TW201629126A - 金屬複合物核心組成物面板及其製造方法 - Google Patents

金屬複合物核心組成物面板及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於金屬複合物面板及用於製造該等面板之核心組成物或核心填充劑組成物。本發明亦係關於藉由擠塑兩個金屬面板之間之核心組成物或核心填充劑組成物並且壓延金屬面板以形成金屬複合物面板來製造金屬複合物面板的方法。

Description

金屬複合物核心組成物面板及其製造方法
本發明係關於金屬複合物面板及用於製造該等面板之核心組成物或核心填充劑組成物。本發明亦係關於藉由擠塑兩個金屬面板之間之核心組成物或核心填充劑組成物並且壓延金屬面板以形成金屬複合物面板來製造金屬複合物面板的方法。
鋁夾層面板(亦稱為鋁複合材料ACM)在建築應用中用於例如覆蓋建築物之外表面(外牆)。ACM廣泛地在歐洲、中東及前蘇聯部分國家中使用。ACM典型地由通常厚度為約0.5mm的兩個鋁面板(即，薄片或層)及面板之間的含有阻燃劑並且通常厚度為約3mm的聚合物核心組成物組成。通常，此等ACM經由擠塑及壓延來產生。在歐洲，其需要符合建築相關法規，如重要防火安全建築產品法規(CPR)。根據建築物之高度，需要通過Euroclass B(針對高達20m之建築物)或Euroclass A2(針對高於20m之建築物)法規。
Euroclass B面板需要通過SBI測試。此測試在樣品(1.0 x 1.5m+0.5 x 1.5m)以90°角安裝並且暴露 於燃氣器火焰之房間中進行。火生長速率(FIGRA)需要為最大120W/s並且釋放之總熱量(THR 600s)必須為最大7.5MJ。除了SBI測試，亦需要通過EN 11925-2，其中在60秒內，火焰傳播為最大150mm。Euroclass B防火安全測試通常易於達成。為了滿足此等要求，氫氧化鋁(ATH)可用作如組成物中之阻燃劑聚合物，負載量為約70-75重量% ATH。
Euroclass A2防火安全測試更難以達成。雖然EuroclassA2面板亦必須能夠通過SBI測試，且具有與Euroclass B面板相同的限制，但是更苛刻的障礙係根據題為「Reaction to fire tests for building and transport products-Determination of heat of combustion」之EN ISO 1716的彈式量熱器測試。聚合物核心材料必須具有最大3.0MJ/kg之潛熱能(PCS)。此通常意味著最大10wt%之聚合物或有機物含量，及超過90wt%之無機阻燃劑負載量。如EP 2420380 A1揭示，此等較高無機負載量不能擠塑，因而不能使用該行業中使用之現有擠塑/壓延系統。必須使用替代系統，如EP 2420380 A1描述之壓縮模塑技術。此為明顯缺點，因為安裝新設備之成本較高。
因此，需要配製具有超過90wt%無機阻燃劑的用於ACM之聚合物核心組成物以使得組成物可擠塑並且能夠通過Euroclass A2防火安全測試。
本申請案係關於核心組成物，該組成物包括：(1)聚合物材料，(2)潤滑劑，其選自由以下組成之群：脂肪酸、含氟聚合物、金屬脂肪酸、石蠟、聚乙烯蠟、聚矽氧烷、聚烷基矽氧烷及具有官能基之聚有機矽氧烷及(3)大於或等於約90wt%之阻燃劑，其包含氫氧化鋁(ATH)及/或氧化鋁。
本申請案亦係關於核心填充劑組成物，該組成物包括：(1)聚合物材料，(2)潤滑劑，其選自由以下組成之群：脂肪酸、含氟聚合物、金屬脂肪酸、石蠟、聚乙烯蠟、聚矽氧烷、聚烷基矽氧烷及具有官能基之聚有機矽氧烷，(3)無機填充劑及(4)阻燃劑，其包含氫氧化鋁(ATH)及/或氧化鋁，其中基於核心填充劑組成物之總重量，無機填充劑之量為約20wt%至約40wt%並且阻燃劑之量為約50wt%至約70wt%。
本申請案亦係關於金屬面板複合物，其包括兩個外部金屬層及外部金屬層之間的如上所述之核心組成物或核心填充劑組成物。
本申請案進一步係關於產生金屬面板複合物之方法，該方法包括擠塑核心組成物或核心填充劑組成物，將該擠塑核心組成物運送至壓延機，該壓延機具有承載具有內及外表面之金屬面板的兩個或兩個以上滾筒，其中金屬面板之內表面與核心組成物接觸，且其中滾筒向金屬面板之外表面提供壓力以形成金屬面板複合物。
