一種高濃度塑料納米阻燃母粒的生產方法

2023-08-02 10:41:21 1

專利名稱：一種高濃度塑料納米阻燃母粒的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種高濃度塑料納米阻燃母粒生產方法。
背景技術：
目前大多數塑料採用的滷系、氯系、銻系、磷系、氮系或無機系列阻燃劑，多數為粉狀產品。這些阻燃劑需要多種產品復配後，通過造粒機擠出造粒後，用於塑料拉絲、擠出、注塑、塗覆等製品成型。因為技術水平、設備條件或工藝控制等因素影響，使用粉狀阻燃劑，存在著採購煩瑣、分散性不好、阻燃效果差、材料性能下降大、粉塵汙染、工藝繁雜等多方面問題。
目前生產的阻燃母粒，多數是幾種產品簡單復配後造粒而成，產品濃度低、分散性差，塑料添加使用時存在著添加量大、相容性差、機械性能下降大、阻燃效果一般、分散效果不好等缺點。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種具有高濃度、高分散性的可替代粉狀阻燃劑的納米級的阻燃母粒的生產方法。採用本發明方法生產的阻燃母粒具有使用採購方便、添加簡單、阻燃劑濃度高、阻燃效率高，材料理化指標優、成本低、材料出現問題可追溯性強等特點。
本發明採用如下技術方案本發明採用如下重量份數比組份三氧化二銻20-30份、十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷50-60份、納米氫氧化鎂6-10份、EVA或PE 8-10份、抗氧劑0.25-0.3份、聚乙烯蠟1.2-1.5份、偶聯劑0.4-0.6份、矽烷偶聯劑0.4-0.5份、界面活性分散劑0.35-0.45份、稀釋劑1.2-1.5份，將上述三氧化二銻和十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷阻燃劑投入到高速攪拌機中攪拌混合6-8分鐘，投入偶聯劑，混合3-5分鐘後，再投入到低速運轉的攪拌罐中；高速攪拌機升溫到80-85℃，將納米氫氧化鎂投入高速攪拌機中高速攪拌，將矽烷偶聯劑、分散劑加入稀釋劑中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入上述裝有納米氫氧化鎂高速攪拌機中，在5-6分鐘內分三次噴入，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；EVA或PE、抗氧劑、聚乙烯蠟一起投入到上述運轉的低速攪拌罐中，上述所有組份在低速攪拌罐中攪拌8-10分鐘後放料，通過平行雙螺杆擠出機造粒成顆粒。
本發明採用如下重量份數比組份三氧化二銻20-30份、十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷50-60份、納米氫氧化鎂6-10份、EVA VA18-MI3 8-10份、抗氧劑B-215 0.25-0.3份、聚乙烯蠟1.2-1.5份、偶聯劑KH550 0.4-0.6份、矽烷偶聯劑A-174 0.4-0.5份、分散劑K0-311 0.35-0.45份、稀釋劑無水乙醇1.2-1.5份，將上述三氧化二銻和十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷阻燃劑投入到高速攪拌機中攪拌混合6-8分鐘，投入偶聯劑KH550，混合3-4分鐘後，再投入到低速攪拌罐中；高速攪拌機升溫到80-85℃，將納米氫氧化鎂投入高速攪拌機中高速攪拌，將矽烷偶聯劑A-174、界面活性分散劑K0-311加入無水乙醇中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入上述裝有納米氫氧化鎂高速攪拌機中，在5-6分鐘內分三次噴入，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；EVA VA18-MI3、抗氧劑B-215、聚乙烯蠟一起投入到上述的低速攪拌罐中，上述所有組份在低速攪拌罐中攪拌8-10分鐘後放料，通過平行雙螺杆擠出機造粒成顆粒。
本發明採用如下重量份數比組份三氧化二銻20份、十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷60份、納米氫氧化鎂6份、PE 10份、抗氧劑B-215 0.25份、聚乙烯蠟1.5份、偶聯劑KH550 0.6份、矽烷偶聯劑A-174 0.45份、界面活性分散劑K0-311 0.30份、稀釋劑無水乙醇1.2份。
本發明所述的平行雙螺杆擠出機採用SHJ-65型擠出機，加料區溫度為145℃-155℃，塑化區溫度為155℃-160℃，計量擠出區溫度為150℃-160℃，機頭成型溫度為145℃，加料轉速為150-160轉/分鐘，主機轉速為350-360轉/分鐘，主機電流為90-110安培，機頭壓力為3.5-3.8MP，採用風冷或水環切粒成型。
本發明積極效果如下本發明方法由於添加活化改性納米材料，母粒分散性優良、阻燃性提高。
採用本發明方法生產的阻燃母粒在增加塑料阻燃性的同時保證了塑料的耐磨性、剛性、韌性、抗老化性等性能，應用納米技術和材料使一些普通塑料具有工程塑料的性能，在一些領域內代替工程塑料，降低了成本。
採用本發明方法生產的阻燃母粒具有添加量小、採購方便、使用簡單、濃度高、阻燃效率高，成本低，材料理化指標優、材料出現問題可追溯性強等特點。採用本發明方法生產的阻燃母粒可以完全替代粉狀阻燃劑，直接添加到塑料中，用於拉絲、擠出、注塑、吹塑或加纖造粒等，簡化使用工序，節約生產成本，提高材料性能。
採用本發明方法生產的阻燃母粒通過調整載體塑料，可以形成系列化產品。分別可以與PA、PP、PE、ABS、PBT等不同塑料直接共混使用，解決塑料阻燃性問題。
性能對照比較採用同等濃度的阻燃母粒和粉狀阻燃劑PP配方表。

