性能。
在本发明中,所述树脂类产品为尼龙纤维时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、二氧化钛和粘土中的至少一种。在本发明中,该阻燃配方不仅可以保持纤维优异的可纺性,以及发挥选定阻燃剂间的磷磷协效,而且选定的二氧化钛、粘土在一定添加量时与二苯基氧化膦衍生物阻燃剂协效可以明显促进尼龙成碳,进一步提高阻燃尼龙的氧指数,同时达到V-0级的阻燃效果。
在本发明中,所述树脂类产品为聚丙烯纤维薄膜时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、2,3-二甲基-2,3-二萘基丁烷和1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷中的至少一种。在本发明中,该阻燃配方为可熔阻燃剂,不影响聚丙烯纤维的纺丝性能,同时,可以发挥磷溴协效,加入碳系自由基引发剂可进一步促进聚丙烯的分解加快热量滴落,优化三者配比,使聚丙烯在1-2%阻燃含量时就可以达到V-2级,氧指数26%以上。
在本发明中,所述树脂类产品为注塑材料时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、氢溴酸三聚氰胺、二苯基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、氧化锌、硼酸锌和水滑石中的至少一种。在本发明中,该阻燃配方通过引入氮系阻燃剂可以充分发挥磷氮阻燃元素间的气相阻燃与固相阻燃间的协效机理,以及与金属氧化物的磷-金属离子间协效催化成炭,达到优异的阻燃效果。
在本发明中,所述树脂类产品为固化片或基板时,阻燃母粒中协效阻燃剂为对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、对苯二甲基双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)、聚硅氧烷和笼型倍半硅氧烷中的至少一种。在本发明中,该阻燃配方加入的选定有机磷硅阻燃元素的协效配方体系,发挥磷磷,磷硅协效作用,提高阻燃效率。以聚烯烃为载体树脂,可以明显改善半固化片及基板的韧性,解决韧性不足的问题;该有机DPO衍生复配的阻燃母粒与高分子树脂材料具有较好的匹配性,减少了无机阻燃剂等极性阻燃剂的使用量,尽可能的减小了阻燃体系对电性能的影响,使阻燃高分子材料保持了较好的介电性能及较低的吸水率。
本发明对阻燃母粒在树脂类产品中的应用的工艺没有特殊规定,按照本领域技术人员熟知的树脂类产品的制备工艺,将树脂类产品制备工艺过程中因需要提高其阻燃性添加的阻燃成分直接替换为本发明制备的阻燃母粒即可。
在本发明中,所述阻燃母粒的载体树脂和所述树脂类产品的制备过程中选用的树脂成分可以相同也可以不同,优选为相同。选用的树脂相同时,可以进一步避免因树脂不同,存在的加工参数不同的问题,同时可以提高阻燃母粒和树脂类产品的制备过程中选用的树脂的相容性,从而进一步提高材料的阻燃性能。在本发明实施例中,所述选用的树脂为聚苯醚树脂时,优选的聚苯醚为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚、环氧基结构封端的改性聚苯醚、乙烯基结构封端的改性聚苯醚中的一种及其两种的混合物,优选加入所述母粒的载体为聚丙烯、乙烯基的弹性体、苯乙烯-丁二烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物和马来酸酐化苯乙烯-丁二烯共聚物中至少一种的阻燃母粒,来解决材料阻燃性能的同时可以赋予材料较好的力学性能。
本发明提供的阻燃母粒应用到树脂类产品中表现出很好的相容性,且阻燃效果可以达到V-0级。
下面结合实施例对本发明提供的阻燃母粒及其制备方法和应用进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例所用原料及来源:
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),巴斯夫;聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG),韩国SK;聚丙烯PPH-T03中国石油青岛炼化厂;PA6,巴斯夫B3L;PA66,美国杜邦101F NC010;PPA高温尼龙,美国杜邦FE8200 NC010;聚苯醚S202A,旭化成;丙烯酸甲酯聚苯醚SA9000,沙比克;六苯氧基环三膦腈(HPCTP)、聚苯基膦酸二苯砜酯、二苯基次膦酸铝青岛富斯林化工科技有限公司;二乙基次膦酸锌(ZDP),青岛欧普瑞新材料有限公司;聚硅氧烷,山东东岳有机硅新材料有限公司;笼型倍半硅氧烷,北京理工阻燃科技有限公司;短切玻璃纤维,T435TM,泰山玻璃纤维有限公司;短切玄武岩纤维,BFCS-13-6,浙江金石玄武岩股份有限公司;改性倍半硅氧烷(POSS),北京理工阻燃材料;抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂(抗氧剂1010)、双(2,4—二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂S9228),江苏富比亚化学品有限公司;低介电电子纤维布南亚塑胶;抗滴落剂(3300),广州熵能创新材料股份有限公司;SEBS,巴陵石化;溶剂甲苯等常规助剂市售。
性能评价方式及实行标准:
