CN113201213A - 一种高阻燃性工程塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃性工程塑料及其制备方法，涉及工程塑料技术领域，本发明高阻燃性工程塑料，按重量份计，包括PC树脂30‑45份、尼龙单15‑25份，复合纤维15‑20份，阻燃剂8‑12份，阻燃助剂1‑3份，增韧剂4‑6份，润滑剂4‑6份，稳定剂1‑3份，偶联剂2‑4份，抗氧化剂1‑3份、色母粒2‑4份和无机填料4‑8份。本发明方法制备的高阻燃性工程塑料具备很强的阻燃性能，使用安全性高，环境适应能力强，并且本发明工程塑料的制备方法操作简单，制备成本低，制备效率高，有利于推广。

Description

一种高阻燃性工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料技术领域，特别涉及一种高阻燃性工程塑料及其制备方法。
背景技术
工程塑料可作工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料，工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用，工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类；者主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料；后者主要是指耐热达150℃以上的工程塑料，主要品种有聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等，工程塑料的性能特点主要是：①、与通用塑料相比，工程塑料具有优良的耐热和耐寒性能，在广泛的温度范围内机械性能优良，适宜作为结构材料使用；②、耐腐蚀性良好，受环境影响较小，有良好的耐久性；③、与金属材料相比，容易加工，生产效率高，并可简化程序，节省费用；④、有良好的尺寸稳定性和电绝缘性；⑤、重量轻，比强度高，并具有突出的减摩、耐磨性；
工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势，工程塑料已成为当今世界塑料工业中增长速度最快的领域，其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用，同时也推动传统产业改造和产品结构的调整；
目前的工程塑料在实际应用过程中对于使用环境的适应能力仍不足，其阻燃性有待进一步提升，并且目前的工程塑料制备方式复杂，生产成本高，生产效率有待提高；为此，我们提出一种高阻燃性工程塑料及其制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高阻燃性工程塑料及其制备方法，以解决目前的工程塑料在实际使用过程中对于应用环境的适应能力不佳，阻燃性能不够，并且制备方式复杂，生产成本高，生产效率不足等的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高阻燃性工程塑料，按重量份计，包括PC树脂30-45份、尼龙单15-25份，复合纤维15-20份，阻燃剂8-12份，阻燃助剂1-3份，增韧剂4-6份，润滑剂4-6份，稳定剂1-3份，偶联剂2-4份，抗氧化剂1-3份、色母粒2-4份和无机填料4-8份。
优选的，按重量份计，包括PC树脂35-40份、尼龙单18-22份，复合纤维16-19份，阻燃剂9-11份，阻燃助剂1.5-2.5份，增韧剂4.5-5.5份，润滑剂4.5-5.5份，稳定剂1.5-2.5份，偶联剂2.5-3.5份，抗氧化剂1.5-2.5份、色母粒2.5-3.5份和无机填料5-7份。
一种高阻燃性工程塑料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：取PC树脂为基底材料，依次加入尼龙单和复合纤维，并加入适量净水混合，得到混合物；
步骤二：对上述混合物中再依次加入阻燃剂、阻燃助剂、增韧剂、润滑剂和稳定剂，继续混合，得到进一步的混合物；
步骤三：对上述步骤二中的混合物进行粉碎，粉碎时长为5-8min，得到粉碎物料；
步骤四：对上述步骤的粉碎物料中继续加入偶联剂、抗氧化剂和色母料，再次混合，混合过程中持续加热至80-85℃，混合时长为10-15min；
步骤五：对上述步骤四中的混合物中最后加入无机填料，混合5-8min后粉碎10min；
步骤六：对上述步骤得到的粉碎物料进行挤压塑形，使各成分充分反应；
步骤七：将上述步骤六中挤压塑形后的粉碎物料进行干燥，使物料表面含水率不高于8％；
