CN116199989A - 阻燃型高分子材料及加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了阻燃型高分子材料及加工工艺，配方包括：PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、陶土、N,N‑二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂、增塑剂、抗氧剂、抗紫外线剂、耐磨剂和阻燃剂，工艺包括：步骤一，准备原料；步骤二，制备基体；步骤三，制备阻燃组分；步骤四，制备耐磨组分；步骤五，混合挤出；本发明采用分层方式将阻燃组分和耐磨组分包覆基体，避免基体因掺杂过多化合物导致强度下降，同时也能节省原料成本，并且两种组分均通过基体混合后使用，确保层间融合度，本发明的耐磨层掺杂有抗紫外线成分，可以在提高产品表面耐磨性能和抗紫外线性能；本发明利用气泵抽洗生产过程中的废气，避免造成空气污染。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体为阻燃型高分子材料及加工工艺。
背景技术
高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂所构成的材料。现有的高分子材料如专利CN 110628150 A所公开的一种阻燃型高分子材料的加工工艺，主要在高分子材料的成分中，添加入了多种化合物，如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物和硅化物，由于添加的多种化合物的熔点均在2000℃以上，从而能够有效的提高高分子材料的阻燃特性，其存在以下缺陷：一是添加大量的阻燃成分虽然可以提高材料的阻燃性，但会导致材料的整体强度下降，同时也会提高成本；二是材料的表面耐候性较差，不耐日照，容易老化；三是生产工艺产生的废气未经处理，因此不够环保，会对生产环境造成污染。
发明内容
本发明的目的在于提供阻燃型高分子材料及加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：阻燃型高分子材料，配方包括：PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、陶土、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂、增塑剂、抗氧剂、抗紫外线剂、耐磨剂和阻燃剂，所述各组分的质量份数分别是：22-28份的PVC粉体、0.2-0.5份的EVA、14-20份的三聚氰胺甲醛树脂、27-33份的N,N-二甲基甲酰胺、8-12份的丙烯酸酯、0.04-0.06份的分散剂、5-7份的增韧剂、7-12份的填充剂、0.7-1.2份的稳定剂、0.1-0.3份的增塑剂、0.02-0.03份的抗氧剂、0.1-0.3份的抗紫外线剂、1.2-1.5份的耐磨剂和2-3份的阻燃剂。
优选的，所述各组分的质量份数分别是：25份的PVC粉体、0.3份的EVA、16份的三聚氰胺甲醛树脂、30份的N,N-二甲基甲酰胺、10份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、6份的增韧剂、7.5份的填充剂、0.9份的稳定剂、0.2份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.4份的耐磨剂和2.5份的阻燃剂。
优选的，所述阻燃剂为氢氧化铝粉料、氢氧化镁粉料、微胶囊化红磷、三氧化二锑和硼酸锌按照质量比为1:1:3:2:4混合而成的组合物。
优选的，所述耐磨剂为碳纤维、玻璃纤维和纳米陶瓷粉体按照质量比为3:2:1混合而成的组合物。
优选的，所述抗紫外线剂纳米二氧化钛和纳米二氧化硅按照质量比为1:1混合而成的组合物。
阻燃型高分子材料的加工工艺，包括步骤一，准备原料；步骤二，制备基体；步骤三，制备阻燃组分；步骤四，制备耐磨组分；步骤五，混合挤出；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量份数分别是：25份的PVC粉体、0.3份的EVA、16份的三聚氰胺甲醛树脂、30份的N,N-二甲基甲酰胺、10份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、6份的增韧剂、7.5份的填充剂、0.9份的稳定剂、0.2份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.4份的耐磨剂和2.5份的阻燃剂进行原料称取；
其中上述步骤二中，将PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂和增塑剂加入混合器，采用100r/min的转速，在40-55℃的温度下搅拌混合30-50min，得到混合物A；
其中上述步骤三中，取步骤二中所制备的混合物A，将其平均分为七份，取其中两份与阻燃剂均匀混合，得到混合物B；
其中上述步骤四中，取步骤三中所分出的一份混合物A，将其与抗氧剂、抗紫外线剂和耐磨剂均匀混合，得到混合物C；
