CN114434924A - 一种阻燃塑料编织布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料编织布技术领域，提出了一种阻燃塑料编织布及其制备方法，一种阻燃塑料编织布，包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，所述聚丙烯阻燃膜层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40‑60份，高压聚乙烯10‑25份，第一阻燃母料10‑15份，马来酸酐接枝聚丙烯1‑5份，增粘母料20‑30份，色母料4‑6份，抗老化母料3‑5份；所述无纺布层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40‑60份，高压聚乙烯10‑25份，第二阻燃母料10‑15份，色母料4‑6份，抗老化母料3‑5份；所述编织基布层包括以下重量份的组分：聚丙烯60‑80份，色母料4‑6份，抗老化母料3‑5份。通过上述技术方案，解决了现有技术塑料编织布中阻燃剂添加量大、阻燃效果差的问题。

Description

一种阻燃塑料编织布及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料编织布技术领域，具体的，涉及一种阻燃塑料编织布及其制备方法。
背景技术
目前广泛使用的塑料编织布常用材料为聚乙烯或聚丙烯，但是聚乙烯的氧指数17.4，聚丙烯的氧指数18，均属于易燃材料，而在实际使用的过程中对塑料编织布制品的使用性能有很大限制，当作为包装材料或者建筑覆盖材料时，存在很大的安全隐患。
现有技术中，为了提高塑料编织布的阻燃性，通常添加阻燃剂，常用的阻燃剂有以下几种：（1）卤系阻燃剂，如十溴二苯乙烷、氯化石蜡、六溴环十二烷，卤系阻燃剂与聚丙烯、聚乙烯树脂基体的相容性好，对材料的力学性能影响小，但是其燃烧的过程中会释放有毒的卤化氢气体，给环境及人身安全造成极大的损害；（2）铝镁系阻燃剂，如氢氧化镁、氢氧化铝等，铝镁系阻燃剂不产生有毒有害气体，环保性好，但是其与聚丙烯、聚乙烯树脂基体的相容性差且添加量大，影响材料的力学性能；（3）磷系阻燃剂如红磷、聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯等，阻燃效率较高， 同时具有增塑功能，可使塑料成型时流动加工性变好，但是其耐热性差，与聚丙烯、聚乙烯树脂基体的相容性差，且在燃烧时易产生滴落物，影响其使用。因此，在减少阻燃剂的用量的基础上提高其阻燃功效，是当下亟需解决的问题。
发明内容
本发明提出一种阻燃塑料编织布及其制备方法，解决了现有技术塑料编织布中阻燃剂添加量大、阻燃效果差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种阻燃塑料编织布，包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，
所述聚丙烯阻燃膜层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40-60份，高压聚乙烯10-25份，第一阻燃母料10-15份，马来酸酐接枝聚丙烯1-5份，增粘母料20-30份，色母料4-6份，抗老化母料3-5份；所述第一阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵、玻璃微珠质量比为5：7：3的混合物；
所述无纺布层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40-60份，高压聚乙烯10-25份，第二阻燃母料10-15份，色母料4-6份，抗老化母料3-5份；所述第二阻燃母料为壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷质量比2：5：4的混合物；
所述编织基布层包括以下重量份的组分：聚丙烯60-80份，色母料4-6份，抗老化母料3-5份。
作为进一步的技术方案，所述增粘母料为聚异丁烯母料PW60。
作为进一步的技术方案，所述抗老化母料由以下重量份的组分组成：光稳定剂2-3份、抗氧剂1-2份。
作为进一步的技术方案，所述光稳定剂为UV-327或UV-531；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、或抗氧剂168中的一种。
本发明还提出了一种阻燃塑料编织布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照上述的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，准备各层组分；
S2、将编织基布层的原料混合，搅拌均匀，得到第一混合料；将聚丙烯阻燃膜层的原料混合，搅拌均匀，得到第二混合料；将无纺布层的原料混合，搅拌均匀，得到第三混合料；
S3、将第一混合料熔融挤出，得到挤出片；
S4、将挤出片在40℃下降温处理，得到降温后的挤出片；
S5、将降温后的挤出片切割为胚丝；
S6、在150℃-160℃之间，将胚丝进行纵向拉伸，得到初级扁丝；
S7、热定型辊加热初级扁丝，保持温度80℃，持续8s，再经过冷水辊进行冷定型，得到定型扁丝；
S8、通过圆织机将得到的定型扁丝编织，得到编织基布层；
