CN116836504A - 一种阻燃塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃塑料及其制备方法，涉及塑料技术领域，主要为了解决现有的塑料不能够同时兼具阻燃性以及高强度力学性能的问题；该制备方法为：将HI PS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液进行超声波分散，分散后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨过筛得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、分散剂、偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中高速搅拌后静置，得到干燥固体；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料；该塑料在具有阻燃性的同时还兼具较强的力学性能，可满足人们的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及塑料领域，具体是一种阻燃塑料及其制备方法。
背景技术
目前，塑料的应用遍及工农业、生活的各个领域，1999年全球主要热塑料(PP、PVC、PS、LDPE、HDPE)总量已达1.1亿吨，且平均年增长率达5.2％，2000年西欧电子电气行业上用塑料达2300万吨，同时阻燃塑料配方的应用也越来越广泛，例如美国生产的塑料中5％为阻燃塑料配方，电子电气行业用塑料有15％以上是阻燃塑料配方。现在阻燃塑料配方多为阻燃高聚物，它不易被引燃，可减少意外火灾，或者在引燃后，基本上无火焰，可避免火势趋大，此外阻燃塑料配方还能降低火焰传播速度及燃烧速度。
但是，现有的塑料在制备过程中，制备原料大同小异，制备方法相当；现有的阻燃塑料虽然具有一定程度的阻燃性，但是，阻燃成分的添加可能会影响其它成分的相互作用，导致塑料在具有良好阻燃性能的同时，不能够兼具良好的力学性能，因此，不能够满足人们的使用需求。
基于此，本发明致力于提供一种塑料，该塑料在具有良好的阻燃性能的同时，还可以兼具较强的力学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃塑料及其制备方法，该阻燃塑料的成分包括阻燃剂、抗氧剂、增韧剂、分散剂、偶联剂、防腐剂和蒸馏水；其中，阻燃剂中添加了聚偏磷酸钠，与阻燃剂中的其他成分混合后进行超声波分散，可以将阻燃剂中的无效组成携带走，降低无效成分对其他原料的影响；同时，对主料在塑化造粒前进行水浴加热，可以改善主料的保留成分，进而可以增强塑料成型后的力学性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阻燃塑料，由以下按照重量份的原料组成：
100～120份HIPS、20～35份阻燃剂、10～20份抗氧剂、15～30份增韧剂、15～30份分散剂、10～25份偶联剂、1～15份防腐剂和30～50份蒸馏水；
其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:(2～8)。
作为本发明的进一步方案：由以下按照重量份的原料组成：
105～115份HIPS、25～30份阻燃剂、13～16份抗氧剂、20～25份增韧剂、19～26份分散剂、14～21份偶联剂、5～11份防腐剂和35～45份蒸馏水。
作为本发明的进一步方案：由以下按照重量份的原料组成：
110份HIPS、28份阻燃剂、15份抗氧剂、23份增韧剂、23份分散剂、18份偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水。
作为本发明的进一步方案：所述抗氧剂为四季戊四醇酯。
作为本发明的进一步方案：所述增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3。
作为本发明的进一步方案：所述分散剂为N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂。
作为本发明的进一步方案：所述偶联剂为铝酸酯类。
作为本发明的进一步方案：所述防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2。
一种如上所述的阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量组分准备原料，将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50～55℃下进行超声波分散，分散后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140～160目筛，得到主料；
(2)向主料中加入抗氧剂、增韧剂、分散剂、偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2～2.5h后静置30～40min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；
(3)将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度150-180℃，二区温度180-190℃，三区温度190-200℃，四区温度190-200℃，机头200-220℃，停留时间2～3min，压力为14～16MPa，螺杆转速135-145r/min。
作为本发明的进一步方案：步骤(1)中的超声电功率为500～550W，分散时间为3～3.5h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的阻燃塑料的成分包括阻燃剂、抗氧剂、增韧剂、分散剂、偶联剂、防腐剂和蒸馏水；其中，阻燃剂中添加了聚偏磷酸钠，与阻燃剂中的其他成分混合后进行超声波分散，提高了塑料的阻燃性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的阻燃塑料的成分包括阻燃剂、抗氧剂、增韧剂、分散剂、偶联剂、防腐剂和蒸馏水；其中，阻燃剂中添加了聚偏磷酸钠，与阻燃剂中的其他成分混合后进行超声波分散，提高了塑料的阻燃性；同时，通过调整制备工艺，增强塑料成型后的力学性能。
实施例1
准备100份HIPS、20份阻燃剂、10份四季戊四醇酯、15份增韧剂、15份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、10份铝酸酯类偶联剂、1份防腐剂和30份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:5；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例2
准备105份HIPS、25份阻燃剂、13份四季戊四醇酯、20份增韧剂、19份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、14份铝酸酯类偶联剂、5份防腐剂和35份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:5；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例3
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:5；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例4
准备115份HIPS、30份阻燃剂、16份四季戊四醇酯、25份增韧剂、26份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、21份铝酸酯类偶联剂、11份防腐剂和45份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:5；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例5
准备120份HIPS、35份阻燃剂、20份四季戊四醇酯、30份增韧剂、30份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、25份铝酸酯类偶联剂、15份防腐剂和50份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:5；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例6
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:2；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例7