10‧‧‧核心組成物混合物
12‧‧‧給料斗
14‧‧‧擠塑機
16‧‧‧擠塑核心組成物
18‧‧‧傳送帶
20‧‧‧預熱烘芯爐
22‧‧‧膜
24‧‧‧外部金屬層
26‧‧‧層合輥
28‧‧‧壓延裝置
30‧‧‧加熱元件
圖1為製造複合物面板之習知設備之說明圖。
本申請案部分地係關於核心組成物，該組成物包括：(1)聚合物材料，(2)潤滑劑，其選自由以下組成之群：脂肪酸、含氟聚合物、金屬脂肪酸、石蠟、聚乙烯蠟、聚矽氧烷、聚烷基矽氧烷及具有官能基之聚有機矽氧烷及(3)大於或等於約90wt%之阻燃劑，其包含氫氧化鋁(ATH)及/或氧化鋁。
本申請案之核心組成物提供明顯優勢，其可藉由雙螺桿擠塑機、布斯共捏合機或密閉式混合機混配(即，產生)，隨後藉由擠塑來加工。此為有利的，因為擠塑及壓延為用於產生金屬複合物面板之常見方法，因而不需要設備或方法之較大變化。此舉在該行業中節省時間及成本。核心組成物亦允許面板通過Euroclass A2防火安全測試。
核心組成物中之組分之一者為聚合物。可使用用於複合物面板領域中之任何合適聚合物。此等聚合物之非限制性實例為：聚乙烯、聚丙烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、乙基-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸彈性體(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物)、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯二烯共聚物或乙烯-乙烯醇共聚物。較佳聚合物為EVA。
基於潤滑劑及阻燃劑之重量，聚合物之量可在約4wt%至約9wt%或約5wt%至約8wt%範圍內。聚合物之範圍可基於聚合物之潛熱能(PCS)來增加或減少。
核心組成物之另一個組分為潤滑劑。可使用之潤滑劑之實例為：脂肪酸、含氟聚合物、金屬脂肪酸、石蠟、聚乙烯蠟、聚矽氧烷、聚烷基矽氧烷及具有官能基之聚有機矽氧烷。可使用之商用潤滑劑為乙烯基官能化聚矽氧烷如來自Evonik之Tergomer®V-Si 4042，硬脂脂肪酸如來自Croda之PristereneTM 4913，來自Wacker之聚二甲基矽氧烷AK150，來自3M之含氟聚合物DynamarTM FX 5912 X，及基於聚乙烯之蠟如來自Honeywell之A-C 400A及A-C 573A。
基於聚合物、潤滑劑及阻燃劑之重量，潤滑劑之量可在約1wt%至約5wt%，或約2wt%至約5wt%，或約2wt%至約4wt%範圍內。
核心組成物亦含有礦物阻燃劑。礦物阻燃劑為氫氧化鋁，Al(OH)3，(亦被稱為三氫氧化鋁，ATH)及/或氧化鋁(Al2O3)。「及/或」意味著單獨組分或組分之混合物。核心組成物中之礦物阻燃劑之量大於或等於約90wt%。上限為約92wt%或約93wt%，因為較高量將產生高度黏性組成物，從而不能夠擠塑。術語「約」意味著近似±1wt%或±0.5wt%，取決於聚合物之PCS及核心組成物之黏度。
較佳地，ATH具有具備約75μm至約150μm範圍內之d50、約40μm至約70μm範圍內之d10及約100 μm至約200μm範圍內之d90的特定粒徑分佈(PSD)。術語d50意味著一半體積之顆粒具有低於此值之直徑的直徑。同樣地，術語d10意味著10%體積顆粒具有低於此值之直徑並且d90意味著90%體積顆粒具有低於此值之直徑。
量測PSD之一種方法係使用利用來自Quantachrome之Cilas 1064 L雷射分光儀來進行雷射繞射。總體上，本文使用之量測粒徑之程序首先將合適水-分散劑溶液(參見以下製備)引入設備之樣品製備容器中。然後選擇被稱為「粒子專家」之標準量測，亦選擇量測模型「範圍2」，且然後選擇適用於預期粒徑分佈之設備內部參數。應當指出的是在量測期間，樣品通常暴露於分散期間及量測期間之超聲約60秒。在背景量測發生之後，將約150至約200mg之待分析樣品與水/分散劑溶液一起安置於樣品容器中並且開始量測。水/分散劑溶液可藉由首先經由可自KMF Laborchemie獲得之500g Calgon與可自BASF獲得之3升CAL Polysalt製備濃縮物來製備。用脫離子水將此溶液補足至10升。獲得此原始10升中之100ml，進而用脫離子水進一步稀釋至10升，且此最終溶液用作如上所述之水-分散劑溶液。