採用本發明方法生產的阻燃母粒與同等含量粉狀阻燃劑在PP中的使用性能對照。

採用同等濃度的阻燃母粒和粉狀阻燃劑PA配方表。

採用本發明方法生產的阻燃母粒與同等含量粉狀阻燃劑在PA中的使用性能對照。

具體實施例方式一種高濃度塑料納米阻燃母粒生產方法，採用如下重量份數比組份三氧化二銻20-30份、十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷50-60份、納米氫氧化鎂6-10份、EVA或PE 8-10份、抗氧劑B-215 0.25-0.3份、聚乙烯蠟1.2-1.5份、偶聯劑KH550 0.4-0.6份、矽烷偶聯劑A-174 0.4-0.5份、界面活性劑分散劑K0-311 0.35-0.45份、稀釋劑無水乙醇1.2-1.5份。
具體生產方法如下一、粉狀阻燃劑表面改性本發明組份中粉狀阻燃劑依照不同塑料中的阻燃協同原理，按不同份數配比。將三氧化二銻和十溴聯苯醚阻燃劑稱重後，投入到轉速為2500-3000轉/分鐘的高速攪拌機，啟動高速攪拌混合6-8分鐘。投入偶聯劑KH550，混合3-4分鐘後，粉狀阻燃劑通過高速攪拌機中高速攪拌混合均勻，並被偶聯活化處理，把表面偶聯處理活化的料放到轉速為120-150轉/分鐘的低速攪拌罐中，保持攪拌。
二、納米材料與載體和助劑的處理。
本發明組份中含有6-10％的納米氫氧化鎂，顆粒尺寸為25-65nm。
納米氫氧化鎂常溫吸收水分，產生二次團聚，所以原料採用真空包裝。高速攪拌機升溫到80-85℃，拆包後迅速投到高速混合機攪拌，並將表面改性劑分三次噴入充分改性活化。
將矽烷偶聯劑A-174、界面活性分散劑K0-311加入無水乙醇中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入高速攪拌機，在5-6分鐘內分三次噴入，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化後，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；改性後的納米材料分散性優良，其特有的大比表面積、小粒子效應，以及二維層板三維晶體的均勻特殊結構發揮作用，增加了體系的分散性。
將配方中EVA或PE、抗氧劑B-215、聚乙烯蠟一起投入到上述的低速攪拌罐。所有組份在低速攪拌罐中攪拌8-10分鐘後放料以上原料經過在低速攪拌罐中混合後，通過平行雙螺杆擠出機造粒成顆粒，所述的平行雙螺杆擠出機採用SHJ-65型擠出機。
三、平行雙螺杆擠出工藝加料區(1-3區)溫度設置145℃-155℃，塑化區(4-7區)溫度設置155℃-160℃，計量擠出區(8-9區)溫度設置150℃-160℃，機頭成型溫度設置145℃，加料轉速150-160轉/分鐘，主機轉速350-360轉/分鐘，主機電流90-110安培，機頭壓力3.5-3.8MP，採用風冷或水環切粒成型。
本發明實施例如下實施例1一、採用如下表所述重量份數比組份


