CN116041893B - 高热稳定性溴化sbs阻燃母粒、制备方法和xps材料 - Google Patents

高热稳定性溴化sbs阻燃母粒、制备方法和xps材料 Download PDF

Info

Publication number
CN116041893B
CN116041893B CN202310042075.5A CN202310042075A CN116041893B CN 116041893 B CN116041893 B CN 116041893B CN 202310042075 A CN202310042075 A CN 202310042075A CN 116041893 B CN116041893 B CN 116041893B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flame
brominated sbs
master batch
brominated
sbs
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
Application number
CN202310042075.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116041893A (zh
Inventor
王龙礼
王良民
杨凯
刘文哲
李长彬
王洪恩
张整国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Xurui New Material Co ltd
Original Assignee
Shandong Xurui New Material Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Xurui New Material Co ltd filed Critical Shandong Xurui New Material Co ltd
Priority to CN202310042075.5A priority Critical patent/CN116041893B/zh
Publication of CN116041893A publication Critical patent/CN116041893A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116041893B publication Critical patent/CN116041893B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/06Polystyrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2425/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2425/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2425/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2425/06Polystyrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2451/00Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • C08J2451/04Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2453/00Characterised 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
    • C08J2453/02Characterised 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2491/00Characterised by the use of oils, fats or waxes; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K3/2279Oxides; Hydroxides of metals of antimony
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/01Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477Six-membered rings
    • C08K5/3492Triazines
    • C08K5/34924Triazines containing cyanurate groups; Tautomers thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/56Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond
    • C08K5/57Organo-tin compounds