垂直燃烧测试按照GB/T2408-2008方法测试,试样尺寸(mm)(125±5)×(13.0±0.5)×(3.2/1.6±0.25);氧指数(LOI)测试按照GB/T2406.1-2008:试样尺寸(mm)(80±5)×(6.5±0.5)×(3±0.25);拉伸强度、断裂伸长率按照GB/T1040-2006方法测试,试样类型I型,拉伸速度500mm/min;介电常数(Dk),(1GHz)微波诱电分析仪量测;落锤冲击试验,ISOImpact Tester,将样品按要求安装,将落锤固定在20mm高度的位置,使其自由落体撞击材料,落锤撞击材料所产生的十字裂纹越清晰则说明材料韧性效果越好。
实施例1
具有式II结构化合物1,2-双(二苯基膦氧基)乙烷(EDPO)的制备
将200ml甲苯装入有搅拌器的单口烧瓶中,首先加入22.6g二苯基磷氧DPO,再加入溶有15gNaOH的水溶液,再加5.5g二氯乙烷,在20℃的条件下反应2h,反应完成后抽滤,用水进行洗涤,最后烘干。最终得到产物EDPO17.508g,产率达到81.3%,磷含量14.2%。
制备的具有式II结构化合物EDPO的TGA测试结果见图1,其失重5%在372.2℃,具有较高的热稳定性,最终残炭在3.97%;其DSC熔点测试见图2,其熔点为272℃。
阻燃母粒FRM-1的制备
使用鼓风烘箱对EDPO、PET、抗氧剂(1010和S9228)在150℃下烘干3.5h进行充分干燥,将干燥后的原料按EDPO占40份、PET占60份、抗氧剂(1010和S9228二者重量比2:3)共5份的重量配比,投入高速混料机进行充分混合10分钟,倒出混合均匀的混合料投入挤出机喂料斗,双螺杆温度设定为270℃,进行加工挤出,冷却造粒,母粒无色透明,颗粒大小均匀,无团聚粉末,最后在130℃下烘干,制得白色阻燃母粒FRM-1。
实施例2
具有式III结构化合物1,4-双(二苯基膦氧基)丁烷(BDPO)的制备
将800ml甲苯装入有搅拌器的单口烧瓶中,首先加入118g二苯基磷氧DPO,再加入溶有70gNaOH的水溶液,加入35.5g二氯丁烷,在保温20℃的环境下反应2h。反应完成后抽滤,用水进行洗涤,最后烘干,最终得到产物BDPO115..8g,产率达到91%,磷含量13.5%。
制备的具有式III结构化合物BDPO的TGA测试结果见图3,其失重5%在347℃,具有较高的热稳定性,最终残炭在1.2%;其DSC熔点测试见图4,其熔点为263℃。
阻燃母粒FRM-2的制备
使用鼓风烘箱对BDPO、PET和抗氧剂(1010和S9228)在120℃下烘干3.5h进行充分干燥,将干燥后的原料按BDPO占40份、PET占60份、抗氧剂(1010和S9228,二者重量比2:3)共5份的重量配比投入高速混料机进行充分混合10分钟,倒出混合均匀的混合料投入挤出机喂料斗,双螺杆温度设定为260℃,进行加工挤出,冷却造粒,母粒无色透明,颗粒大小均匀,无团聚粉末,最后在130℃下烘干,制得白色阻燃母粒FRM-2。
实施例3-29涉及到的原料EDPO和BDPO均采用实施例1或2中提供的制备方法获得。
实施例3
阻燃母粒FRM-3的制备
使用鼓风烘箱对BDPO、二乙基次膦酸锌(ZDP)、聚硅氧烷5份、PET和抗氧剂(1010和S9228)在150℃下烘干3.5h进行充分干燥,将干燥后的原料按BDPO30份、二乙基次膦酸锌(ZDP)5份、聚硅氧烷5份、PET60份、抗氧剂(1010和S9228,二者重量比2:3)共5份的重量配比投入高速混料机进行充分混合10分钟,倒出混合均匀的混合料投入挤出机喂料斗,双螺杆温度设定为260℃,进行加工挤出,冷却造粒,母粒成品无色透明,颗粒大小均匀,最后在130℃下烘干,制得白色阻燃母粒FRM-3。
实施例4
将阻燃母粒烘干,按照阻燃母粒FRM-2与PET聚酯切片的重量比为3:97的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为275℃,挤出后冷却造粒,阻燃聚酯组合物无色透明,再烘干,取出将其填充于模具中,在270℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例5
将阻燃母粒烘干,按照阻燃母粒FRM-2与PET聚酯切片的重量比为10:90的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为275℃,挤出后冷却造粒,阻燃聚酯组合物无色透明,烘干,取出将其填充于模具中,在270℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例6
将阻燃母粒烘干,按照阻燃母粒FRM-1与PET聚酯切片的重量比为10:90的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为275℃,挤出后冷却造粒,阻燃聚酯组合物无色透明,烘干,取出将其填充于模具中,在270℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例7
将阻燃母粒烘干,按照阻燃母粒FRM-3与PET聚酯切片的重量比为10:90的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为275℃,挤出后冷却造粒,烘干,取出将其填充于模具中,在270℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例8
将阻燃母粒烘干,按照阻燃母粒FRM-2与PBT聚酯切片的重量比为10:90的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为235℃,挤出后冷却造粒,阻燃聚酯组合物无色透明,烘干,取出将其填充于模具中,在240℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例9