其中上述步骤五中，取步骤三中剩下的四份混合物A、混合物B和步骤四中得到混合物C，以混合物A为基体，将其与混合物B混合挤出，使混合物B包覆混合物A，形成阻燃层，再将其与混合物C混合挤出，使混合物C包覆混合物B，形成耐磨层。
优选的，所述步骤一中，分散剂为PE蜡，填充剂为陶土，稳定剂为硬脂酸，增塑剂为二辛脂，抗氧剂为双酚A
优选的，所述步骤二到步骤五中，利用气泵将产生的废气吸入洗气池，使其中的有害气体被洗气液反应吸收。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用分层方式将阻燃组分和耐磨组分包覆基体，避免基体因掺杂过多化合物导致强度下降，同时也能节省原料成本，并且两种组分均通过基体混合后使用，确保层间融合度，本发明的耐磨层掺杂有抗紫外线成分，可以在提高产品表面耐磨性能和抗紫外线性能；本发明利用气泵抽洗生产过程中的废气，避免造成空气污染。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种技术方案：
实施例1
阻燃型高分子材料，配方包括：PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、陶土、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂、增塑剂、抗氧剂、抗紫外线剂、耐磨剂和阻燃剂，各组分的质量份数分别是：25份的PVC粉体、0.3份的EVA、16份的三聚氰胺甲醛树脂、30份的N,N-二甲基甲酰胺、10份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、6份的增韧剂、7.5份的填充剂、0.9份的稳定剂、0.2份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.4份的耐磨剂和2.5份的阻燃剂；其中，阻燃剂为氢氧化铝粉料、氢氧化镁粉料、微胶囊化红磷、三氧化二锑和硼酸锌按照质量比为1:1:3:2:4混合而成的组合物；耐磨剂为碳纤维、玻璃纤维和纳米陶瓷粉体按照质量比为3:2:1混合而成的组合物；抗紫外线剂为纳米二氧化钛和纳米二氧化硅按照质量比为1:1混合而成的组合物。
阻燃型高分子材料的加工工艺，包括步骤一，准备原料；步骤二，制备基体；步骤三，制备阻燃组分；步骤四，制备耐磨组分；步骤五，混合挤出；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量份数分别是：25份的PVC粉体、0.3份的EVA、16份的三聚氰胺甲醛树脂、30份的N,N-二甲基甲酰胺、10份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、6份的增韧剂、7.5份的填充剂、0.9份的稳定剂、0.2份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.4份的耐磨剂和2.5份的阻燃剂进行原料称取；其中，分散剂为PE蜡，填充剂为陶土，稳定剂为硬脂酸，增塑剂为二辛脂，抗氧剂为双酚A；
其中上述步骤二中，将PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂和增塑剂加入混合器，采用100r/min的转速，在55℃的温度下搅拌混合30min，得到混合物A；
其中上述步骤三中，取步骤二中所制备的混合物A，将其平均分为七份，取其中两份与阻燃剂均匀混合，得到混合物B；
其中上述步骤四中，取步骤三中所分出的一份混合物A，将其与抗氧剂、抗紫外线剂和耐磨剂均匀混合，得到混合物C；
其中上述步骤五中，取步骤三中剩下的四份混合物A、混合物B和步骤四中得到混合物C，以混合物A为基体，将其与混合物B混合挤出，使混合物B包覆混合物A，形成阻燃层，再将其与混合物C混合挤出，使混合物C包覆混合物B，形成耐磨层，在生产过程中，利用气泵将产生的废气吸入洗气池，使其中的有害气体被洗气液反应吸收。
实施例2
阻燃型高分子材料，配方包括：PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、陶土、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂、增塑剂、抗氧剂、抗紫外线剂、耐磨剂和阻燃剂，各组分的质量份数分别是：22份的PVC粉体、0.3份的EVA、19份的三聚氰胺甲醛树脂、30份的N,N-二甲基甲酰胺、8份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、7份的增韧剂、8.5份的填充剂、0.7份的稳定剂、0.3份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.3份的耐磨剂和2.7份的阻燃剂；其中，阻燃剂为氢氧化铝粉料、氢氧化镁粉料、微胶囊化红磷、三氧化二锑和硼酸锌按照质量比为1:1:3:2:4混合而成的组合物；耐磨剂为碳纤维、玻璃纤维和纳米陶瓷粉体按照质量比为3:2:1混合而成的组合物；抗紫外线剂为纳米二氧化钛和纳米二氧化硅按照质量比为1:1混合而成的组合物。