S9、分别将第二混合料、第三混合料通过流延复合到编织基布层的正面和背面，形成聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层依次复合的塑料编织布。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，塑料编织布包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，在聚丙烯阻燃膜层及无纺布层均加入阻燃母料，并通过对聚丙烯阻燃膜层和无纺布层中阻燃母料的配方进行优化设计，显著提高了塑料编织布的阻燃性能。
2、本发明中，第一阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵、玻璃微珠质量比为 5：7：3的混合物，羧甲基壳聚糖、聚磷酸铵与玻璃微珠协同增效，形成以N、P、C、Si元素为核心成分的复合阻燃剂，在聚丙烯阻燃膜层中添加量少的情况下阻燃性能显著提高。
3、本发明中，第二阻燃母料为壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷质量比2：5：4的混合物，壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷协同增效，形成以N、P、C、Si元素为核心成分的复合阻燃剂，在无纺布层中添加量少的情况下阻燃性能显著提高。
4、本发明中，聚丙烯阻燃膜层中加入玻璃微珠，其在均聚聚丙烯、高压聚乙烯基体中分散不均匀、易团聚，而通过加入马来酸酐接枝聚丙烯，显著促进了玻璃微珠在均聚聚丙烯、高压聚乙烯基体中的分散性，从而提升了玻璃微珠对塑料编织布的拉伸强度增强效果，此外，马来酸酐接枝聚丙烯还与羧甲基壳聚糖协同增效，进一步提高了塑料编织布的拉伸强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施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他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种阻燃塑料编织布，包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，其制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照以下聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层的原料配方，准备各层组分：
聚丙烯阻燃膜层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40份，高压聚乙烯10份，第一阻燃母料10份，马来酸酐接枝聚丙烯1份，聚异丁烯母料PW60 20份，色母料4份，光稳定剂UV-327 2份，抗氧剂1010 1份；第一阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵、玻璃微珠质量比为 5：7：3的混合物；
无纺布层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40份，高压聚乙烯10份，第二阻燃母料10份，色母料4份，光稳定剂UV-327 2份，抗氧剂1010 1份；第二阻燃母料为壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷质量比2：5：4的混合物；
编织基布层包括以下重量份的组分：聚丙烯60份，色母料4份，光稳定剂UV-327 2份，抗氧剂1010 1份；
S2、混料：将编织基布层的原料混合，搅拌均匀，得到第一混合料；将聚丙烯阻燃膜层的原料混合，搅拌均匀，得到第二混合料；将无纺布层的原料混合，搅拌均匀，得到第三混合料；
S3、熔料挤出：将机筒温度分段递增并设定在200℃-280℃，熔解第一混合料，模头温度设定在280℃，从模头挤出，得到挤出片；
S4、降温：将挤出片经过40℃的冷却水槽下进行降温处理，得到降温后的挤出片；
S5、剖丝：将降温后的挤出片切割为胚丝；
S6、升温拉伸：将烘箱温度设置在150℃-160℃之间，将胚丝进行纵向拉伸，得到初级扁丝；
S7、定性：热定型辊加热初级扁丝，保持温度80℃，持续8s，再经过冷水辊进行冷定型，得到定型扁丝；
S8、编织：通过圆织机将得到的定型扁丝编织，得到编织基布层；
S9、流延复合：分别将第二混合料、第三混合料通过流延复合到编织基布层的正面和背面，流延复合时，机筒温度分段递增设定控制在200℃-280℃，模头温度为280℃，形成聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层依次复合的塑料编织布。
实施例2
一种阻燃塑料编织布，包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，其制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照以下聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层的原料配方，准备各层组分：
聚丙烯阻燃膜层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯60份，高压聚乙烯25份，第一阻燃母料15份，马来酸酐接枝聚丙烯5份，聚异丁烯母料PW60 30份，色母料6份，光稳定剂UV-531 3份，抗氧剂1076 2份；第一阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵、玻璃微珠质量比为 5：7：3的混合物；