将阻燃母粒烘干,按照阻燃母粒FRM-2与PETG切片的重量比为10:90的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为230℃,挤出后冷却造粒,阻燃聚酯组合物无色透明,烘干,取出将其填充于模具中,在230℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例10
将原料烘干,按照FRM-1阻燃母粒35份,BFCS-13-6玄武岩纤维增材材料25份,PET聚酯40份混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为280℃,挤出后冷却造粒,烘干,取出将其填充于模具中,在280℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例11
将原料烘干,按照FRM-1阻燃母粒35份,BFCS-13-6玄武岩纤维增材材料25份,PET聚酯40份,抗滴落剂聚四氟乙烯0.5份混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为280℃,挤出后冷却造粒,烘干,取出将其填充于模具中,在280℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例12
将原料烘干,按照FRM-2阻燃母粒35份,T435TM短切玻璃纤维增材材料25份,PET聚酯40份混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为280℃,挤出后冷却造粒,烘干,取出将其填充于模具中,在280℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例13
将原料烘干,按照FRM-3阻燃母粒35份,BFCS-13-6玄武岩纤维增材材料25份,PET聚酯40份混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为280℃,挤出后冷却造粒,烘干,取出将其填充于模具中,在280℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例14
将原料烘干,按照FRM-3阻燃母粒35份,BFCS-13-6玄武岩纤维增材材料25份,PET聚酯30份,PETG树脂10份混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为280℃,挤出后冷却造粒,烘干,取出将其填充于模具中,在280℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
对实施例4~14中的材料进行阻燃性能测试,得到测试结果如表1所示。
表1实施例4~14中阻燃性能的测试结果
由表1可看出,在聚酯体系中单独加入本发明制备的只含有DPO衍生物阻燃母粒1及阻燃母粒2时,纯PET表现出了比较好的阻燃效果,氧指数和垂直燃烧有一定的提高,但仍然存在滴落和达不到1.6mm V-0的阻燃等级。使用本发明限定的二苯基氧化膦衍生物复配协效阻燃剂制备的阻燃母粒3时,制备的阻燃聚酯达到1.6mm V-0级,LOI提高到34.5%,阻燃增强聚酯达到0.8mm V-0的阻燃效果,这是因为该复配阻燃体系可以充分发挥磷磷协效、磷硅协效(气相阻燃机理和固相阻燃机理相互配合)效果,不同阻燃剂在聚酯分解时的不同温度下参与到聚酯的燃烧过程中,可以明显提高阻燃效率,降低阻燃剂添加量,同时特定的磷-硅协效可以解决聚酯容易滴落的问题。
实施例15
阻燃母粒FRM-4的制备
使用鼓风烘箱对EDPO、PA66载体树脂、二氧化钛和抗氧剂(1010和S9228)在85℃下烘干3.5h进行充分干燥,将烘干后的原料,按照60份EDPO、40份PA66载体树脂、6份二氧化钛、5份抗氧剂(1010和S9228,二者重量比2:3)的重量配比投入高速混料机进行充分混合10分钟,倒出混合均匀的混合料投入挤出机喂料斗,双螺杆温度设定为270℃,进行加工挤出,冷却造粒,母粒成品呈白色半透明状,分散性好无团聚粉末,在100℃下烘干,制得白色阻燃母粒FRM-4。
实施例16
阻燃母粒FRM-5的制备
使用鼓风烘箱对EDPO、二苯基次膦酸铝、三聚氰胺氰脲酸盐、PA66载体树脂、二氧化钛和抗氧剂(1010和S9228)在85℃下烘干3.5h进行充分干燥,按照20份EDPO、40份二苯基次膦酸铝、10份三聚氰胺氰脲酸盐、40份PA66载体树脂、5份二氧化钛、抗氧剂(1010和S9228,二者重量比2:3)共5份的重量配比投入高速混料机进行充分混合10分钟,倒出混合均匀的混合料投入挤出机喂料斗,双螺杆温度设定为270℃,进行加工挤出,冷却造粒,母粒成品在100℃下烘干,制得白色半透明状阻燃母粒FRM-5。
实施例17
阻燃母粒FRM-6的制备
使用鼓风烘箱对EDPO、对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、笼型倍半硅氧烷、聚丙烯载体树脂、SEBS在85℃下烘干3-4h进行充分干燥,按照40份EDPO、40份对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、笼型倍半硅氧烷6份、15份聚丙烯载体树脂、5份SEBS载体树脂、5份抗氧剂(168和1010质量比为2:1)的重量配比投入高速混料机进行充分混合10分钟,倒出混合均匀的混合料投入挤出机喂料斗,双螺杆温度设定为200℃,进行加工挤出,冷却造粒,母粒成品在80℃下烘干,制得半透明状阻燃母粒FRM-6。
实施例18
阻燃母粒FRM-7的制备