較佳地，在氧化鋁用作阻燃劑時，氧化鋁為兩個氧化鋁等級之混合物。第一等級為細氧化鋁等級，其具有具備約0.5μm至約4μm範圍內之d50、約0.2μm至約0.7μm範圍內之d10及約2μm至約9μm範圍內之d90的粒徑分佈。第二等級為粗氧化鋁等級，其具有具備 約14μm至約36μm範圍內之d50、約1μm至約17μm範圍內之d10，及約30μm至約60μm範圍內之d90的粒徑分佈。細等級與粗等級之重量比為約1：9至9：1。
發明者發現如上所述ATH及/或氧化鋁之PSD有利於對核心組成物進行擠塑。
核心組成物亦可含有抗氧化劑，其中該抗氧化劑為受阻酚、有機亞磷酸鹽、硫酯或乙氧基化脂肪胺。較佳地，抗氧化劑為肆[亞甲基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基-丙酸)]甲烷、N-十八基-β-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)-丙酸酯；N,N'-己烷-1,6-二基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙醯胺]；N'-雙(3,5-二-丁基-4-氫氧基-苯丙醯基)肼；參(3,5-二-第三丁基-4-羥苄基)異氰脲酸酯；苯丙酸、3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-,(1,2-二氧-1,2-乙二基)-雙(亞胺基-2,1-乙二基)酯；新戊四醇-肆[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]或2,6-二-第三丁基-4-乙基苯酚。
基於聚合物、潤滑劑、阻燃劑及抗氧化劑之重量，抗氧化劑之量可在約0.01wt%至約1wt%或約0.01wt%至約0.5wt%，或約0.05wt%至約0.3wt%範圍內。
本申請案亦係關於核心填充劑組成物，該組成物包括：(1)聚合物材料，(2)潤滑劑，其選自由以下組成之群：脂肪酸、含氟聚合物、金屬脂肪酸、石蠟、聚乙烯蠟、聚矽氧烷、聚烷基矽氧烷及具有官能基之聚有機矽氧烷，(3)無機填充劑及(4)阻燃劑，其包含氫氧化鋁(ATH)及/或氧化鋁，其中基於核心填充劑組成物之總重 量，無機填充劑之量為約20wt%至約40wt%並且阻燃劑之量為約50wt%至約70wt%。
無機填充劑可為在此項技術中使用之常見無機填充劑。較佳地，無機填充劑性質上為球形的(例如，球體、立方體、接近於一之顆粒縱橫比或圓度)而非板或絮片體，以使得其不增加核心填充劑組成物之黏度。然而，亦可使用與球狀者相比引起較高黏度之其他顆粒形狀。無機填充劑之實例為化合物如碳酸鹽、硫酸鹽(CaCO3、BaSO4、CaSO4等)及矽酸鹽(滑石粉、高嶺土等)。較佳地，無機填充劑為碳酸鈣。填充劑之PSD應類似於ATH顆粒之PSD，(例如，粒徑分佈(PSD))，具有約75μm至約150μm範圍內之d50、約40μm至約70μm範圍內之d10及約100μm至約200μm範圍內之d90)。
基於核心填充劑組成物之總重量，核心填充劑組成物中之填充劑及阻燃劑之總量應大於或等於約90wt%，上限為約92wt%或約93wt%。核心填充劑組成物中之其他組分之量與如上所述之核心組成物相同。
核心組成物及核心填充劑組成物可含有其他任擇添加劑如增黏劑、減煙劑等等。
礦物阻燃劑亦可含有一些氫氧化鎂(MDH)，但是較佳在核心組成物中沒有MDH。基於礦物阻燃劑之總重量，MDH之量可在約0wt%至約10wt%範圍內。
本申請案亦係關於金屬面板複合物，其包括：(1)兩個外部金屬(面板)層及(2)該等外部金屬層之間的如上所述核心組成物。
金屬層之金屬可為在此項技術中使用之任何金屬。非限制性實例為金屬材料如鐵、鋼、鋅、錫、鍍鋅鐵、銅、青銅、鋁及鋁合金。較佳地，兩個外部層由鋁或鋁合金製成，但是可設想使用兩種不同材料。
金屬層具有內及外表面。內表面與核心組成物接觸。
在一實施例中，金屬層之內表面具有矽酸鈉之塗層，其充當金屬層之內表面與核心組成物之間之黏著劑。通常被稱為「水玻璃」之矽酸鈉為藉由將各種比率之砂及蘇打灰組合來製成之多用途的無機化學物。