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

本发明提供了一种高热稳定性溴化SBS阻燃母粒、制备方法和XPS材料,涉及阻燃材料领域。按质量百分比计,所述溴化SBS阻燃母粒由以下原料组成:溴化SBS55%~65%,复合有机类热稳定剂4%~8%,抗氧剂1%~3%,协效剂1%~3%,润滑剂2%~4%,载体树脂17%~37%;其中所述溴化SBS与复合有机类热稳定剂的配比满足7~15:1。本发明高热稳定性溴化SBS阻燃母粒采用复合有机类热稳定剂,热稳定效率更高,能够有效提升酸性气体产生温度,热稳定性能优良,降低酸性气体对加工设备的腐蚀,延长设备使用寿命。

Description

高热稳定性溴化SBS阻燃母粒、制备方法和XPS材料
技术领域
本发明涉及阻燃材料领域,具体来讲,涉及一种高热稳定性溴化SBS阻燃母粒、一种高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法以及一种XPS材料。
背景技术
聚苯乙烯(PS)树脂是五大通用塑料之一,挤塑型聚苯乙烯保温板(XPS)是以PS为主要原料,通过在熔融塑化过程中加入发泡剂,然后挤出成型的硬质发泡板材;XPS具有经济、低吸水性、高机械强度和优良的隔热性能等优点,广泛的应用于商用和民用的外墙保温材料中;但是普通的聚苯乙烯为易燃物,目前,大量的火灾都是由于建筑的外墙保温材料采用了高烟量、易燃的聚苯乙烯引起的;因此,对XPS进行阻燃处理,使其在遇到明火时不燃,或者在离开火源时能够自行熄灭成为研究重点。
作为目前最主要的国家建筑节能保温材料,XPS目前主要采用六溴环十二烷(HBCD)作为阻燃助剂,但该助剂由于具有持久性有机污染,已经被列入斯德哥尔摩国际公约禁用名单;目前国内建筑节能领域急需绿色环保替代型阻燃剂应用于发泡聚苯乙烯保温材料中,这对国家实现建设环境友好型和资源节约型社会的目标极为关键。
专利公布号为CN113969023A,公布日为2022.01.25的专利提供了一种高含量甲基八溴醚阻燃母粒及其制备方法,所述高含量甲基八溴醚阻燃母粒由以下质量百分比的原料组成:甲基八溴醚50%~60%,有机类热稳定剂1%~2%,无机类热稳定剂2%~4%,抗氧剂0.6%~1%,润滑剂1%~5%,载体树脂30%~45%。该专利涉及甲基八溴醚小分子阻燃剂。另外,在下游应用中,热稳定剂体系主要为有机类热稳定剂,若含有无机类热稳定剂时,会影响XPS板的泡孔大小,导致无法发泡至规定要求厚度的XPS板。
专利公布号为CN104119556A、公布日为2014.10.29的专利提供了一种含有热稳定剂的阻燃母粒,其原料包括:按重量百分比计,热稳定剂5~20%,阻燃剂40~80%,抗氧剂0.5~5%,载体树脂10~45%。该阻燃母粒的制备方法,将热稳定剂、阻燃剂、抗氧剂和载体树脂混匀,于150℃~250℃温度条件下熔融加工共混造粒即得,得到的阻燃母粒添加量为20%以上用于制备挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)。该专利没有涉及通过阻燃协效技术有效提高阻燃母粒的阻燃性能。此外阻燃母粒在XPS应用时添加量过高。
专利公布号为CN113881152A、公布日为2022.01.04的专利提供了一种透明阻燃母粒及其制备方法和应用,该透明阻燃母粒包括以下重量份数的组分:聚苯乙烯树脂27~78.5份,溴系阻燃剂20~60份,阻燃协效剂0.5~3份,稳定剂0.5~5份,其他助剂0.5~5份;其中,所述溴系阻燃剂为含脂肪族碳溴键的溴系阻燃剂;所述阻燃协效剂为耐高温自由基引发剂;所述稳定剂为含锡有机化合物。该专利中树脂用量高于阻燃剂量,在下游使用时会增加喂料系统的负荷。
发明内容
发明人研究发现:溴化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(简称溴化SBS)阻燃剂为大分子阻燃剂可以取代六溴环十二烷,但经研究发现溴化SBS游离的小分子片段,会在加工温度范围内分解并释放溴化氢,这对于生产设备具有腐蚀性,并且导致在其与聚苯乙烯共混熔融挤塑发泡XPS的生产过程中,破坏XPS的发泡性能和阻燃性能,并导致产品变色;因此在以溴化SBS为阻燃剂生产XPS材料的过程中必须引入匹配的热稳定剂,从而保证XPS的加工性能和发泡材料的成型稳定性和阻燃性能。本发明采用复合有机类热稳定剂,与溴化SBS阻燃剂、抗氧剂、协效剂、润滑剂等协同配合,能够有效提高溴化SBS阻燃母粒的酸性气体产生温度,使溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度达到240℃以上,热稳定性能优良,避免溴化SBS阻燃母粒在加工过程中出现分解产生酸性气体的问题,降低对加工设备的腐蚀。此外,本发明所选用的阻燃剂、复合有机类热稳定剂、抗氧剂以及协效剂协同配合,提高了阻燃母粒的热稳定性能、阻燃性能,同时还保证了阻燃母粒具有良好的流动性能,提高了产品品质,此外,还降低了能耗。
本发明第一方面提供一种高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,按质量百分比计,所述溴化SBS阻燃母粒由以下原料组成:溴化SBS55%~65%,复合有机类热稳定剂4%~8%,抗氧剂1%~3%,协效剂1%~3%,润滑剂2%~4%,载体树脂17%~37%;其中所述溴化SBS与复合有机类热稳定剂的配比满足7~15:1。