步骤八：对上述干燥后的粉碎物料进行造粒，其颗粒大小保持20目，即得到所需高阻燃性工程塑料。
优选地，所述复合纤维包括玻璃纤维和岩棉纤维，具体为玻璃纤维和岩棉纤维的混合物，所述玻璃纤维和岩棉纤维的使用占比为1.5:1。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，所述氢氧化铝和氢氧化镁的使用比例为1.2:0.8，所述阻燃助剂使用三氧化二锑。
优选地，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯，丁二烯及苯乙烯的三元共聚物。
优选地，所述润滑剂使用脂肪酸酰胺，所述稳定剂使用硬脂酸钙和亚磷酸酯的混合物，所述硬脂酸钙和亚磷酸酯的使用比例为1:1.2。
优选地，所述偶联剂具体为乙烯基三甲氧基硅烷，所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚，二丁基羟基甲苯，BHT和2，6-二叔丁基对甲酚，优选BHT和2，6-二叔丁基对甲酚的混合物。
优选地，所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉和高岭土粉，所述碳酸钙、滑石粉和高岭土粉的使用比例为2:1.5:1。
本发明具有如下有益效果：
本发明方法制备的高阻燃性工程塑料添加阻燃剂和阻燃助剂成分，使工程塑料具备很强的阻燃性能，使用安全性高，环境适应能力强。
本发明高阻燃性工程塑料的制备方法操作简单，制备成本低，制备效率高，有利于推广。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将对本实用发明例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高阻燃性工程塑料，按重量份计，包括PC树脂30-45份、尼龙单15-25份，复合纤维15-20份，阻燃剂8-12份，阻燃助剂1-3份，增韧剂4-6份，润滑剂4-6份，稳定剂1-3份，偶联剂2-4份，抗氧化剂1-3份、色母粒2-4份和无机填料4-8份。
其中，按重量份计，包括PC树脂35-40份、尼龙单18-22份，复合纤维16-19份，阻燃剂9-11份，阻燃助剂1.5-2.5份，增韧剂4.5-5.5份，润滑剂4.5-5.5份，稳定剂1.5-2.5份，偶联剂2.5-3.5份，抗氧化剂1.5-2.5份、色母粒2.5-3.5份和无机填料5-7份。
一种高阻燃性工程塑料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：取PC树脂为基底材料，依次加入尼龙单和复合纤维，并加入适量净水混合，得到混合物；
步骤二：对上述混合物中再依次加入阻燃剂、阻燃助剂、增韧剂、润滑剂和稳定剂，继续混合，得到进一步的混合物；
步骤三：对上述步骤二中的混合物进行粉碎，粉碎时长为5-8min，得到粉碎物料；
步骤四：对上述步骤的粉碎物料中继续加入偶联剂、抗氧化剂和色母料，再次混合，混合过程中持续加热至80-85℃，混合时长为10-15min；
步骤五：对上述步骤四中的混合物中最后加入无机填料，混合5-8min后粉碎10min；
步骤六：对上述步骤得到的粉碎物料进行挤压塑形，使各成分充分反应；
步骤七：将上述步骤六中挤压塑形后的粉碎物料进行干燥，使物料表面含水率不高于8％；
步骤八：对上述干燥后的粉碎物料进行造粒，其颗粒大小保持20目，即得到所需高阻燃性工程塑料。
其中，复合纤维包括玻璃纤维和岩棉纤维，具体为玻璃纤维和岩棉纤维的混合物，玻璃纤维和岩棉纤维的使用占比为1.5:1，提升工程塑料的使用抗拉伸性能。
其中，阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，氢氧化铝和氢氧化镁的使用比例为1.2:0.8，阻燃助剂使用三氧化二锑，加强阻燃性能。
其中，增韧剂为甲基丙烯酸甲酯，丁二烯及苯乙烯的三元共聚物，进一步提升其使用韧性，加强环境适应能力。
其中，润滑剂使用脂肪酸酰胺，稳定剂使用硬脂酸钙和亚磷酸酯的混合物，硬脂酸钙和亚磷酸酯的使用比例为1:1.2，加强使用耐久性。
其中，偶联剂具体为乙烯基三甲氧基硅烷，抗氧化剂为丁基羟基茴香醚，二丁基羟基甲苯，BHT和2，6-二叔丁基对甲酚，优选BHT和2，6-二叔丁基对甲酚的混合物，耐适应性进一步加强。
其中，无机填料包括碳酸钙、滑石粉和高岭土粉，碳酸钙、滑石粉和高岭土粉的使用比例为2:1.5:1，提高成分关联性。
实施例2
