一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料的製作方法

2023-06-07 17:15:01 3

一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，其特徵在於以重量份數計，由以下原料組成：聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無滷阻燃劑為5-30份，耐高溫潤滑劑為0-5份。該產品通過雙螺杆擠出機混煉造粒製得，本發明的材料在達到較高的氧指數和阻燃級別後，還具有良好的力學性能。採用有機氮系無滷阻燃劑對環境友好，火災時不會產生有害氣體，影響人們的生命安全；製得的有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料具有較好的應用前景。
【專利說明】一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料
【技術領域】
[0001]本發明屬於改性塑料領域，涉及一種無滷阻燃材料，尤其涉及一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料。
【背景技術】
[0002]聚丁烯-1具有良好的物理力學性能，突出的抗蠕變性，耐低溫性，耐環境應力開裂性和高填料填充性。它不僅有良好的介電性和耐化學藥品性，而且有很好的機械強度和高韌性。它的屈服值、拉伸強度、衝擊強度分別是LDPE的2倍、6-10倍、3-4倍。與其它聚烯烴相比，聚丁烯-1的耐應力開裂性最好。耐蠕變性比聚乙烯、聚丙烯高，在不超過屈服點的應力作用下突出的耐蠕變性一直到80V仍保持不變。
[0003]阻燃劑分為滷素阻燃劑和無滷阻燃劑。目前滷素阻燃劑仍然佔據著主導地位，因為它阻燃效果好，可以滿足很多塑料製品的阻燃要求。但它在燃燒過程中，產生較多的煙霧和有毒的腐蝕性氣體(如溴化氫)。這種氣體在火災中非常危險，因為它擴散速度極快，在火災中嚴重妨礙了消防人員的撲救工作，給人民的生命財產造成了極大的危害。火災發生時，這類含滷阻燃材料會產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性滷化氫氣體，造成成二次危害。鑑於滷素阻燃劑的嚴重弊端，尋找滷素阻燃劑的替代品-無滷阻燃劑就提上日程。新的阻燃體系，燃燒時發煙量小，不產生有毒、腐蝕性氣體，是環境友好型產品。