本发明第二方面提供一种高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
将溴化SBS、载体树脂、复合有机类热稳定剂、抗氧剂、协效剂、润滑剂混合均匀,进行熔融共混、挤出造粒,所述熔融温度为160℃~180℃,得到所述高热稳定性溴化SBS阻燃母粒。
本发明第三方面提供一种XPS材料,所述高热稳定性溴化SBS阻燃母粒在XPS材料中的添加分数为1wt%~7wt%。
与现有技术相比,本发明取得的有益效果至少包括以下一项:
1、本发明高热稳定性溴化SBS阻燃母粒采用复合有机类热稳定剂,热稳定效率更高,能够有效提升酸性气体产生温度,热稳定性能优良,降低酸性气体对加工设备的腐蚀,延长设备使用寿命。
2、本发明高热稳定性溴化SBS阻燃母粒中阻燃剂含量较高,在下游XPS板应用时添加较少的量即可具有优异的阻燃效果,可降低使用的成本。
3、本发明高热稳定性溴化SBS阻燃母粒利用阻燃协效技术,阻燃协效技术指的是通过阻燃剂与协效剂相互作用,在气相中捕捉自由基,从而提高系统的阻燃效率,一方面通过形成自由基使卤素链转移结合,另一方面,当外界温度升高,促使卤素自由基生成以达到阻燃效果,利用多种阻燃元素协效来弥补单一阻燃元素的不足,从而较好地平衡阻燃剂用量、性能与成本的关系,满足日益增长的环保与安全性要求。本发明溴化SBS阻燃母粒通过阻燃剂与协效剂相互配合,溴化SBS阻燃母粒在XPS板中添加量4%时,所得XPS板的极限氧指数就可以达到29%以上,离火即熄,阻燃性能优良。
4、本发明高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法为双螺杆挤出机熔融共混和水下切粒工艺,产能大,效率高,且水下切粒工艺能够有效降低高温熔体与氧气接触氧化的概率。
5、本发明制备得到的溴化SBS阻燃母粒与普通的阻燃母粒(例如八溴醚阻燃母粒)相比初始热分解温度不低于240℃;优选的,初始热分解温度为242℃~246℃。阻燃母粒添加4%制得XPS板极限氧指数不低于29%;优选的,极限氧指数为29.5%~30.2%。熔体流动速率指数不低于17g/10min,优选的,熔体流动速率指数为18~21g/10min。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了本发明高热稳定性溴化SBS阻燃母粒制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思,下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外,在本发明的描述中,需要理解的是,术语 “顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的一个示例性实施例中,高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,按质量百分比计,所述高热稳定性溴化SBS阻燃母粒由以下原料组成:溴化SBS55%~65%,复合有机类热稳定剂4%~8%,抗氧剂1%~3%,协效剂1%~3%,润滑剂2%~4%,载体树脂17%~37%;其中所述溴化SBS与复合有机类热稳定剂的配比满足7~15:1。
优选的,所述溴化SBS与复合有机类热稳定剂的配比满足7.3~8.5:1。
具体的,所述复合有机类热稳定剂可以是异氰尿酸三缩水甘油酯、二甲基氧化锡、二辛基氧化锡、马来酸二辛基锡、环氧大豆油中的二种或多种。所述复合有机类热稳定剂的作用是为了提高溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度,保证溴化SBS阻燃母粒的热稳定性,若复合有机类热稳定剂的含量过高时,会增加溴化SBS阻燃母粒的原料成本,降低力学性能;若复合有机类热稳定剂的含量过低时,溴化SBS的初始热分解温度会很低,在XPS材料应用加工中会分解产生溴化氢,对产品性能造成负面影响,同时会腐蚀加工设备。
优选的,所述抗氧剂含量为1.5%-2.5%。所述抗氧剂可以是抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)、抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)中的一种或多种。所述抗氧剂的目的是延缓或抑制溴化SBS阻燃母粒氧化过程的进行,从而阻止溴化SBS阻燃母粒的老化并延长其使用寿命,加入过多会对溴化SBS阻燃母粒起到促氧化剂的作用,加快氧化的速度,加入过少则起不到延缓或抑制氧化的作用。
优选的,所述协效剂的含量为1.5%~2.5%。所述协效剂可以是联枯、三氧化二锑中的一种或两种。加入协效剂的目的是通过阻燃协效技术提高阻燃效率,加入过多协效剂阻燃效果不会再有明显的增加,或者说是协效剂的作用是有限的,加入过多的协效剂对阻燃效果提升不大,反而会增加产品成本。
优选的,所述润滑剂的含量为2.3%~2.7%。所述润滑剂可以是聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。加入润滑剂的目的是在阻燃母粒加工中使各组分之间分散效果更好,相溶性更佳,可以增加产品的光泽和加工性能。