使用鼓风烘箱对EDPO、三聚氰胺氢溴酸盐、联枯协效剂(2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷)、三聚氰胺氰脲酸盐、聚丙烯载体树脂、1010抗氧剂、168抗氧剂在80℃下烘干3.5h进行充分干燥,按照12.5份EDPO、37.5份三聚氰胺氢溴酸盐、5份联枯协效剂(2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷)、10份三聚氰胺氰脲酸盐、50份聚丙烯载体树脂、2.5份1010抗氧剂、2.5份168抗氧剂的重量配比投入高速混料机进行充分混合10分钟,倒出混合均匀的混合料投入挤出机喂料斗,双螺杆温度设定为220℃,进行加工挤出,冷却造粒,母粒成品在80℃下烘干,制得白色半透明状阻燃母粒FRM-7。
实施例19
取PPA树脂100份,将原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为325℃,挤出后冷却造粒,烘干,取出将其填充于模具中,在320℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例20
阻燃母粒烘干后,按照阻燃母粒FRM-4与PA6的重量比为10:90的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为240℃,挤出后冷却造粒,阻燃PA6树脂组合物半透明,烘干,取出将其填充于模具中,在240℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例21
按照阻燃母粒FRM-4与PA66的重量比为20:80的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为270℃,挤出后冷却造粒,阻燃PA66树脂组合物半透明,烘干,取出将其填充于模具中,在270℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例22
按照阻燃母粒FRM-5与PA66的重量比为20:80的比例混合,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为270℃,挤出后冷却造粒,无团聚粉末,烘干,取出将其填充于模具中,在270℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例23
按照FRM-5阻燃母粒20份,PPA树脂50份,玻璃纤维T435TM 30份的的比例混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为320℃,挤出后冷却造粒,无团聚粉末,烘干,取出将其填充于模具中,在320℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例24
按照FRM-5阻燃母粒20份,PPA树脂40份,PA66树脂10份,纤维BFCS-13-6 30份的的比例混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为320℃,挤出后冷却造粒,无团聚粉末,烘干,取出将其填充于模具中,在320℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例25
按照FRM-6阻燃母粒15份,PP树脂85份的的比例混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为220℃,挤出后冷却造粒,无团聚粉末,烘干,取出将其填充于模具中,在220℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例26
按照FRM-7阻燃母粒4份,PP树脂96份的的比例混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为220℃,挤出后冷却造粒,无团聚粉末,烘干,取出将其填充于模具中,在220℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例27
按照FRM-6阻燃母粒10份,PPO(S202A)树脂70份,T435TM玻璃纤维20份的比例混合均匀,将混合原料喂入螺杆挤出机熔融挤出,螺杆挤出机最高温度设定为250℃,挤出后冷却造粒,无团聚粉末,烘干,取出将其填充于模具中,在250℃的平板硫化机压片成型,待其冷却后切样测试。
实施例28
将100份MPPO(SA9000),在100份甲苯溶剂中充分分散溶解,然后再加入3份交联促进剂DPC混合均匀,得到聚苯醚树脂组合物的甲苯溶液即树脂清漆,浓度55%,以含浸或涂覆方式使树脂组合物附着于玻璃纤维布,再进行加热烘烤成半固化态而得半固化片。取四张上述制得的半固化片及两张铜箔,依铜箔、四片半固化片、铜箔的顺序进行迭合,再于真空条件下经由200℃压合1.5小时形成铜箔基板,分别将上述含铜箔基板及铜箔蚀刻后不含铜箔的基板做物性测定。
实施例29
将80份MPPO(SA9000),20份阻燃母粒FRM-6,在100份甲苯溶剂中充分分散溶解,然后再加入3份交联促进剂DPC混合均匀,得到阻燃改性聚苯醚树脂组合物的甲苯溶液即树脂清漆,浓度55%,以含浸或涂覆方式使树脂组合物附着于玻璃纤维布,再进行加热烘烤成半固化态而得半固化片。取四张上述制得的半固化片及两张铜箔,依铜箔、四片半固化片、铜箔的顺序进行迭合,再于真空条件下经由200℃压合1.5小时形成铜箔基板,分别将上述含铜箔基板及铜箔蚀刻后不含铜箔的基板做物性测定。
实施例19~29的测试结果如表2所示。