在本申請案中，矽酸鈉溶液(例如，水中之35% Na2SiO3溶液)可藉由刷子或其他施加裝置來施加至內表面。將金屬表面(例如，鋁薄片)刻劃或粗糙化，然後在施加矽酸鈉之前用溶劑(例如，異丙醇)清潔以允許更好黏著。可使用之矽酸鈉之量可在約0.005ml/cm2至約0.02ml/cm2範圍內。
在與核心組成物接觸之前，允許金屬薄片或層乾燥(在矽酸鈉中需要一些殘餘水以實現黏著)。
本申請案亦係關於產生金屬面板複合物之方法，該方法包括擠塑核心組成物或核心填充劑組成物，將該擠塑核心組成物或核心填充劑組成物運送至壓延機，該壓延機具有承載具有內及外表面之金屬面板的兩個或兩個以上滾筒，其中金屬面板之內表面與核心組成物或核心填充劑組成物接觸，且其中滾筒向金屬面板之外表面提供壓力以形成金屬面板複合物。如前述，金屬 面板(即，薄片或層)較佳由鋁或鋁合金製成，且金屬面板之內表面具有矽酸鈉之塗層。核心組成物或核心填充劑組成物較佳含有乙烯乙酸乙烯酯、脂肪酸潤滑劑及ATH。
如上所述之方法為該行業使用之典型方法，但是核心組成物通常僅含有約70%礦物阻燃劑。如上所述，咸信以前未達成可擠塑的具有超過90%之礦物阻燃劑負載量之組成物。
自金屬複合物面板之目前技術狀態已知之製造方法通常由擠塑機(例如，單螺桿擠塑機、雙螺桿擠塑機)組成，其擠塑核心組成物或核心填充劑組成物材料。此擠塑方法通常藉由使用擠塑機中之熱量或摩擦將擠塑機中之原始核心材料加熱來進行。在本申請案中，較佳執行擠塑機中之加熱以更容易地允許核心組成物擠塑。隨後，藉助於傳送帶將擠塑核心組成物或核心填充劑組成物材料轉移至含有一對或多對層合輥之壓延裝置。在自擠塑機傳輸至層合輥期間，核心材料可加熱(約50℃至約190℃)以加熱或熔化核心組成物或核心填充劑組成物中之有機材料。然後將金屬層或薄片引入該對層合輥之間之間隙，從而使核心組成物或核心填充劑組成物結合至金屬層或薄片之內表面。
圖1示出用於製造複合物面板之典型或代表性設備之示意圖。在第一步驟中，將核心組成物混合物10插入擠塑機14上之給料斗12。擠塑機14可含有一系列加熱元件30以加熱擠塑機14中之核心組成物混合物 10。擠塑核心組成物16自擠塑機14擠塑，隨後經由傳送帶18來傳送至含有層合輥26之壓延裝置28。
沿著傳送帶18傳送擠塑核心組成物16期間，擠塑核心組成物16可藉由預熱烘芯爐20來加熱。在下一個步驟中，將擠塑核心組成物16插入該對層合輥26之間之間隙，從而使擠塑核心組成物16與兩個外部金屬層24結合。如圖1中示出，壓延裝置28由層合輥26組成，該等輥承載兩個外部層24以連接至擠塑核心組成物16。兩個外部金屬層24中之每一者可包含結合至外部金屬層24之內表面的矽酸鈉溶液之膜22。然後，藉由向外部金屬層24之外表面施加壓力來使外部金屬層24之內表面與擠塑核心組成物16接觸。因此，擠塑核心組成物16中之任擇溫熱及熔化有機材料結合至兩個外部金屬層24以在複合物面板冷卻之後建立強連接。
實例
以下實例說明本發明。然而應瞭解，如本文全面所述且如申請專利範圍中敘述之本發明並非意欲由以下實例之細節所限定。
實例1
雙螺桿擠塑機(型號KraussMaffei Berstorff ZE 25 A x 44 DUTX 8)用於製備具有以下組成之樣品：
EVA：EscoreneTM 5540，來自ExxonMobil Chemica 16.93wt%
粗ATH：(d10=61μm；d50=102μm；d90=151μm)90.0wt%
硬脂酸：3.0wt%
抗氧化劑：Ethanox® 310，來自Si Group 0.07wt%
設置螺桿外形以避免積聚較高剪切力。經由第一進料器，聚合物與硬脂酸及Ethanox一起添加。粗ATH經由第一側進料器添加。取決於區域，溫度設置至120-140℃。螺桿速度減少至200rpm。擠塑機核心組成物之黏度足夠低以使得其可使用縫隙模來擠塑並且能夠用於擠塑/壓延方法中來製造ACM。90wt%之ATH負載量經由燃燒損耗來確認。核心組成物之PCS為2.92MJ/kg，其通過更苛刻EuroclassA2面板所需要的要求。
實例2至9
在實例2至9中之調配物利用布斯捏合機(型號MDK 46布斯共捏合機，PR46B-11)以及所連接造粒擠塑機來混配。在捏合機中，螺桿速度為約160rpm，捏合機軸桿溫度為約160℃並且機筒區域1及2為約115℃。造粒擠塑機具有120℃之造粒溫度設定及130℃至150℃範圍內之模具溫度設定。混配處理量為約15kg/hr。