优选的,所述载体树脂的含量为24%~32%。所述载体树脂可以是聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯中的一种或两种。
在本发明的一个示例性实施例中,高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法包括以下步骤:
将溴化SBS、载体树脂、复合有机类热稳定剂、抗氧剂、协效剂、润滑剂混合均匀,进行熔融共混、挤出造粒,所述熔融温度为160℃~180℃,得到所述高热稳定性溴化SBS阻燃母粒。优选的,所述混合可以采用高混机进行混合均匀,采用双螺杆挤出机进行熔融共混,采用水下切粒系统进行造粒。然而,本发明并不限于此。
所述制备方法具体操作可以是:将载体树脂采用单独失重称主喂料口加入,然后将固体有机类热稳定剂、润滑剂、协效剂和抗氧剂采用高混机混合均匀后使用单独失重称从主喂料口加入,液体有机类热稳定剂采用液体称加入,最后将阻燃剂溴化SBS采用单独失重称侧喂料口加入,采用160℃~180℃加工温度。所述160℃~180℃加工温度的目的是为了更加贴合载体树脂的加工温度,若加工温度过低,会导致设备电流增大,能耗增大,阻燃剂分散不均匀,出现不熔颗粒,甚至无法加工,较高的加工温度会导致阻燃剂分解,对产品性能造成影响。经双螺杆挤出机熔融共混后挤出,再经水下切粒系统,所述水下切粒系统中水温度55℃~60℃,切粒机转速1400r/min~1800r/min。制得外表形态规整的高热稳定性溴化SBS阻燃母粒。与普通的切粒工艺相比,所述水下切粒工艺能够有效降低在加工过程中高温熔体与氧气接触氧化的概率。普通的切粒采用的是传送带风冷却的方式,通过拉条切粒来实现的,此方法存在的一个缺陷是高温的物料通过双螺杆挤出机机头出料后直接与空气接触,造成产品的快速氧化,影响产品性能,且风冷传送带较长,占用的厂房面积更大,冷却效率低,产能较低。
优选的,上述加工温度可以是165℃~175℃。
更优选的,双螺杆挤出机加工时对设备进行加热,每个加热区就是一个分区,各个分区根据加工工艺不同设置不同的加工温度,同时,各个分区相对应的筒体螺杆元件也不同;各个分区的加工温度对阻燃剂性能有一定影响,较高的加工温度会导致阻燃剂在筒体内分解,影响阻燃剂的性能,加工温度较低时,会导致阻燃剂的分散不均匀,甚至无法加工。加工时可以分成4~6个区,每个区里面包括2~4个子区,同一子区里面加工温度均匀不变,按顺序各区加工温度依次增大。使阻燃剂分散均匀,充分发挥阻燃剂的性能。例如,上述双螺杆挤出机的一区至十二区的加工温度可以分别为:一区160℃、二区160℃、三区160℃、四区160℃、五区165℃、六区165℃、七区170℃、八区170℃、九区175℃、十区175℃、十一区180℃、十二区180℃。
所述双螺杆挤出机熔体温度170℃~180℃,主机转速300r/min~320r/min。上述加工温度是双螺杆挤出机各分区的设置温度,与物料的实际温度有所不同,双螺杆挤出机加工过程中,剪切等区会产生大量剪切热,导致物料的实际温度高于设置温度,此时,双螺杆挤出机的筒体水冷却系统启动,通过循环水降温,双螺杆挤出机熔体温度是双螺杆挤出机末端筒体内物料的实际温度。
实施例1
高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,由以下原料组成:溴化SBS27.5kg,复合有机类热稳定剂2kg,协效剂1kg,抗氧剂1kg,润滑剂1.5kg,载体树脂17kg。
其中,复合有机类热稳定剂为二甲基氧化锡与环氧大豆油按质量比1:1的组合而成;抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂1010按质量比1:1的组合;润滑剂为聚乙烯蜡与硬脂酸锌按质量比2:1的组合;协效剂为三氧化二锑;载体树脂为聚苯乙烯。
本实施例中高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法,包括以下步骤:将聚苯乙烯树脂采用单独失重称从主喂料口加入,然后将固体有机类热稳定剂、协效剂、抗氧剂和润滑剂采用高混机混合均匀后使用单独失重称从双螺杆挤出机的主喂料口加入,液体有机类热稳定剂采用液体称加入,最后将溴化SBS采用单独失重称从侧喂料口加入;双螺杆挤出机的一区至十二区的加工温度分别为:一区160℃、二区160℃、三区160℃、四区160℃、五区165℃、六区165℃、七区170℃、八区170℃、九区175℃、十区175℃、十一区180℃、十二区180℃,在双螺杆挤出机熔体温度175℃下熔融共混后挤出,主机转速320r/min,熔体泵温度165℃;控制水下切粒系统制程水温度为56℃,切粒机转速1600r/min,经水下切粒制得溴化SBS阻燃母粒。高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法的工艺流程图参考图1所示。制备方法的工艺中熔体泵的主要作用是将来自双螺杆挤出机的高温物料熔体增压、稳压后流量稳定地送入水下切粒系统,其稳定熔料压力、流量的能力非常突出,熔体泵可以将阻燃母粒的粒径公差降至最小,经水下切粒系统得到的阻燃母粒大小均匀,成品合格率较高,增加收率,且不易堵塞机头。
将上述制备得到的高热稳定性溴化SBS阻燃母粒进行初始热分解温度(酸性气体产生的温度)测试,具体步骤如下:
称取1g±0.05g高热稳定性溴化SBS阻燃母粒样品置于新的、干净的10mm*100mm具塞试管中,将湿润的刚果红试纸放置试管口(试管塞下部1cm长度),在油浴中放温度计,温度计的液泡同样品的中部水平,于油浴中进行加热,同时开启搅拌,升温速率6℃/min,当观察到刚果红试纸刚开始变蓝时,记录此时的温度,该温度即为样品的酸性气体产生温度;平行测试两次,取平均值。上述制备得到的高热稳定性溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度为241℃。
实施例2
高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,由以下原料组成:溴化SBS30kg,复合有机类热稳定剂3kg,协效剂1kg,抗氧剂1kg,润滑剂1.5kg,载体树脂13.5kg。
其中,复合有机类热稳定剂为异氰尿酸三缩水甘油酯与环氧大豆油按质量比1:1的组合而成;抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂1076按质量比1:1的组合;润滑剂为聚乙烯蜡;协效剂为联枯与三氧化二锑质量比1:1的组合;载体树脂为高抗冲聚苯乙烯。
高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法以及初始热分解温度测试方法如实施例1所示。
本实施例制备得到的溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度为243℃。
实施例3
高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,由以下原料组成:溴化SBS32.5kg,复合有机类热稳定剂4kg,协效剂1kg,抗氧剂1kg,润滑剂1.5kg,载体树脂10kg。
其中,复合有机类热稳定剂为二辛基氧化锡、异氰尿酸三缩水甘油酯与环氧大豆油按质量比2:3:3的组合而成;抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂1010质量比1:1的组合;润滑剂为聚乙烯蜡与硬脂酸锌质量比2:1的组合;协效剂为联枯;载体树脂为聚苯乙烯。
高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法以及初始热分解温度测试方法如实施例1所示。
本实施例制备得到的溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度为247℃。
实施例4
一种高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,由以下质量的原料组成:溴化SBS30kg,复合有机类热稳定剂4kg,协效剂1kg,抗氧剂1kg,润滑剂1.5kg,载体树脂12.5kg。
其中,复合有机类热稳定剂为二甲基氧化锡、异氰尿酸三缩水甘油酯与环氧大豆油按质量比1:2:5的组合成;抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂1010质量比1:1的组合;润滑剂为聚乙烯蜡与硬脂酸钙质量比2:1的组合;协效剂为联枯;载体树脂为聚苯乙烯。
高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法以及初始热分解温度测试方法如实施例1所示。
本实施例制备得到的溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度为247℃。
将实施例4制备的高热稳定性溴化SBS阻燃母粒以不同添加量加入到挤塑性聚苯乙烯塑料(XPS)板的制备中,并按照标准GB/T2406.2-2009进行极限氧指数测试,并依据标准GB8624-2012进行建筑材料及制品燃烧性能分级的测试,具体结果如下表1所示:
表1实施例4阻燃性能测试
Figure SMS_1
对平板状建筑墙面保温泡沫材料的燃烧性能的等级划分为A级、B1级、B2级和B3级,采用燃烧增长速率指数、600s的总放热量、60s内焰尖高度等判断条件判断燃烧性能等级的方法较为宽泛,且检测方法较为繁琐,较难满足车间正常生产中的及时检测,行业内通常采用极限氧指数的数值来表征平板状建筑墙面保温泡沫材料的燃烧性能,因极限氧指数的检测方法快捷方便、数值单一,已经被越来越多的XPS板厂家采用,通过各种XPS板阻燃级别与极限氧指数的对比数据分析,B1级的极限氧指数≥30%,30%>B2级的极限氧指数≥26%,极限氧指数越高,阻燃性能越好。普通的阻燃母粒添加量4%时,极限氧指数≤28.5%,阻燃效果较差。
参考表1所示,可以看出,本发明阻燃母粒添加量高于4%时,所得XPS板的极限氧指数就可以达到30%以上,达到B1阻燃级别,离火即熄,阻燃性能优良。
对比例1
在实施例1的基础上,区别在于,溴化SBS添加量为40%,复合有机类热稳定剂添加量为7%时。
对比例2
在实施例1的基础上,区别在于,溴化SBS添加量为60%,复合有机类热稳定剂添加量为2%时。
对比例3
在实施例1的基础上,区别在于,溴化SBS添加量为40%,复合有机类热稳定剂添加量为2%时。
对比例4
在实施例1的基础上,区别在于,溴化SBS添加量为70%,复合有机类热稳定剂添加量为12%时。
对比例5