阻燃型高分子材料的加工工艺，包括步骤一，准备原料；步骤二，制备基体；步骤三，制备阻燃组分；步骤四，制备耐磨组分；步骤五，混合挤出；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量份数分别是：22份的PVC粉体、0.3份的EVA、19份的三聚氰胺甲醛树脂、30份的N,N-二甲基甲酰胺、8份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、7份的增韧剂、8.5份的填充剂、0.7份的稳定剂、0.3份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.3份的耐磨剂和2.7份的阻燃剂进行原料称取；其中，分散剂为PE蜡，填充剂为陶土，稳定剂为硬脂酸，增塑剂为二辛脂，抗氧剂为双酚A；
其中上述步骤二中，将PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂和增塑剂加入混合器，采用100r/min的转速，在55℃的温度下搅拌混合30min，得到混合物A；
其中上述步骤三中，取步骤二中所制备的混合物A，将其平均分为七份，取其中两份与阻燃剂均匀混合，得到混合物B；
其中上述步骤四中，取步骤三中所分出的一份混合物A，将其与抗氧剂、抗紫外线剂和耐磨剂均匀混合，得到混合物C；
其中上述步骤五中，取步骤三中剩下的四份混合物A、混合物B和步骤四中得到混合物C，以混合物A为基体，将其与混合物B混合挤出，使混合物B包覆混合物A，形成阻燃层，再将其与混合物C混合挤出，使混合物C包覆混合物B，形成耐磨层，在生产过程中，利用气泵将产生的废气吸入洗气池，使其中的有害气体被洗气液反应吸收。
实施例3
阻燃型高分子材料，配方包括：PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、陶土、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂、增塑剂、抗氧剂、抗紫外线剂、耐磨剂和阻燃剂，各组分的质量份数分别是：28份的PVC粉体、0.3份的EVA、14份的三聚氰胺甲醛树脂、25份的N,N-二甲基甲酰胺、9份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、7份的增韧剂、11份的填充剂、1.2份的稳定剂、0.1份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.2份的耐磨剂和3份的阻燃剂；其中，阻燃剂为氢氧化铝粉料、氢氧化镁粉料、微胶囊化红磷、三氧化二锑和硼酸锌按照质量比为1:1:3:2:4混合而成的组合物；耐磨剂为碳纤维、玻璃纤维和纳米陶瓷粉体按照质量比为3:2:1混合而成的组合物；抗紫外线剂为纳米二氧化钛和纳米二氧化硅按照质量比为1:1混合而成的组合物。
阻燃型高分子材料的加工工艺，包括步骤一，准备原料；步骤二，制备基体；步骤三，制备阻燃组分；步骤四，制备耐磨组分；步骤五，混合挤出；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量份数分别是：28份的PVC粉体、0.3份的EVA、14份的三聚氰胺甲醛树脂、25份的N,N-二甲基甲酰胺、9份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、7份的增韧剂、11份的填充剂、1.2份的稳定剂、0.1份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.2份的耐磨剂和3份的阻燃剂进行原料称取；其中，分散剂为PE蜡，填充剂为陶土，稳定剂为硬脂酸，增塑剂为二辛脂，抗氧剂为双酚A；
其中上述步骤二中，将PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂和增塑剂加入混合器，采用100r/min的转速，在55℃的温度下搅拌混合30min，得到混合物A；
其中上述步骤三中，取步骤二中所制备的混合物A，将其平均分为七份，取其中两份与阻燃剂均匀混合，得到混合物B；
其中上述步骤四中，取步骤三中所分出的一份混合物A，将其与抗氧剂、抗紫外线剂和耐磨剂均匀混合，得到混合物C；
其中上述步骤五中，取步骤三中剩下的四份混合物A、混合物B和步骤四中得到混合物C，以混合物A为基体，将其与混合物B混合挤出，使混合物B包覆混合物A，形成阻燃层，再将其与混合物C混合挤出，使混合物C包覆混合物B，形成耐磨层，在生产过程中，利用气泵将产生的废气吸入洗气池，使其中的有害气体被洗气液反应吸收。
各实施例性质对比如下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| PVC粉体/份 | 25 | 22 | 28 |
| EVA/份 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 三聚氰胺甲醛树脂/份 | 16 | 19 | 14 |
| N,N-二甲基甲酰胺/份 | 30 | 30 | 25 |
| 丙烯酸酯/份 | 10 | 8 | 9 |
| 分散剂/份 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| 增韧剂/份 | 6 | 7 | 7 |
| 填充剂/份 | 7.5 | 8.5 | 11 |