对实施例19~29中的材料进行阻燃、力学以及电学性能测试,得到测试结果如表2所示。
表2实施例19~29中材料阻燃、力学以及电学性能的测试结果
备注:——表示垂直阻燃效果很差几乎不具有阻燃性,空格表示未添加该组分或者未测试该项性能
由表2可看出,在纯PA6,PA66及其PPA中加入本发明制备的阻燃母粒时都具有良好的阻燃效果。其中分别在PA6和PA66加入DPO衍生物阻燃剂与二氧化钛复配制备的阻燃母粒4时,添加10%时PA6垂直燃烧达到V-2级,氧指数达到29.5%,氧指数明显提高,加入20%阻燃母粒,PA66氧指数达到了30%以上,并且垂直燃烧达到3mm V-0级,该阻燃母粒可以应用于阻燃尼龙的熔融纺丝中,阻燃效果优异可纺性强;在玻纤增强尼龙体系中将本发明限定的二苯基氧化膦衍生物与常用的磷氮阻燃剂和金属氧化物按一定比例制备的阻燃母粒5使用时,可以使聚酰胺材料达到1.6mm V-0的阻燃效果,氧指数进一步提高到35%以上,同时保持较好的机械性能和较低的吸水率。这是因为该复配体系引入其他特定磷系阻燃剂和氮系阻燃剂可以充分发挥磷氮阻燃元素间的气相阻燃与固相阻燃间的协效机理,而且选定的二氧化钛在一定添加量时与磷系阻燃剂协效可以明显促进聚酰胺成碳,进一步提高阻燃聚酰胺的氧指数,同时达到V-0级的阻燃效果。
在聚丙烯中添加本发明限定的二苯基氧化膦衍生物阻燃成分和聚硅氧烷构成的阻燃母粒FRM-6,添加15%聚丙烯才能达到V-2级,氧指数提升较小,阻燃效果一般;当添加4%的磷溴引发剂复配制成的FRM-7母粒时就可以使聚丙烯达到V-2级,氧指数提高到26.5%。这是因为本发明限定的二苯基氧化膦衍生物也可以与溴系阻燃剂产生明显的磷溴协效阻燃效果,同时加入少量的碳系自由基引发剂可进一步促进聚丙烯的分解加快热量滴落,从而达到优异的阻燃效果。该阻燃体系可以应用于聚丙烯模塑料及聚丙烯纤维薄膜中。
实施例27~29中,将本发明制备的阻燃母粒6加入到普通聚苯醚中,添加10%可以使玻纤增强PPO,达到V-0级,氧指数36.9%。由于聚苯醚具有极低的介电常数、介电损耗和吸水率、优异的耐热性、良好的尺寸稳定性以及与铜箔具有优良的粘接性能等特点,在电子电气领域具有非常大的应用空间,聚苯醚结构本身是有一定阻燃性,但由于引入乙烯基等反应基团以及分子量的降低后阻燃性能明显降低,垂直燃烧无等级,氧指数降至21%左右,同时交联固化后存在韧性不足等问题。
本发明提供的阻燃母粒尤其是在带有活性基团封端的改性PPO、阻燃母粒、溶剂、交联促进剂得到的树脂清漆,以含浸或涂覆方式使树脂组合物附着于玻璃纤维布,加热加压制成的层压板中,添加20%阻燃母粒垂直燃烧由无等级提高到V-0级,氧指数由21.3%提高到29.8%,具有较好的阻燃效果,并且保持了与未加阻燃剂的纯PPO相近的较低的介电常数,这是因为加入的特定有机磷硅阻燃元素的协效配方体系,该有机DPO衍生复配的阻燃母粒与该高分子树脂材料具有较好的热分解匹配性,充分发挥了磷磷,磷硅协效作用,提高阻燃效率。该阻燃母粒可以减少无机阻燃剂等极性阻燃剂的使用,尽可能的减小了阻燃体系对层压板介电性能和吸水率的影响,并且聚烯烃载体树脂为非极性树脂,多种影响因素的协效结合最终使该阻燃PPO层压板保持了较好的介电性能及较低的吸水率。通过落锤冲击试验,发现加入FRM-6阻燃母粒后的样片相比未加入阻燃母粒的样片落锤撞击产生的十字裂纹明显清晰,这是因为该阻燃母粒中的阻燃剂和载体树脂与聚苯醚具有较好的相容性,以及加入的韧性较好的聚烯烃类载体树脂可以明显改善聚苯醚层压板的韧性,解决聚苯醚类层压板韧性不足的问题。未来可广泛用于对阻燃,介电性能有较高要求的印制电路板的胶片,高速高频覆铜板及其它纤维布层压板,电子电气,工程塑料等领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的阻燃母粒,其特征在于,包括如下重量份的组分:载体树脂20~60份,二苯基氧化膦衍生物20~70份、抗氧剂3~8份和协效阻燃剂5~60份。
4.根据权利要求1或2所述的阻燃母粒,其特征在于,所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的阻燃母粒,其特征在于,所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的两种复配而成。
6.根据权利要求1或2所述的阻燃母粒,其特征在于,所述协效阻燃剂为金属氧化物、金属酸盐、天然矿物、碳系自由基引发剂、含磷、氮和硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的阻燃母粒,其特征在于,
所述金属氧化物为二氧化钛、氧化锌和三氧化二铝中的至少一种;
所述天然矿物为蒙脱土、水滑石和粘土中的至少一种;
所述金属酸盐为硼酸锌和锡酸锌中的至少一种;
所述碳系自由基引发剂为2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷和2,3-二甲基-2,3-二萘基丁烷中的至少一种;
所述含磷、氮和硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂为二乙基次膦酸锌、聚硅氧烷、笼型倍半硅氧烷、六苯氧基环三膦腈、聚苯基膦酸二苯砜酯、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、对苯二甲基双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)、对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、氢溴酸三聚氰胺、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、二苯基次膦酸铝和二乙基次膦酸铝中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的阻燃母粒,其特征在于,所述载体树脂为聚酯、聚酰胺和聚烯烃中的至少一种。