在实施例1的基础上,区别在于,阻燃剂为六溴环十二烷时。六溴环十二烷中溴的含量为74%,而溴化SBS中溴的含量为65.6%,六溴环十二烷中溴的含量高于溴化SBS中溴的含量,所以六溴环十二烷东西阻燃效果更优异。
上述实施例1-4、对比例1-5溴化SBS阻燃母粒的配比见表2所示。对所制备得到的溴化SBS阻燃母粒进行性能测试,性能测试表见表3所示。
表2配比表
Figure SMS_2
表3性能测试表
Figure SMS_3
参考表3所示,实施例1-4可以看出,本发明制备得到的溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度不低于240℃;阻燃母粒添加4%制得XPS板极限氧指数不低于29%;熔体流动速率指数不低于17g/10min。普通的阻燃母粒(例如八溴醚阻燃母粒)XPS添加量4%时,极限氧指数≤28.5%,流动性不高于15g/10min,流动性和阻燃效果较差。本发明制备得到的溴化SBS阻燃母粒提高了热稳定性和阻燃性能,同时,阻燃母粒还具有良好的流动性。
对比例1与实施例1相比,降低阻燃剂溴化SBS添加量、增加复合有机类热稳定剂添加量时,溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度增加了11℃,但阻燃母粒添加4%制得XPS板极限氧指数降低了0.7%,熔体流动速率指数降低了12%。
对比例2与实施例1相比,增加阻燃剂溴化SBS添加量,降低复合有机类热稳定剂添加量时,溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度降低了21℃,阻燃母粒添加4%制得XPS板极限氧指数未发生明显变化,熔体流动速率指数变化不明显。
对比例3与实施例1相比,降低阻燃剂溴化SBS添加量、同时也降低复合有机类热稳定剂添加量时,溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度降低了16℃,阻燃母粒添加4%制得XPS板极限氧指数降低了1%,熔体流动速率指数降低了17%。
对比例4与实施例1相比,同时增加复合有机类热稳定剂与阻燃剂添加量时,溴化SBS阻燃母粒初始热分解温度增加了12℃,阻燃母粒添加4%制得XPS板极限氧指数增加了0.9%,熔体流动速率指数增加了53%。虽然此方案在母粒热分解温度、XPS板极限氧指数以及流动性上都有提升,但是此方案在加工过程中难度非常大,产能低下,且因过高的阻燃剂含量,在双螺杆挤出时,溴化SBS会发生分解现象,产生的溴化氢对螺杆设备腐蚀严重,降低设备的使用寿命,同时,因过高的复合有机类热稳定剂的加入,XPS板力学性能下降,10%压缩应力平均值为250kPa,较正常值降低20%左右,严重影响产品的使用性能,更为严重者,在XPS板表面会出现贯穿式的开裂现象,废品率增加。
对比例5与实施例1相比,将阻燃剂溴化SBS更换为六溴环十二烷,六溴环十二烷因溴含量高,初始热稳定性能优于溴化SBS。六溴环十二烷阻燃母粒热稳定性能与本发明基本差不多,阻燃性能以及流动性能更优,但六溴环十二烷为被禁用的污染助剂。我们本发明制备得到的溴化SBS阻燃母粒与普通的阻燃母粒相比,提高了阻燃母粒的热稳定性和阻燃性能,同时,也保证了阻燃母粒具有良好的流动性能,提高产品品质,降低能耗。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (8)

1. 高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,其特征在于,按质量百分比计,所述溴化SBS阻燃母粒由以下原料组成:溴化SBS 55%~65%,复合有机类热稳定剂4%~8%,抗氧剂1%~3%,协效剂1%~3%,润滑剂2%~4%,载体树脂17%~37%;其中,所述溴化SBS与复合有机类热稳定剂的配比满足7~15:1;
所述复合有机类热稳定剂为异氰尿酸三缩水甘油酯、二甲基氧化锡、二辛基氧化锡、马来酸二辛基锡、环氧大豆油中的二种或多种;
所述协效剂为联枯、三氧化二锑中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,其特征在于,所述溴化SBS与复合有机类热稳定剂的配比满足7.3~8.5:1。
3.根据权利要求1所述的高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,其特征在于,所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高热稳定性溴化SBS阻燃母粒,其特征在于,所述载体树脂为聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯中的至少一种。
6.一种如权利要求1至5任意一项所述高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
将溴化SBS、载体树脂、复合有机类热稳定剂、抗氧剂、协效剂、润滑剂混合均匀,进行熔融共混、挤出造粒,所述熔融温度为160℃~180℃,得到所述高热稳定性溴化SBS阻燃母粒。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述熔融共混采用双螺杆挤出机,挤出造粒采用水下切粒工艺。
