CN112778599B - 一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料，由如下方法制备得到：S1.将聚烯烃树脂，相容剂加入挤出机的主喂料机，将玻璃纤维加入侧喂料机，通过挤出机混合挤出、造粒得到增强玻纤母粒；S2.将聚烯烃树脂，阻燃剂加入挤出机的主喂料机，通过挤出机混合、挤出、造粒得到阻燃母粒；S3.将步骤S1的增强玻纤母粒和步骤S2的阻燃母粒物料共混制得；所述增强玻纤母粒的长度大于等于1mm。采用增强玻纤母粒和阻燃母粒混合使得该复合材料具有V‑0阻燃、高强度和高耐热。

Description

一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，更具体地，涉及一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料及其制备方法。
背景技术
目前，猪、鸡、牛等牲畜和家禽普遍采用圈养，其中漏粪板是圈舍的重要装置，一方面可保证禽畜的粪便和尿液能流入粪沟中，降低人工清理成本，有利于禽畜生长。
现有的大尺寸漏粪板多为水泥预制、玻纤复合塑料LFT-D等，但此类漏板有其自身和生产效率方面的缺陷，主要表现为：(1)水泥板自身比重大，运输和安装成本高；(2)LFT-D板通过在线模压成型，但生产效率低、成型周期长，影响施工进度，塑料板不阻燃，不自带防火自熄功能。
中国专利(CN105199222A)公开了一种利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，虽然该方法制备的漏粪板具有一定的强度和模量，但是不具有阻燃能力且生产周期长。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料。
本发明的另一目的在于提供一种漏粪板，含有所述阻燃增强聚烯烃复合材料。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料，由如下方法制备得到：
S1.将聚烯烃树脂，相容剂加入挤出机的主喂料机，将玻璃纤维加入侧喂料机，通过挤出机混合挤出、造粒得到增强玻纤母粒；
S2.将聚烯烃树脂，阻燃剂加入挤出机的主喂料机，通过挤出机混合、挤出、造粒得到阻燃母粒；
S3.将步骤S1的增强玻纤母粒和步骤S2的阻燃母粒物料共混制得；
所述增强玻纤母粒的长度大于等于1mm。
常规工艺是将长玻纤与阻燃剂同时通过挤出机生产，由于阻燃剂添加量多、熔体黏度非常大，导致玻纤极易被剪碎，大大降低了玻纤长度，从而降低大尺寸塑料漏粪板的强度和刚性，无法替代水泥漏粪板。
而本发明人意外的发现，将长玻纤和聚烯烃制成母粒，将阻燃剂与聚烯烃树脂制成阻燃母粒，能够得到高强度高阻燃的聚烯烃复合材料，其原因可能是，一方面，将玻璃纤维和聚烯烃制成增强玻纤母粒，保证了玻纤长度尽可能的长、从而大大提升了注塑成型的大尺寸塑料漏粪板的强度和刚度；另一方面，阻燃剂耐热性差，如果将长玻纤与阻燃剂同时通过挤出机生产，会造成阻燃剂分解，导致阻燃失效，本发明将阻燃剂和聚烯烃制成母粒，避免加工温度过高导致阻燃剂分解。
优选地，所述步骤S1和所述步骤S2的挤出机的转速为300～500r/min。在这个转速范围内，可以减少玻璃纤维的剪切速度，避免玻璃纤维被减的很碎，影响综合性能。
优选地，所述步骤S2的挤出机的加工温度为160～190℃。步骤S2的温度在这个范围内具有可以避免阻燃剂因为高温分解，导致阻燃剂失效。
优选地，所述玻璃纤维的长度为8～15mm。
更优选地，所述玻璃纤维的长度为10～13mm，当玻璃纤维的长度在这个范围内时，兼具较高的刚性和韧性。
优选地，所述增强玻纤母粒的长度小于等于15mm，若超过15mm，其他性能会下降。
优选地，按重量份计算，所述增强玻纤母粒为20～95份；所述阻燃母粒为5～80份。
更优选地，所述增强玻纤母粒包括聚烯烃树脂15～55份，相容剂1～10份，玻璃纤维4～30份；
更优选地，所述阻燃母粒包括聚烯烃树脂4～60份，阻燃剂1～20份。
所述聚烯烃为乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯或4-甲基-1-戊烯单独聚合或共聚合得到。
优选地，所述相容剂为马来酸酐改性聚烯烃。
优选地，所述阻燃剂为氮-磷阻燃剂或溴系阻燃剂，所述氮-磷阻燃剂是指无卤膨胀阻燃剂；溴系阻燃剂是指十溴二苯乙烷和/或乙基-双(四溴苯邻二甲酰亚胺)与锑白复配而成。
所述阻燃增强聚烯烃复合材料在漏粪板中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料，该复合材料采用新的制备方法制备，具体是分别制备增强玻纤母粒和阻燃母粒，增强玻纤母粒能保证加工后的玻纤长度尽可能的长，从而使复合材料具有足够大的刚性，另一方面，阻燃母粒可以防止阻燃剂分解，导致阻燃等级下降，制备的聚烯烃复合材料具有V-0阻燃等级、高强度和高耐热。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下实施例及对比例中采用的原料如下：
聚烯烃树脂A：聚乙烯：HDPE 5000S，扬子石化；