9.权利要求1~8任一项所述的阻燃母粒的制备方法,包括以下步骤:
(1)将载体树脂、二苯基氧化膦衍生物、抗氧剂和协效阻燃剂混合,得到混合物;
(2)将所述步骤(1)得到的混合物进行造粒,得到阻燃母粒。
10.权利要求1~8任一项所述阻燃母粒或按照权利要求9所述制备方法制备的阻燃母粒在树脂类产品中的应用,其特征在于,
所述树脂类产品为聚酯纤维薄膜时,阻燃母粒中协效阻燃剂为聚苯基膦酸二苯砜酯、二乙基次膦酸锌、六苯氧基环三膦腈、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、笼型倍半硅氧烷和蒙脱土中的至少一种;
所述树脂类产品为尼龙纤维时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、二氧化钛和粘土中的至少一种;
所述树脂类产品为聚丙烯纤维薄膜时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、2,3-二甲基-2,3-二萘基丁烷和1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷中的至少一种;
所述树脂类产品为注塑材料时,阻燃母粒中的协效阻燃剂为三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、氢溴酸三聚氰胺、二苯基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、氧化锌、硼酸锌和水滑石中的至少一种;
所述树脂类产品为固化片或基板时,阻燃母粒中协效阻燃剂为对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、对苯二甲基双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)、聚硅氧烷和笼型倍半硅氧烷中的至少一种。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010492979.4A CN111440424A (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 |
PCT/CN2020/106195 WO2021243836A1 (zh) | 2020-06-03 | 2020-07-31 | 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010492979.4A CN111440424A (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111440424A true CN111440424A (zh) | 2020-07-24 |
Family
ID=71652217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010492979.4A Withdrawn CN111440424A (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111440424A (zh) |
WO (1) | WO2021243836A1 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112679933A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-20 | 浙江旭森非卤消烟阻燃剂有限公司 | 一种环保型阻燃透明聚酯材料 |
CN112679539A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-04-20 | 李萍萍 | 一种含有双二苯基次膦氧结构的化合物及其制备方法 |
WO2021243836A1 (zh) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 山东科技大学 | 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 |
CN114230906A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 天津金发新材料有限公司 | 一种低烟密度阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 |
CN115011087A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-09-06 | 华润化学材料科技股份有限公司 | 一种阻燃聚酯泡沫板及其制备方法 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114134592A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-04 | 石狮市益明染织有限公司 | 一种耐阻燃的涤纶丝及其制备方法 |
CN115160758B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-10-27 | 湖北合聚高分子材料有限公司 | 一种用于汽车零部件的六方氮化硼改性无卤阻燃pc/abs材料及其制备方法和应用 |