8.一种含有如权利要求1至5中任意一项所述高热稳定性溴化SBS阻燃母粒的XPS材料,其特征在于,所述XPS材料含有添加分数为1wt%~7wt%的所述高热稳定性溴化SBS阻燃母粒。
CN202310042075.5A 2023-01-28 2023-01-28 高热稳定性溴化sbs阻燃母粒、制备方法和xps材料 Active CN116041893B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310042075.5A CN116041893B (zh) 2023-01-28 2023-01-28 高热稳定性溴化sbs阻燃母粒、制备方法和xps材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310042075.5A CN116041893B (zh) 2023-01-28 2023-01-28 高热稳定性溴化sbs阻燃母粒、制备方法和xps材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116041893A CN116041893A (zh) 2023-05-02
CN116041893B true CN116041893B (zh) 2023-06-13

Family

ID=86123419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310042075.5A Active CN116041893B (zh) 2023-01-28 2023-01-28 高热稳定性溴化sbs阻燃母粒、制备方法和xps材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116041893B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104119556A (zh) * 2014-08-14 2014-10-29 北京工商大学 一种含有热稳定剂的阻燃母粒及其制备方法
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
CN113881152B (zh) * 2021-09-24 2024-03-15 江苏金发科技新材料有限公司 一种透明阻燃母粒及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN116041893A (zh) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102153820B (zh) 一种阻燃苯乙烯聚合物复合材料的制备方法
CN101659779B (zh) 一种无卤阻燃abs树脂及其制备方法
CN102964724A (zh) 一种汽车用薄壁绝缘电线料及其制备方法
WO2017075855A1 (zh) 一种聚丙烯专用高效无卤阻燃剂母粒及其制备方法和应用
CN103013035B (zh) 一种阻燃耐热abs组合物及其制备方法
CN113969023B (zh) 一种高含量甲基八溴醚阻燃母粒及其制备方法与应用
CN106009348A (zh) 一种含碳颗粒的阻燃型可发性聚苯乙烯及其制造方法
CN103102593B (zh) 负载型金属氧化物催化协效无机阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN102250383A (zh) 含苯并噁嗪的无卤阻燃剂及含无卤阻燃剂的聚合物材料
US4198486A (en) Flameproof polystyrene foam and process for the manufacture thereof
CN102863772A (zh) 超薄无卤阻燃聚碳酸酯薄膜及其制备方法
CN106905609A (zh) 含三嗪系膨胀阻燃剂的无卤阻燃聚丙烯组合物及其制备
CN103232625A (zh) 高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料及其制备方法
CN105111677A (zh) 一种聚苯乙烯/三聚氰胺改性脲醛树脂复合泡沫塑料及其制备方法
CN104744762A (zh) 一种增韧改性聚乙烯粉末及其制备方法
CN116041893B (zh) 高热稳定性溴化sbs阻燃母粒、制备方法和xps材料
CN109280299B (zh) 低烟低卤pvc粒料及其制备方法
CN105273298A (zh) 一种高光泽耐析出阻燃聚丙烯材料及其制备方法
CN111171504A (zh) 一种高阻燃性色母粒及其制备方法
CN112694637A (zh) 一种泡沫塑料用复合阻燃型发泡剂及其制备方法
CN109897371B (zh) 一种防析出的环保型阻燃塑料母料及制备方法
CN110903594A (zh) 一种有机阻隔防爆材料及其制备方法
CN104861449A (zh) Ptt阻燃耐热改性母粒及其制备方法
CN114085429A (zh) 一种微胶囊阻燃剂及其制备方法、应用
CN107163381A (zh) 丙纶无卤阻燃母粒及其制造方法

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