| 稳定剂/份 | 0.9 | 0.7 | 1.2 |
| 增塑剂/份 | 0.2 | 0.3 | 0.1 |
| 抗氧剂/份 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
| 抗紫外线剂/份 | 0.13 | 0.13 | 0.13 |
| 耐磨剂/份 | 1.4 | 1.3 | 1.2 |
| 阻燃剂/份 | 2.5 | 2.7 | 3 |
基于上述，本发明采用分层方式，将阻燃组分和耐磨组分包覆基体，避免基体因掺杂过多化合物导致强度下降，同时也能节省原料成本，并且两种组分均通过基体混合后使用，提高功能层间的融合度，阻燃层所采用的阻燃剂为氢氧化铝粉料、氢氧化镁粉料、微胶囊化红磷、三氧化二锑和硼酸锌的组合物，具备良好的阻燃性，耐磨层所采用的耐磨剂为碳纤维、玻璃纤维和纳米陶瓷粉体的组合物，耐磨层混合有抗紫外线剂，在提高产品表面耐磨性的同时，可以进一步提高其抗紫外线性能；本发明利用气泵抽洗生产过程中的废气，可以避免造成空气污染，所添加的纳米碳酸钙可以减少树脂的用量，起到增强、增韧的作用，所添加的丙烯酸酯可以提高耐热和耐油性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.阻燃型高分子材料，配方包括：PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、陶土、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂、增塑剂、抗氧剂、抗紫外线剂、耐磨剂和阻燃剂，其特征在于：所述各组分的质量份数分别是：22-28份的PVC粉体、0.2-0.5份的EVA、14-20份的三聚氰胺甲醛树脂、27-33份的N,N-二甲基甲酰胺、8-12份的丙烯酸酯、0.04-0.06份的分散剂、5-7份的增韧剂、7-12份的填充剂、0.7-1.2份的稳定剂、0.1-0.3份的增塑剂、0.02-0.03份的抗氧剂、0.1-0.3份的抗紫外线剂、1.2-1.5份的耐磨剂和2-3份的阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃型高分子材料，其特征在于：所述各组分的质量份数分别是：25份的PVC粉体、0.3份的EVA、16份的三聚氰胺甲醛树脂、30份的N,N-二甲基甲酰胺、10份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、6份的增韧剂、7.5份的填充剂、0.9份的稳定剂、0.2份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.4份的耐磨剂和2.5份的阻燃剂。
3.根据权利要求2所述的阻燃型高分子材料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝粉料、氢氧化镁粉料、微胶囊化红磷、三氧化二锑和硼酸锌按照质量比为1:1:3:2:4混合而成的组合物。
4.根据权利要求2所述的阻燃型高分子材料，其特征在于：所述耐磨剂为碳纤维、玻璃纤维和纳米陶瓷粉体按照质量比为3:2:1混合而成的组合物。
5.根据权利要求2所述的阻燃型高分子材料，其特征在于：所述抗紫外线剂纳米二氧化钛和纳米二氧化硅按照质量比为1:1混合而成的组合物。
6.阻燃型高分子材料的加工工艺，包括步骤一，准备原料；步骤二，制备基体；步骤三，制备阻燃组分；步骤四，制备耐磨组分；步骤五，混合挤出；其特征在于：
其中上述步骤一中，按照各组分的质量份数分别是：25份的PVC粉体、0.3份的EVA、16份的三聚氰胺甲醛树脂、30份的N,N-二甲基甲酰胺、10份的丙烯酸酯、0.05份的分散剂、6份的增韧剂、7.5份的填充剂、0.9份的稳定剂、0.2份的增塑剂、0.02份的抗氧剂、0.13份的抗紫外线剂、1.4份的耐磨剂和2.5份的阻燃剂进行原料称取；
其中上述步骤二中，将PVC粉体、EVA、三聚氰胺甲醛树脂、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯酸酯、分散剂、增韧剂、填充剂、稳定剂和增塑剂加入混合器，采用100r/min的转速，在40-55℃的温度下搅拌混合30-50min，得到混合物A；
其中上述步骤三中，取步骤二中所制备的混合物A，将其平均分为七份，取其中两份与阻燃剂均匀混合，得到混合物B；
其中上述步骤四中，取步骤三中所分出的一份混合物A，将其与抗氧剂、抗紫外线剂和耐磨剂均匀混合，得到混合物C；
其中上述步骤五中，取步骤三中剩下的四份混合物A、混合物B和步骤四中得到混合物C，以混合物A为基体，将其与混合物B混合挤出，使混合物B包覆混合物A，形成阻燃层，再将其与混合物C混合挤出，使混合物C包覆混合物B，形成耐磨层。
7.根据权利要求6所述的阻燃型高分子材料的加工工艺，其特征在于：所述步骤一中，分散剂为PE蜡，填充剂为陶土，稳定剂为硬脂酸，增塑剂为二辛脂，抗氧剂为双酚A。
8.根据权利要求6所述的阻燃型高分子材料的加工工艺，其特征在于：所述步骤二到步骤五中，利用气泵将产生的废气吸入洗气池，使其中的有害气体被洗气液反应吸收。
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