用於調配物中之組分包括：
EVA：EscoreneTM 5540及33-400，來自ExxonMobil Chemical，及Evatane® 33-400，來自Arkema
Aughinish ATH：(d10：61μm；d50：102μm；d90：151μm)
Stade ATH (d10：49μm；d50：92μm、d90：140μm
Omyacarb 1Av 碳酸鈣，來自OMYATM
PE Wax A-C 573 P 順丁烯二酸酐聚乙烯蠟，來自Honeywell Corp
脂肪酸4913 硬脂脂肪酸PristereneTM，來自Croda
記錄捏合機及製粒機之功率定額及標準偏差。具有較低功率定額及標準偏差之調配物容易混配並且可擠塑以製造本申請案之鋁夾層面板。
黏著測試經由在2個鋁薄片(分別0.5mm厚)之間擠壓化合物來進行。擠壓條件為在175℃下300或50巴歷時約10分鐘。1小時冷卻時間之後，將夾層手動地破壞並且視覺評估。仍然黏著至鋁薄片之化合物之面積越高，黏著力越好。
實例10至12
根據表2的調配物實例10至12在具有310ml容積之Haake實驗室捏合腔室中製備。整個調配量分別為約450g。調配物在捏合機中混配約20分鐘。設置溫度為175℃。20分鐘捏合時間之後，將混配材料自捏合機取出以冷卻。冷卻至室溫之後，化合物使用實驗室造球機(切碎機)來造粒。
因為產物太粗，所以量測CaCO3粒徑分佈是不可能的。替代地，進行濕篩分析。結果為：>1000μm為0.0%；>300μm為45.8%；>200μm為25.2%；>100μm為14.6%；>75μm為2.6%；>45μm為2.5%；<45μm為9.3%
*在實驗室中，化合物不能擠塑，因為其太軟並且阻塞實驗室擠塑機螺桿。然而，此等調配物將在正常商用擠塑機上起作用。
實例13至25
根據表4的調配物實例13至25使用在實例10至12中之類似捏合參數來混配。調配物15-040具有 兩個樣品(編號13及25)，其為EVA、脂肪酸及ATH顆粒之混合物，如以下表3示出。在實例13至25中使用製備及乾燥樣品來展示濕度對於混配之作用。
先前未提到的用於調配物中之組分包括：Evatane ® 33-400為EVA，來自Arkema。
OL-104LEO為Martinal® OL-104 LEO ATH，來自Albemarle Corp.，具有1.7至2.1μm之d50
Magnifin® H-5為氫氧化鎂，來自Albemarle Corp.，具有1.6至2.0μm之d50
飛灰來自Martinswerk褐煤燃燒發電廠
玻璃空心球iM16K來自3M Corporation，具有20μm之平均直徑
BaSO4 Sachtosperse為奈米大小的硫酸鋇，來自Sachtleben Chemie
Compalox ON/V-801為壓縮粗糙的ATH阻燃劑，來自Albemarle Corp，具有0.3至1mm之粒徑。
實例26至35
根據表5的調配物實例26至35使用在實例2至9中之類似捏合參數藉由製粒機來混配。
化合物32及33在製粒機上沒有模板的情況下來製備(減少背壓)。
實例36
雙螺桿擠塑機(KraussMaffei Berstorff ZE 25 A x 44 DUTX 8)用於製備根據表6之調配物實例36。設置螺桿外形以避免積聚較高剪切力。經由第一進料器，聚合物與脂肪酸及Ethanox 310抗氧化劑一起添加。粗ATH經由第一側進料器添加。取決於區域，溫度設置至120-140℃。螺桿速度為200rpm。
實例37至45
根據表7的調配物實例37至45使用在實例10至12中之類似捏合參數來混配。
先前未提到的用於調配物中之組分包括：
EscoreneTM UL 5540為EVA，來自ExxonMobil Chemical
Levapren® 500 HV為EVA，來自Lanxess GmbH，其中撒有二氧化矽及滑石粉
Gardanne為ATH，具有d10：40μm、d50：82μm、d90：144μm
ON320S為Martinal® ON 320S，具有15至25μm之d50
Auginish/ON320S/OL104LEO 50/25/25為彼等比例下之ATH顆粒之混合物