针对于本发明方法制备的高阻燃性工程塑料，选用本发明方法制备的高阻燃性工程塑料，优选的，包括PC树脂37.5份、尼龙单20份，复合纤维17.5份，阻燃剂10份，阻燃助剂2份，增韧剂5份，润滑剂5份，稳定剂2份，偶联剂3份，抗氧化剂2份、色母粒3份和无机填料6份，另选取4组市售普通工程塑料做使用对比，设立A、B、C、D和E五个对照组，其中A、B、C和D组为市售普通组，E组为本发明方法制备的高阻燃性工程塑料，检测标准为各组别工程塑料的阻燃等级、热变形温度(℃)、横向抗拉强度(Mpa)和弹性模量(Mpa)，测试情况如下表所示。
表一为5组工程塑料的检测对比情况：
Figure BDA0003005660780000061
Figure BDA0003005660780000071
由表1可知，本发明方法制备的工程塑料具备很高的阻燃性能，较市售他类产品具有明显优势，另外在热变形温度、横向抗拉强度和弹性模量数据等方面均表现优异，具备良好的使用效果及较强的推广价值。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种高阻燃性工程塑料，其特征在于，按重量份计，包括PC树脂30-45份、尼龙单15-25份，复合纤维15-20份，阻燃剂8-12份，阻燃助剂1-3份，增韧剂4-6份，润滑剂4-6份，稳定剂1-3份，偶联剂2-4份，抗氧化剂1-3份、色母粒2-4份和无机填料4-8份。
2.如权利要求1所述的一种高阻燃性工程塑料及其制备方法，其特征在于，按重量份计，包括PC树脂35-40份、尼龙单18-22份，复合纤维16-19份，阻燃剂9-11份，阻燃助剂1.5-2.5份，增韧剂4.5-5.5份，润滑剂4.5-5.5份，稳定剂1.5-2.5份，偶联剂2.5-3.5份，抗氧化剂1.5-2.5份、色母粒2.5-3.5份和无机填料5-7份。
3.根据权利要求2所述的一种高阻燃性工程塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：取PC树脂为基底材料，依次加入尼龙单和复合纤维，并加入适量净水混合，得到混合物；
步骤二：对上述混合物中再依次加入阻燃剂、阻燃助剂、增韧剂、润滑剂和稳定剂，继续混合，得到进一步的混合物；
步骤三：对上述步骤二中的混合物进行粉碎，粉碎时长为5-8min，得到粉碎物料；
步骤四：对上述步骤的粉碎物料中继续加入偶联剂、抗氧化剂和色母料，再次混合，混合过程中持续加热至80-85℃，混合时长为10-15min；
步骤五：对上述步骤四中的混合物中最后加入无机填料，混合5-8min后粉碎10min；
步骤六：对上述步骤得到的粉碎物料进行挤压塑形，使各成分充分反应；
步骤七：将上述步骤六中挤压塑形后的粉碎物料进行干燥，使物料表面含水率不高于8％；
步骤八：对上述干燥后的粉碎物料进行造粒，其颗粒大小保持20目，即得到所需高阻燃性工程塑料。
4.根据权利要求3所述的一种高阻燃性工程塑料的制备方法，其特征在于，所述复合纤维包括玻璃纤维和岩棉纤维，具体为玻璃纤维和岩棉纤维的混合物，所述玻璃纤维和岩棉纤维的使用占比为1.5:1。
5.根据权利要求4所述的一种高阻燃性工程塑料的制备方法，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，所述氢氧化铝和氢氧化镁的使用比例为1.2:0.8，所述阻燃助剂使用三氧化二锑。
6.根据权利要求5所述的一种高阻燃性工程塑料的制备方法，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯，丁二烯及苯乙烯的三元共聚物。
7.根据权利要求6所述的一种高阻燃性工程塑料的制备方法，其特征在于，所述润滑剂使用脂肪酸酰胺，所述稳定剂使用硬脂酸钙和亚磷酸酯的混合物，所述硬脂酸钙和亚磷酸酯的使用比例为1:1.2。
8.根据权利要求7所述的一种高阻燃性工程塑料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂具体为乙烯基三甲氧基硅烷，所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚，二丁基羟基甲苯，BHT和2，6-二叔丁基对甲酚，优选BHT和2，6-二叔丁基对甲酚的混合物。
9.根据权利要求8所述的一种高阻燃性工程塑料的制备方法，其特征在于，所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉和高岭土粉，所述碳酸钙、滑石粉和高岭土粉的使用比例为2:1.5:1。
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