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:3；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例8
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:4；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例9
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:6；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例10
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:7；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
实施例11
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:8；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
对上述实施例1～11所制得的塑料注塑成型后制成标准样条，按照国家同类塑料各项指标进行性能测试，测试项目包括垂直燃烧级别、氧指数、弯曲强度、拉伸强度以及缺口冲击强度；将测试的结果记录于表1中。
对照组
从市场上随机购买A、B、C三种塑料并分别制成标准样条，按照国家同类塑料各项指标进行性能测试，测试项目包括垂直燃烧级别、氧指数、弯曲强度、拉伸强度以及缺口冲击强度；将测试的结果记录于表1中。
表1
对表1中的数据进行分析可以得知，实施例1～11所制得的塑料的垂直燃烧级别与市售ABC型的塑料的垂直燃烧级别相当，但是氧指数、弯曲强度、拉伸强度以及缺口冲击强度均显著优于市售ABC型的塑料；这说明，本发明的阻燃塑料及其制备方法显著优于现有的阻燃塑料及其制备方法。
对比实验
通过表1中的数据可以得知，实施例3所制得的塑料具有最好的性质，因此以实施例3为基准进行对比实验。
对比例1
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:5；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂混合后加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
对比例2
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:5；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
对比例3
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:5；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
对比例4
准备110份HIPS、28份阻燃剂、15份四季戊四醇酯、23份增韧剂、23份N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、18份铝酸酯类偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水作为原料，其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑和三聚氰胺组成，且四者的质量比为3:2:3；增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3；防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2；将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50℃下进行电功率为525W的超声波分散，分散3.3h后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140目筛，得到主料；向主料中加入四季戊四醇酯、增韧剂、N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂、铝酸酯类偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2.5h后静置30min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度200℃，四区温度200℃，机头210℃，停留时间2.5min，压力为15MPa，螺杆转速140r/min。
对上述对比例1～4所制得的塑料注塑成型后制成标准样条，按照国家同类塑料各项指标进行性能测试，测试项目包括垂直燃烧级别、氧指数、弯曲强度、拉伸强度以及缺口冲击强度；将测试的结果记录于表2中。
表2
对表2中的数据进行分析可以得知，对比例1～4所制得的塑料的垂直燃烧级别与实施例3所制得的塑料的垂直燃烧级别相当，但是氧指数、弯曲强度、拉伸强度以及缺口冲击强度均显著弱于市售ABC型的塑料；这说明，本发明的阻燃塑料及其制备方法显著优于现有的阻燃塑料及其制备方法。
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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种阻燃塑料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：
100～120份HIPS、20～35份阻燃剂、10～20份抗氧剂、15～30份增韧剂、15～30份分散剂、10～25份偶联剂、1～15份防腐剂和30～50份蒸馏水；
其中，阻燃剂由溴联苯乙烷、三氧化二锑、三聚氰胺和聚偏磷酸钠组成，且四者的质量比为3:2:3:(2～8)。
2.根据权利要求1所述的阻燃塑料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：
105～115份HIPS、25～30份阻燃剂、13～16份抗氧剂、20～25份增韧剂、19～26份分散剂、14～21份偶联剂、5～11份防腐剂和35～45份蒸馏水。
3.根据权利要求2所述的阻燃塑料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：
110份HIPS、28份阻燃剂、15份抗氧剂、23份增韧剂、23份分散剂、18份偶联剂、7份防腐剂和40份蒸馏水。
4.根据权利要求1～3任一所述的阻燃塑料，其特征在于，所述抗氧剂为四季戊四醇酯。
5.根据权利要求1～3任一所述的阻燃塑料，其特征在于，所述增韧剂由马来酸酐和柠檬酸三乙酯组成，且二者的质量比为5:3。
6.根据权利要求1～3任一所述的阻燃塑料，其特征在于，所述分散剂为N-N'-乙撑双硬酯胺分散剂。
7.根据权利要求1～3任一所述的阻燃塑料，其特征在于，所述偶联剂为铝酸酯类。
8.根据权利要求1～3任一所述的阻燃塑料，其特征在于，所述防腐剂由亚硝酸钠和二氧化硫组成，且二者的质量比为7:2。
9.一种如权利要求1～3任一所述的阻燃塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照重量组分准备原料，将HIPS和阻燃剂一同加入一半蒸馏水中搅拌均匀得到混合液，对混合液在50～55℃下进行超声波分散，分散后进行过滤，将滤液加入加热炉中加热至结块，取出后冷却至室温，再加入研磨机中高速研磨，过140～160目筛，得到主料；
(2)向主料中加入抗氧剂、增韧剂、分散剂、偶联剂和防腐剂，充分混合均匀后加入另一半蒸馏水，在水浴锅中继续高速搅拌2～2.5h后静置30～40min，得到干燥固体；整个过程保持水浴锅的温度为：前一个小时由0～60℃递增，达到60℃后保持不变；
(3)将干燥固体粉碎后加入双螺旋挤出机内熔融塑化造粒即可得到粒料状塑料，其中双螺杆挤出机一区温度150-180℃，二区温度180-190℃，三区温度190-200℃，四区温度190-200℃，机头200-220℃，停留时间2～3min，压力为14～16MPa，螺杆转速135-145r/min。
10.根据权利要求9所述的阻燃塑料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的超声电功率为500～550W，分散时间为3～3.5h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20231003 |