V-SI 4042為乙烯基修飾矽烷Tergomer®，來自Evonik Industries
A-C 400 A、573及540為聚乙烯蠟，來自Honeywell E 310為Ethanox® 310抗氧化劑，來自Si Group
phr意味著每百份樹脂之份數(例如EVA樹脂)
實例46至57
根據表8的調配物實例46至57使用在實例10至12中之類似捏合參數不藉由製粒機來混配。
先前未提到的用於調配物中之組分包括：
San Cyprian ATH，具有d10：71μm、d50：111μm、d90：158μm
Silicone Oil AK 150為矽油，來自Wacker-Chemie GmbH
實例58至59
表9中之調配物實例58至59利用布斯捏合機(型號MDK 46布斯共捏合機)在沒有造粒擠塑機的情況下混配。
實例使用兩步方法如下來混配：首先使用標準布斯設置(分割進料50/50)來製備具有70%礦物FR負載量之調配物；其次混配具有剩餘數量礦物填充劑之70%調配物。因為負載量非常高，所以對於向70%負載混配物添加剩餘量礦物FR之第二操作而言，需要將限制元件以具有較大開口之彼等來替換。將造粒擠塑機分離並且將化合物以粗粉形式自布斯捏合機排出，收集於金屬箱中。螺桿之溫度為160℃並且區域1及2為180℃；螺桿速度為120-130rpm。最大混配溫度為約190℃。
將全部量之Tegomer V-Si 4042添加至Thyssen-Henschel混合機中之第一混配物所使用之70%礦物FR。先前選擇之添加劑TegomerFR100用液體V-Si 4042置換，由於對於熔體流動之影響。液體添加劑產生化合物之高得多的流動性。
本說明書或其申請專利範圍中任何處的由化學名稱或化學式提及之組分，無論以單數抑或複數來提及，均係識別為其與由化學名稱或化學型提及之另一物質(例如，另一組分、溶劑等等)接觸之前之存在狀態。不必考慮所得混合物或溶液發生化學改變、轉變及/或反應(若存在)，因為該等改變、轉變及/或反應乃是將指定 組分按照本揭示案於要求之條件下彙集於一起時之自然結果。因此，該等組分確認為與進行所要操作或形成所要組合物有關的欲彙集於一起之成分。此外，即使下文之申請專利範圍可以現在時(「包括」、「為」等等)來提及物質、組分及/或成分，但是該提及係指該物質、組分或成分在其與根據本揭示案之一或多種其他物質、組分及/或成分首次接觸、摻合或混合之前的時間已存在。因此，物質、組分或成分可能經由在接觸、摻合或混合操作(若根據本揭示案且由一般技藝人士來進行)過程期間之化學反應或轉變失去其原始身份(identity)之事實實際上並無關係。
本文描述且主張之本發明不欲藉由本文所揭示之特定實例及實施例所限制，因為該等實例及實施例意欲作為本發明之若干態樣之說明。任何等效實施例皆意欲屬於本發明之範疇。的確，除本文所示及所述之彼等實施例外，本發明之各種修改對一般技藝人士而言將自前文描述而更加明白。該等修改亦意欲屬於隨附申請專利範圍之範疇內。

Claims (19)

  1. 一種核心組成物，該組成物包含：(1)一聚合物材料，(2)一潤滑劑，該潤滑劑選自由以下組成之群：脂肪酸、含氟聚合物、金屬脂肪酸、石蠟、聚乙烯蠟、聚矽氧烷、聚烷基矽氧烷及具有官能基之聚有機矽氧烷，及(3)大於或等於約90wt%之一阻燃劑，該阻燃劑包含氫氧化鋁(ATH)及/或氧化鋁。
  2. 如申請專利範圍第1項之核心組成物，其中該ATH粒徑分佈具有約75μm至約150μm範圍內之一d50，約40μm至約70μm範圍內之一d10及約100μm至約200μm範圍內之一d90。
  3. 如申請專利範圍第1項之核心組成物，其中該氧化鋁為兩個氧化鋁等級之一混合物，其中該第一等級為一細氧化鋁等級，該細氧化鋁等級具有具備約0.5μm至約4μm範圍內之一d50、約0.2μm至約0.7μm範圍內之一d10及約2μm至約9μm範圍內之一d90之一粒徑分佈，且該第二等級為一粗氧化鋁等級，該粗氧化鋁等級具有具備約14μm至約36μm範圍內之一d50、約1μm至約17μm範圍內之一d10及約30μm至60μm範圍內之一d90之一粒徑分佈，且該細等級與該粗等級之重量比為1：9至9：1。
  4. 如申請專利範圍第1項之核心組成物，其中聚合物之量為約4wt%至約9wt%，潤滑劑之量為約1wt%至約5wt%，全部基於該聚合物、潤滑劑及阻燃劑之總重量。