二、生產方法1、粉狀阻燃劑表面改性；將三氧化二銻和十溴聯苯醚阻燃劑稱重後，投入高速攪拌機(轉速2500轉/分鐘)，啟動高速攪拌混合7分鐘。投入偶聯劑KH550，混合3.5分鐘後，把表面偶聯處理活化的料投入低速攪拌罐中(轉速140轉/分鐘)，保持攪拌。
2、將納米氫氧化鎂材料稱重後，高速攪拌機升溫到80℃，投入高速攪拌機，啟動高速攪拌。
將上述偶聯劑、分散劑、界面活性劑加入無水乙醇中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入高速攪拌機，在5.5分鐘內分三次噴入，攪拌15分鐘後，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化後，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；納米材料被充分活化後，放入到上述低速攪拌罐中。
3、將配方中EVA(VA18-MI3)、抗氧劑B-215、聚乙烯蠟一起投入到上述低速攪拌罐中。上述所有組份攪拌8分鐘後放料。
4、混合處理好的物料，投入平行雙螺杆擠出機造粒，採用風冷造粒成型。
5、SHJ-65型擠出工藝溫度

實施例2一、採用如下表所述重量份數比組份

二、生產方法1、粉狀阻燃劑表面改性；將三氧化二銻和十溴二苯乙烷阻燃劑稱重後，投入高速攪拌機(轉速3000轉/分鐘)，啟動高速攪拌混合6分鐘。投入偶聯劑KH550，混合3分鐘後，把表面偶聯處理活化的料放到低速攪拌罐中(轉速120轉/分鐘)，保持攪拌。
2、將納米氫氧化鎂材料稱重後，高速攪拌機升溫到85℃，投入高速攪拌機，啟動高速攪拌。
將上述偶聯劑、分散劑、界面活性劑加入無水乙醇中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入高速攪拌機，在5分鐘內分三次噴入，攪拌12分鐘後，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；3、將配方中EVA(VA18-MI3)、抗氧劑B-215、聚乙烯蠟一起投入到上述低速攪拌罐中。上述所有組份攪拌9分鐘後放料。
4、處理混合好的料，投入平行雙螺杆擠出機造粒，採用風冷造粒成型。
5、SHJ-65型擠出工藝溫度

實施例3一、採用如下表所述重量份數比組份

二、生產方法1、粉狀阻燃劑表面改性；將三氧化二銻和十溴聯苯醚阻燃劑稱重後，投入高速攪拌機(轉速2700轉/分鐘)，啟動高速攪拌混合8分鐘。投入偶聯劑KH550，混合4分鐘後，把表面偶聯處理活化的料放到低速攪拌罐中(轉速150轉/分鐘)，保持攪拌。
2、將納米氫氧化鎂材料稱重後，高速攪拌機升溫到85℃，投入高速攪拌機，啟動高速攪拌。
將上述偶聯劑、分散劑、界面活性劑加入無水乙醇中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入高速攪拌機，在6分鐘內分三次噴入，攪拌14分鐘後，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化後，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；3、將配方中EVA(VA18-MI3)、抗氧劑B-215、聚乙烯蠟一起投入到上述低速攪拌罐中。上述所有組份攪拌10分鐘後放料。
4、處理混合好的料，投入平行雙螺杆擠出機造粒，採用風冷造粒成型。
5、SHJ-65型擠出工藝溫度