CN115042497B (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-01 | 杭州和顺科技股份有限公司 | 一种双向拉伸阻燃聚酯薄膜及其制备方法 |
CN115594915B (zh) * | 2022-09-20 | 2023-09-08 | 道恩周氏(青岛)复合包装材料有限公司 | 一种固碳减排塑料母粒及其制备方法及应用 |
CN115466385B (zh) * | 2022-10-31 | 2024-03-26 | 中化学科学技术研究有限公司 | 一种聚酰胺膜及制备方法、电子器件 |
CN115819961B (zh) * | 2022-11-30 | 2024-05-07 | 江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司 | 尼龙6阻燃复合材料制备方法 |
CN116041893B (zh) * | 2023-01-28 | 2023-06-13 | 山东旭锐新材股份有限公司 | 高热稳定性溴化sbs阻燃母粒、制备方法和xps材料 |
CN116285190A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-06-23 | 广东甲乙新材料有限责任公司 | 一种阻燃母粒、高耐冲击的阻燃聚合物材料 |
CN116041871B (zh) * | 2023-02-21 | 2024-06-25 | 万华化学(宁波)有限公司 | 一种阻燃母粒和高cti阻燃pc产品 |
CN117511244B (zh) * | 2023-11-27 | 2024-05-28 | 江苏大自然智能家居有限公司 | 一种防火复合木质地板及其制备方法 |
CN117903711B (zh) * | 2024-01-03 | 2024-08-20 | 江西欣美新材料科技有限公司 | 一种应用于锂电池的蓝色绝缘胶带及其制造方法 |
CN118325338B (zh) * | 2024-04-18 | 2024-09-10 | 高州市兆翔新材料有限公司 | 一种阻燃硅酮母粒及其制备方法和应用 |
CN118271746A (zh) * | 2024-05-08 | 2024-07-02 | 宁夏永大石化有限公司 | 一种含氮阻燃剂的聚丙烯复合阻燃材料 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3370030A (en) * | 1966-03-14 | 1968-02-20 | American Cyanamid Co | Flame-retardant compositions for plastics |
JP2005170964A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 難燃性ポリアミド組成物 |
CN103849042A (zh) * | 2012-12-04 | 2014-06-11 | 青岛三利中德美水设备有限公司 | 一种用于改性聚乙烯的无卤阻燃抗静电母粒 |
CN105238000B (zh) * | 2014-07-10 | 2017-08-25 | 中山台光电子材料有限公司 | 一种低介电复合材料及其积层板和电路板 |
CN105713312B (zh) * | 2014-12-05 | 2017-11-14 | 台光电子材料(昆山)有限公司 | 芳香族四官能乙烯苄基树脂组成物及其应用 |
CN108456397B (zh) * | 2017-02-17 | 2020-06-02 | 联茂电子股份有限公司 | 具有低介电损耗的无卤素环氧树脂组成物 |
CN110760163B (zh) * | 2019-11-21 | 2021-05-14 | 山东科技大学 | 一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用 |
CN111440424A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-07-24 | 山东科技大学 | 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-06-03 CN CN202010492979.4A patent/CN111440424A/zh not_active Withdrawn
- 2020-07-31 WO PCT/CN2020/106195 patent/WO2021243836A1/zh active Application Filing
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021243836A1 (zh) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 山东科技大学 | 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 |
CN112679933A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-20 | 浙江旭森非卤消烟阻燃剂有限公司 | 一种环保型阻燃透明聚酯材料 |
CN112679539A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-04-20 | 李萍萍 | 一种含有双二苯基次膦氧结构的化合物及其制备方法 |