  5. 如申請專利範圍第1項之核心組成物，其中該聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、乙基-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸彈性體(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯二烯共聚物或乙烯-乙烯醇共聚物。
  6. 如申請專利範圍第5項之核心組成物，其進一步包含一抗氧化劑，其中該抗氧化劑為一受阻酚、有機亞磷酸鹽、硫酯或乙氧基化脂肪胺。
  7. 如申請專利範圍第5項之核心組成物，其中該抗氧化劑為肆[亞甲基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基-丙酸)]甲烷；N-十八基-β-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)-丙酸酯；N,N'-己烷-1,6-二基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙醯胺]；N,N'-雙(3,5-二-丁基-4-氫氧基-苯丙醯基)肼；參(3,5-二-第三丁基-4-羥苄基)異氰脲酸酯；苯丙酸、3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-,(1,2-二氧-1,2-乙二基)-雙(亞胺基-2,1-乙二基)酯；或2,6-二-第三丁基-4-乙基苯酚。
  8. 如申請專利範圍第1項之核心組成物，其中該聚合物為乙烯乙酸乙烯酯，該潤滑劑為一脂肪酸，且該阻燃劑為ATH。
  9. 一種核心填充劑組成物，該組成物包括：(1)一聚合物材料，(2)一潤滑劑，其選自由以下組成之群：脂肪酸、含氟聚合物、金屬脂肪酸、石蠟、聚乙烯蠟、聚矽氧烷、聚烷基矽氧烷及具有官能基之聚有機矽氧烷，(3) 一無機填充劑，及(4)一阻燃劑，其包含氫氧化鋁(ATH)及/或氧化鋁，其中基於該核心填充劑組成物之總重量，無機填充劑之量為約20wt%至約40wt%，且阻燃劑之量為約50wt%至約70wt%。
  10. 如申請專利範圍第9項之核心填充劑組成物，其中基於該核心填充劑組成物之該總重量，該核心填充劑組成物中之填充劑及阻燃劑之總量為約90wt%至約93wt%。
  11. 如申請專利範圍第9項之核心填充劑組成物，其中該無機填充劑為球形形式之碳酸鹽、硫酸鹽及矽酸鹽顆粒，且其中該等填充劑之PSD具有約75μm至約150μm範圍內之一d50、約40μm至約70μm範圍內之一d10及約100μm至約200μm範圍內之一d90。
  12. 如申請專利範圍第9項之核心填充劑組成物，其中聚合物之量為約4wt%至約9wt%，潤滑劑之量為約1wt%至約5wt%，全部基於該核心填充劑組成物之該總重量。
  13. 一種金屬面板複合物，其包括：(1)兩個外部金屬層及(2)該等外部金屬層之間的如申請專利範圍第1項之核心組成物，或如申請專利範圍第9項之核心填充劑組成物。
  14. 如申請專利範圍第13項之金屬面板複合物，其中該金屬為鋁或一鋁合金。
  15. 如申請專利範圍第14項之金屬面板，其中該金屬層具有一內表面及外表面，且其中該內表面具有矽酸鈉 溶液之一塗層，且其中該矽酸鈉溶液與該核心組成物接觸。
  16. 一種用於產生金屬面板複合物之方法，該方法包括擠塑如申請專利範圍第1項之核心組成物或如申請專利範圍第9項之核心填充劑組成物，將該擠塑核心組成物或核心填充劑組成物運送至一壓延機中，該壓延機具有承載具有一內表面及外表面之金屬面板的兩個或兩個以上滾筒，其中該金屬面板之該內表面與該核心組成物或核心填充劑組成物接觸，且其中該等滾筒向該金屬面板之該外表面提供壓力以形成該金屬面板複合物。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該金屬面板由鋁或一鋁合金製成，且其中該等金屬面板之該內表面具有矽酸鈉溶液之一塗層。
  18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該擠塑藉由一雙螺桿擠塑機執行。