聚烯烃树脂B：聚丙烯：PP EP300M，中海壳牌；
玻璃纤维A：直径为10μm，市售；
玻璃纤维B：直径为8μm，市售；
玻璃纤维C：直径为13μm，市售；
玻璃纤维D：直径为15μm，市售；
相容剂A：PP-g-MAH，南海柏晨公司；
相容剂B：HDPE-g-MAH，南海柏晨公司；
阻燃剂：溴系阻燃剂，十溴二苯乙烷，以色列化工集团。阻燃协效剂：锑白，辰州锑业有限公司；
实施例1～11通过以下方法制备得到一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料，均按照表1～3的重量份称取各组分，具体步骤如下：
S1.增强玻纤母粒：将聚烯烃树脂，相容剂加入挤出机的主喂料机，将玻璃纤维加入侧喂料机，通过挤出机混合挤出、造粒而制得增强玻纤母粒；所述挤出机的转速为400r/min，所述挤出机的加工温度为160～250℃；
S2.阻燃母粒：将聚烯烃树脂，阻燃剂加入挤出机的主喂料机，通过挤出机混合、挤出、造粒而制得阻燃母粒；所述挤出机的转速为400r/min，所述挤出机的加工温度为160～190℃。
实施例1～4
表1实施例1～4的配方(份)
Figure BDA0002857926460000041
实施例5～7
表2实施例5～7的配方(份)
Figure BDA0002857926460000042
实施例8～11
表3实施例8～11和对比例1的配方(份)
Figure BDA0002857926460000043
Figure BDA0002857926460000051
对比例1
制备方法同实施例1，配方见表3，但在制备玻增强纤母粒时，切粒时将母粒长度切为0.5mm。
对比例2
对比例2采用常规制备方法，S1.称量各组分，将聚烯烃树脂、相容剂、阻燃剂经混合机混合均匀，得到混合物料；
S2.将步骤S1所得的混合物料通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，玻璃纤维通过双螺杆挤出机的侧喂料口喂入，经熔融、挤出、后加工得到，组分含量与实施例2相同。
本实施例和对比例制备的应用于漏粪板的复合材料经过以下方法测试：
1.弯曲强度和弯曲模量：按照ISO 178：2010标准测试；
2.缺口冲击强度：按照ISO 180：2019标准进行测试；
3.热变形温度：按照ISO 75-2：2013标准进行测试；
4.垂直燃烧的测试方法：按照UL94标准，测试样条厚度为1.6mm；
表4实施例和对比例的测试结果
Figure BDA0002857926460000052
Figure BDA0002857926460000061
从实施例1～4看，随着增强玻纤母粒的长度变长，弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度和热变形温度各实施例有变化，当玻纤母粒长度超过15mm时，其综合性能下降。
从实施例2和5～7看，不同含量的玻璃纤维，对强度影响非常明显，玻璃纤维添加量越高，弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度和热变形温度也就越高。
从实施例8～11看，选择不同玻璃纤维的长度，从数据来看，当玻璃纤维的长度在10～13μm时，效果最好，、综合性能表现最优，增强作用非常明显，有利于提升注塑漏粪板强度和刚性，从而实现高强度、高耐热、高效阻燃V-0。
从对比例1看，当增强玻纤母粒的长度的为0.5mm时，其性能不满满足要求。
从对比例2看，当时用传统的制备方法，阻燃性能大大下降，不能达到V-0阻燃，其刚性也下降，无法满足漏粪板高强度、高韧性，高效阻燃的需求。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料，其特征在于，由如下方法制备得到：
S1.将聚烯烃树脂，相容剂加入挤出机的主喂料机，将玻璃纤维加入侧喂料机，通过挤出机混合挤出、造粒得到增强玻纤母粒；
S2.将聚烯烃树脂，阻燃剂加入挤出机的主喂料机，通过挤出机混合、挤出、造粒得到阻燃母粒；
S3.将步骤S1的增强玻纤母粒和步骤S2的阻燃母粒物料共混制得；
所述增强玻纤母粒的长度为15mm；
所述玻璃纤维的直径为8μm；
所述应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料，按重量份计算，所述增强玻纤母粒为85份；所述阻燃母粒为40份；
所述增强玻纤母粒包括聚烯烃树脂50份，玻璃纤维30份，相容剂5份；
所述阻燃母粒包括聚烯烃树脂30份，阻燃剂10份。
2.根据权利要求1所述应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料，其特征在于，所述步骤S1和所述步骤S2的挤出机的转速为300～500r/min。
3.根据权利要求1所述应用于漏粪板的阻燃增强聚烯烃复合材料，其特征在于，所述步骤S2的挤出机的加工温度为160～190℃。
4.一种漏粪板，其特征在于，含有权利要求1～3任一项所述阻燃增强聚烯烃复合材料。
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