【發明內容】

[0004]本發明設計了一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，其目的在於，提供一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料及其製備方法，在保持力學性能的前提下，提供一種阻燃性能良好且對環境無汙染的阻燃材料。
`[0005]為了實現上述目的，本發明採用了以下方案:
一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，其特徵在於以重量份數計，由以下原料組成:聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無滷阻燃劑為5_30份，耐高溫潤滑劑為0_5份。
[0006]所述的聚丁烯-1的結晶度為60%_80%。
[0007]所述抗氧劑為多酚受阻酚抗氧劑1010和複合抗氧劑255質量比1:1組成的複合抗氧劑。
[0008]所述耐高溫潤滑劑為甲基矽油、甲基苯基矽油和甲基氯苯基矽油按照質量比2:1:1混合製成的混合矽油。
[0009]所述無滷阻燃劑為三聚氰胺。
[0010]一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料的製備方法，其特徵在於該方法按照以下步驟進行:
步驟一，將有機氮系無滷阻燃劑在90°C條件下乾燥；
步驟二，將原料按照配方比例進行預混，使得各原料初步混合均勻，得到預混料，其中:
所述原料以重量份數計，由以下原料組成:聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無滷阻燃劑為5-30份，耐高溫潤滑劑為0-5份；
步驟三，將步驟二得到的預混料加入雙螺杆擠出機中進行混煉，其中:
所述的雙螺杆擠出機的螺杆為同向雙螺杆，螺杆直徑為25mm ;長徑比為1:28 ;
所述的雙螺杆擠出機的轉速為135r/min ；
所述的雙螺杆擠出機分為四個區，從餵料口到機頭依次為一至四區，一區溫度為1600C ;二區溫度為165°C ;三區溫度為175°C ;四區溫度為180°C ;機頭溫度為175°C ；步驟四，將從雙螺杆擠出機中出來的物料進行風冷，造粒，得到有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料。
[0011]該有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，具有以下有益效果:
本發明有機氮系無滷阻燃劑有揮發性極小、無毒、與聚命物相容性好、分解溫度高，適合加工等優點，是很受歡迎的一類阻燃劑。其阻燃機理為:受熱放出C02、NH3、N2氣體和H2O,降低了空氣中氧和高聚物受熱分解時產生的可燃氣體濃度；生成的不然性氣體，帶走了一部分熱量，降低了聚合物表面的溫度；生成的N2能捕獲自由基，抑制高聚物的連鎖反應，從而阻止燃燒。
[0012]本發明的有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料在達到較高的氧指數和阻燃級別後，還具有良好的力學性能，採用無滷阻燃劑對環境友好，火災時不會產生有害氣體，影響人們的生命安全。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例，對本發明做進一步說明:
實施例1
本發明有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料以重量份數計的組分為:
聚丁烯-1為55份，多酚受阻酚抗氧劑1010和複合抗氧劑255質量比1:1組成的複合抗氧劑為0.8份，三聚氰胺為30份，甲基矽油、甲基苯基矽油和甲基氯苯基矽油按照質量比2:1:1混合製成的混合矽油為5份；聚丁烯-1的結晶度為60%-80%。
[0014]實施例2
本發明有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料以重量份數計的組分為:
聚丁烯-1為65份，多酚受阻酚抗氧劑1010和複合抗氧劑255質量比1:1組成的複合抗氧劑為1.2份，三聚氰胺為20份，甲基矽油、甲基苯基矽油和甲基氯苯基矽油按照質量比2:1:1混合製成的混合矽油為4份；聚丁烯-1的結晶度為60%-80%。
[0015]實施例3
本發明有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料以重量份數計的組分為:
聚丁烯-1為75份，多酚受阻酚抗氧劑1010和複合抗氧劑255質量比1:1組成的複合抗氧劑為2.0份，三聚氰胺為15份，甲基矽油、甲基苯基矽油和甲基氯苯基矽油按照質量比2:1:1混合製成的混合矽油為3份； 聚丁烯-1的結晶度為60%-80%。
[0016]實施例4
本發明有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料以重量份數計的組分為:聚丁烯-1為85份，多酚受阻酚抗氧劑1010和複合抗氧劑255質量比1:1組成的複合抗氧劑為2.6份，三聚氰胺為8份，甲基矽油、甲基苯基矽油和甲基氯苯基矽油按照質量比2:1:1混合製成的混合矽油為1份；聚丁烯-1的結晶度為60%-80%。
[0017]上述有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料的製備方法按照以下步驟進行:
步驟一，將有機氮系無滷阻燃劑在90°C條件下乾燥；
步驟二，將原料按照配方比例進行預混，使得各原料初步混合均勻，得到預混料；
步驟三，將步驟二得到的預混料加入雙螺杆擠出機中進行混煉，其中:
雙螺杆擠出機的螺杆為同向雙螺杆，螺杆直徑為25mm ;長徑比為1:28 ;
雙螺杆擠出機的轉速為135r/min ；
雙螺杆擠出機分為四個區，從餵料口到機頭依次為一至四區，一區溫度為160°C ;二區溫度為165°C ;三區溫度為175°C ;四區溫度為180°C ;機頭溫度為175°C ；
步驟四，將從雙螺杆擠出機中出來的物料進行風冷，造粒，得到有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料。
[0018]製備得到上述有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料後，對其進行性能測試時需要在加硫成型試驗機中模壓成型，工藝條件為:熱壓175°C，保壓IOmin ;冷壓保壓5min，壓力為IOMPa。
[0019]本發明的有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料在達到較高的氧指數基本為33%以上和阻燃級別後，還具有良好的力學性能其彎曲強度在16.5 MPa之上。
[0020]本發明有機氮系無滷阻燃劑有揮發性極小、無毒、與聚命物相容性好、分解溫度高，適合加工等優點。其阻燃機理為:受熱放出C02、NH3> N2氣體和H2O,降低了空氣中氧和高聚物受熱分解時產生的可燃氣體濃度；生成的不然性氣體，帶走了一部分熱量，降低了聚合物表面的溫度；生成的 N2能捕獲自由基，抑制高聚物的連鎖反應，從而阻止燃燒。
[0021]上面結合具體實施例對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，其特徵在於:以重量份數計，由以下原料組成:聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無滷阻燃劑為5_30份，耐高溫潤滑劑為0-5 份。
2.根據權利要求1所述有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，其特徵在於:所述的聚丁烯-1的結晶度為60%-80%。
3.根據權利要求1或2所述有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，其特徵在於:所述抗氧劑為多酚受阻酚抗氧劑1010和複合抗氧劑255質量比1:1組成的複合抗氧劑。
4.根據權利要求3所述有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，其特徵在於:所述耐高溫潤滑劑為甲基矽油、甲基苯基矽油和甲基氯苯基矽油按照質量比2:1:1混合製成的混合矽油。
5.根據權利要求4所述有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料，其特徵在於:所述無滷阻燃劑為三聚氰胺。
6.一種有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料的製備方法，其特徵在於該方法按照以下步驟進行: 步驟一，將有機氮系無滷阻燃劑在90°C條件下乾燥； 步驟二，將原料按照配方比例進行預混，使得各原料初步混合均勻，得到預混料，其中:所述原料以重量份數計，由以下原料組成:聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無滷阻燃劑為5-30份，耐高溫潤滑劑為0-5份； 步驟三，將步驟二得到的預混料加入雙螺杆擠出機中進行混煉，其中:所述的雙螺杆擠出機的螺杆為同向雙螺杆，螺 杆直徑為25mm ;長徑比為1:28 ; 所述的雙螺杆擠出機的轉速為135r/min ； 所述的雙螺杆擠出機分為四個區，從餵料口到機頭依次為一至四區，一區溫度為1600C ;二區溫度為165°C ;三區溫度為175°C ;四區溫度為180°C ;機頭溫度為175°C ； 步驟四，將從雙螺杆擠出機中出來的物料進行風冷，造粒，得到有機氮系無滷阻燃聚丁烯-1材料。
【文檔編號】C08L23/20GK103601988SQ201310378440
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】俞國宏 申請人:俞國宏