无纺布层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯60份，高压聚乙烯25份，第二阻燃母料15份，色母料6份，光稳定剂UV-531 3份，抗氧剂1076 2份；第二阻燃母料为壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷质量比2：5：4的混合物；
编织基布层包括以下重量份的组分：聚丙烯80份，色母料6份，光稳定剂UV-531 3份，抗氧剂1076 2份；
其余步骤同实施例1。
实施例3
一种阻燃塑料编织布，包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，其制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照以下聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层的原料配方，准备各层组分：
聚丙烯阻燃膜层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯50份，高压聚乙烯15份，第一阻燃母料12份，马来酸酐接枝聚丙烯3份，聚异丁烯母料PW60 25份，色母料5份，光稳定剂UV-531 2.5份，抗氧剂168 1.5份；第一阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵、玻璃微珠质量比为 5：7：3的混合物；
无纺布层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯50份，高压聚乙烯15份，第二阻燃母料13份，色母料5份，光稳定剂UV-531 2.5份，抗氧剂168 1.5份；第二阻燃母料为壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷质量比2：5：4的混合物；
编织基布层包括以下重量份的组分：聚丙烯70份，色母料5份，光稳定剂UV-5312.5份，抗氧剂168 1.5份；
其余步骤同实施例1。
对比例1
一种阻燃塑料编织布，包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，其制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照以下聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层的原料配方，准备各层组分：
聚丙烯阻燃膜层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40份，高压聚乙烯10份，阻燃母料10份，马来酸酐接枝聚丙烯1份，聚异丁烯母料PW60 20份，色母料4份，光稳定剂UV-3272份，抗氧剂1010 1份；阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵、玻璃微珠质量比为 5：7：3的混合物；
无纺布层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40份，高压聚乙烯10份，阻燃母料10份，色母料4份，光稳定剂UV-327 2份，抗氧剂1010 1份；阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵、玻璃微珠质量比为 5：7：3的混合物；
编织基布层包括以下重量份的组分：聚丙烯60份，色母料4份，光稳定剂UV-327 2份，抗氧剂1010 1份；
其余制备方法同实施例1。
对比例2
一种阻燃塑料编织布，包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，其制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照以下聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层的原料配方，准备各层组分：
聚丙烯阻燃膜层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40份，高压聚乙烯10份，阻燃母料10份，马来酸酐接枝聚丙烯1份，聚异丁烯母料PW60 20份，色母料4份，光稳定剂UV-3272份，抗氧剂1010 1份；阻燃母料为壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷质量比2：5：4的混合物；
无纺布层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40份，高压聚乙烯10份，阻燃母料10份，色母料4份，光稳定剂UV-327 2份，抗氧剂1010 1份；阻燃母料为壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷质量比2：5：4的混合物；
编织基布层包括以下重量份的组分：聚丙烯60份，色母料4份，光稳定剂UV-327 2份，抗氧剂1010 1份；
其余制备方法同实施例1。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于聚丙烯阻燃膜层中第一阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵质量比为5:7的混合物。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅在于聚丙烯阻燃膜层第一阻燃母料中用等量的壳聚糖代替羧甲基壳聚糖，其余原料及制备方法同实施例1。