CN112679539B (zh) * | 2021-01-05 | 2024-02-13 | 李萍萍 | 一种含有双二苯基次膦氧结构的化合物及其制备方法 |
CN114230906A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 天津金发新材料有限公司 | 一种低烟密度阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 |
CN114230906B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-05-09 | 天津金发新材料有限公司 | 一种低烟密度阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 |
CN115011087A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-09-06 | 华润化学材料科技股份有限公司 | 一种阻燃聚酯泡沫板及其制备方法 |
CN115011087B (zh) * | 2022-07-18 | 2024-05-17 | 华润化学材料科技股份有限公司 | 一种阻燃聚酯泡沫板及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021243836A1 (zh) | 2021-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111440424A (zh) | 一种阻燃母粒及其制备方法和应用 | |
CN101768338B (zh) | 无卤无锑阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料及制备方法 | |
US8034870B2 (en) | Flame-retardant polyester composition | |
US7759418B2 (en) | Flame retardant resin composition | |
US6433046B1 (en) | Flame retardant resin compositions containing phosphoramides, and method of making | |
US20060247343A1 (en) | Flame resistant synthetic resin composition | |
CN101845205A (zh) | 以废弃pet瓶片为原料的无卤阻燃工程塑料及制备方法 | |
CN110760163B (zh) | 一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用 | |
JP2005501154A (ja) | 難燃性ポリエステル組成物、その製造方法並びに該組成物から得られる物品 | |
CN114790330A (zh) | 一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物及其制备方法 | |
CN114605789B (zh) | 一种pbt复合材料及其制备方法和应用 | |
KR20200080311A (ko) | 에폭시 수지를 포함하는 인화된 무수물 | |
CN115304913B (zh) | 具备高灼热丝起燃温度的增强阻燃次磷酸盐/尼龙复合材料及其制备方法 | |
CN103450672A (zh) | 一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙6粒子及制备方法 | |
KR20190025561A (ko) | 열가소성 수지 조성물 및 그것을 성형해서 이루어지는 성형체 | |
JP2013518169A (ja) | リン含有化合物を有する組成物 | |
JP2007297568A (ja) | 難燃性ポリアミド系樹脂組成物 | |
Xiang et al. | Thermal degradation behavior and flame retardant properties of PET/DiDOPO conjugated flame retardant composites | |
JP2008050509A (ja) | 難燃性ポリアミド系樹脂組成物 | |
CN111592754A (zh) | 一种溴系阻燃聚酰胺组合物及其制备方法 | |
CN112795145B (zh) | 一种不含锑白的高gwit溴系阻燃pbt及其制备方法和应用 | |
WO2001038439A1 (en) | Flame-retardant polyamide resin composition, and electrical parts employing the same | |
CN109181294B (zh) | 利用无机和烷基亚磷酸金属盐提高热塑性聚合物或其复合物的高温热稳定方法 | |
DE4016416A1 (de) | Flammgeschuetzte, nicht tropfende polyalkylenterephthalat-formmassen | |
CN109082116B (zh) | 利用烷基亚磷酸金属盐提高热塑性聚合物或其复合物的高温热稳定方法 |
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 | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200724 |