  19. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該聚合物為乙烯乙酸乙烯酯，該潤滑劑為一脂肪酸，且該阻燃劑為ATH。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3074679A1 (en) * 2018-02-14 2019-08-22 Mitsubishi Chemical Corporation Flame retardant metal-resin composite material
CN109111617B (zh) * 2018-06-11 2023-01-10 台州市佳信新材料科技有限公司 铝塑板阻燃芯层以及铝塑板
EP3947556A1 (en) * 2019-04-03 2022-02-09 Dow Global Technologies LLC Extrudable halogen-free, flame retardant compositions
US11312109B2 (en) * 2020-09-01 2022-04-26 Mitsubishi Chemical Composites America, Inc. Composite panel having noncombustible polymer matrix core

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4349605A (en) 1980-09-09 1982-09-14 National Distillers & Chemical Corp. Flame retardant radiation curable polymeric compositions
CA1221188A (en) 1982-04-26 1987-04-28 James W. Biggs Flame retardant crosslinked ethylene copolymer electrical insulation
US5962129A (en) 1998-01-07 1999-10-05 H.B Fuller Licensing & Financing, Inc. Flame retardant hot melt compositions
CN1218994C (zh) * 2002-03-19 2005-09-14 湖南省塑料研究所 防火铝塑板用无卤阻燃聚乙烯芯层材料及其制备方法
DE102004016081A1 (de) * 2004-03-30 2005-10-20 Basf Ag Wärmedämmverbund mit verbesserter Thermostabilität und verbessertem Brandverhalten
US7959895B2 (en) * 2006-06-21 2011-06-14 Martinswerk Gmbh Process for the production of aluminum hydroxide
CN100580203C (zh) * 2007-09-25 2010-01-13 朱金龙 带防火夹芯层的金属复合板及其制造方法
KR100874596B1 (ko) * 2007-11-09 2008-12-19 (주)폴리원테크놀로지 무독성 난연 케이블 조성물 및 이를 이용한 케이블제조방법
CN102241835A (zh) * 2010-05-11 2011-11-16 贡瑞华 一种无机类金属氢氧化物阻燃剂表面的有机复合包覆法
EP2420380A1 (en) 2010-08-19 2012-02-22 Alcoa Architectural Products SAS Non-combustible composite panel and manufacturing method
CN102585337B (zh) * 2011-01-11 2016-01-20 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种阻燃铝塑板芯材及其制备方法

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