对比例5
本对比例与实施例1的区别仅在于聚丙烯阻燃膜层未加入马来酸酐接枝聚丙烯，其余原料及制备方法同实施例1。
按照GB/T2406.2-2009《塑料 用氧指数法测定燃烧行为第2部分：室温试验》中规定的测试方法，测试实施例1-3及对比例1-3的塑料编织布的氧指数，测试结果见下表：
表1 实施例1-3及对比例1-3的塑料编织布的氧指数
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从上表中数据可以看出，实施例1-3的塑料编织布的氧指数高达33.8-34.5，说明本发明的塑料编织布具有良好的阻燃性能。
与实施例1相比，对比例1-3的塑料编织布的氧指数均较低，原因在于，对比例1中聚丙烯阻燃膜层和无纺布层的阻燃母料相同，对比例2中聚丙烯阻燃膜层和无纺布层的阻燃母料相同，但是由于聚丙烯阻燃膜层与无纺布层的原料组分差异，导致阻燃母料的性能不能充分发挥，从而阻燃性能变差，而本发明则通过对聚丙烯阻燃膜层和无纺布层的阻燃母料的配方进行优化设计，显著提高了塑料编织布的阻燃性能。
按照GB/T1040.4-2006《塑料 拉伸性能的测定 第4部分：各向同性和正交各向异性纤维增强复合材料的试验条件》中规定的测试方法，测试实施例1-3及对比例3-5的塑料编织布的拉伸强度，测试结果见下表：
表2实施例1-3及对比例3-5的塑料编织布的拉伸强度
Figure 2712DEST_PATH_IMAGE003
从上表中数据可以看出，实施例1-3的塑料编织布的拉伸强度高达28.9-29.6MPa，说明本发明的塑料编织布具有高的力学性能。
与实施例1相比，对比例3-5的塑料编织布的拉伸强度均较低，这是由于对比例3的塑料编织布聚丙烯阻燃膜层中未加入玻璃微珠，对比例4的塑料编织布聚丙烯阻燃膜层中未加入羧甲基壳聚糖，对比例5的塑料编织布聚丙烯阻燃膜层中未加入马来酸酐接枝聚丙烯，说明玻璃微珠的加入，不仅与第一阻燃母料中羧甲基壳聚糖、聚磷酸铵协同，显著提高了塑料编织布的阻燃性，还提高了塑料编织布的拉伸强度；马来酸酐接枝聚丙烯的加入，显著促进了玻璃微珠在均聚聚丙烯、高压聚乙烯基体中的分散性，从而提升了玻璃微珠对塑料编织布的拉伸强度增强效果，此外，马来酸酐接枝聚丙烯还与羧甲基壳聚糖协同增效，进一步提高了塑料编织布的拉伸强度。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种阻燃塑料编织布，其特征在于，包括由上至下依次设置的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，
所述聚丙烯阻燃膜层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40-60份，高压聚乙烯10-25份，第一阻燃母料10-15份，马来酸酐接枝聚丙烯1-5份，增粘母料20-30份，色母料4-6份，抗老化母料3-5份；所述第一阻燃母料为羧甲基壳聚糖与聚磷酸铵、玻璃微珠质量比为 5：7：3的混合物；
所述无纺布层包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯40-60份，高压聚乙烯10-25份，第二阻燃母料10-15份，色母料4-6份，抗老化母料3-5份；所述第二阻燃母料为壳聚糖与聚磷酸铵、聚二甲基硅氧烷质量比2：5：4的混合物；
所述编织基布层包括以下重量份的组分：聚丙烯60-80份，色母料4-6份，抗老化母料3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃塑料编织布，其特征在于，所述增粘母料为聚异丁烯母料PW60。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃塑料编织布，其特征在于，所述抗老化母料由以下重量份的组分组成：光稳定剂2-3份、抗氧剂1-2份。
4.根据权利要求3所述的一种阻燃塑料编织布，其特征在于，所述光稳定剂为UV-327或UV-531；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、或抗氧剂168中的一种。
5.一种阻燃塑料编织布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照权利要求1-4任一项所述的聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层，准备各层组分；
S2、将编织基布层的原料混合，搅拌均匀，得到第一混合料；将聚丙烯阻燃膜层的原料混合，搅拌均匀，得到第二混合料；将无纺布层的原料混合，搅拌均匀，得到第三混合料；
S3、将第一混合料熔融挤出，得到挤出片；
S4、将挤出片在40℃下降温处理，得到降温后的挤出片；
S5、将降温后的挤出片切割为胚丝；
S6、在150℃-160℃之间，将胚丝进行纵向拉伸，得到初级扁丝；
S7、热定型辊加热初级扁丝，保持温度80℃，持续8s，再经过冷水辊进行冷定型，得到定型扁丝；
S8、通过圆织机将得到的定型扁丝编织，得到编织基布层；
S9、分别将第二混合料、第三混合料通过流延复合到编织基布层的正面和背面，形成聚丙烯阻燃膜层、编织基布层、无纺布层依次复合的塑料编织布。
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