實施例4二、採用如下重量份數比組份

二、生產方法1、粉狀阻燃劑表面改性；將三氧化二銻和十溴聯苯醚阻燃劑稱重後，投入高速攪拌機(轉速2700轉/分鐘)，啟動高速攪拌混合6分鐘。投入偶聯劑KH550，混合5分鐘後，把表面偶聯處理活化的料放到低速攪拌罐中(轉速150轉/分鐘)，保持攪拌。
2、將納米氫氧化鎂材料稱重後，高速攪拌機升溫到85℃，投入高速攪拌機，啟動高速攪拌。
將上述偶聯劑、分散劑、界面活性劑加入無水乙醇中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入高速攪拌機，在6分鐘內分三次噴入，攪拌15分鐘後，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；3、將配方中EVA(VA18-MI3)、抗氧劑B-215、聚乙烯蠟一起投入到上述低速攪拌罐中。上述所有組份攪拌10分鐘後放料。
4、處理混合好的料，投入平行雙螺杆擠出機造粒，採用風冷造粒成型。
5、SHJ-65型擠出工藝溫度

權利要求
1.一種高濃度塑料納米阻燃母粒的生產方法，其特徵在於採用如下重量份數比組份三氧化二銻20-30份、十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷50-60份、納米氫氧化鎂6-10份、EVA或PE 8-10份、抗氧劑0.25-0.3份、聚乙烯蠟1.2-1.5份、偶聯劑0.4-0.6份、矽烷偶聯劑0.4-0.5份、界面活性分散劑0.35-0.45份、稀釋劑1.2-1.5份，將上述三氧化二銻和十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷阻燃劑投入到高速攪拌機中攪拌混合6-8分鐘，投入偶聯劑，混合3-5分鐘後，再投入到低速運轉的攪拌罐中；高速攪拌機升溫到80-85℃，將納米氫氧化鎂投入高速攪拌機中高速攪拌，將矽烷偶聯劑、分散劑加入稀釋劑中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入上述裝有納米氫氧化鎂高速攪拌機中，在5-6分鐘內分三次噴入，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；EVA或PE、抗氧劑、聚乙烯蠟一起投入到上述運轉的低速攪拌罐中，上述所有組份在低速攪拌罐中攪拌8-10分鐘後放料，通過平行雙螺杆擠出機造粒成顆粒。
2.根據權利要求1所述的一種高濃度塑料納米阻燃母粒的生產方法，其特徵在於採用如下重量份數比組份三氧化二銻20-30份、十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷50-60份、納米氫氧化鎂6-10份、EVA VA18-MI3 8-10份、抗氧劑B-215 0.25-0.3份、聚乙烯蠟1.2-1.5份、偶聯劑KH5500.4-0.6份、矽烷偶聯劑A-174 0.4-0.5份、分散劑K0-311 0.35-0.45份、稀釋劑無水乙醇1.2-1.5份，將上述三氧化二銻和十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷阻燃劑投入到高速攪拌機中攪拌混合6-8分鐘，投入偶聯劑KH550，混合3-4分鐘後，再投入到低速攪拌罐中；高速攪拌機升溫到80-85℃，將納米氫氧化鎂投入高速攪拌機中高速攪拌，將矽烷偶聯劑A-174、界面活性分散劑K0-311加入無水乙醇中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入上述裝有納米氫氧化鎂高速攪拌機中，在5-6分鐘內分三次噴入，物料溫度達到80℃後，納米材料被充分活化，迅速放入上述低速攪拌罐中，保持攪拌狀態；EVA VA18-MI3、抗氧劑B-215、聚乙烯蠟一起投入到上述的低速攪拌罐中，上述所有組份在低速攪拌罐中攪拌8-10分鐘後放料，通過平行雙螺杆擠出機造粒成顆粒。
3.根據權利要求1或2所述的一種高濃度塑料納米阻燃母粒的生產方法，其特徵在於採用如下重量份數比組份三氧化二銻20份、十溴聯苯醚或十溴二苯乙烷60份、納米氫氧化鎂6份、PE 10份、抗氧劑B-2150.25份、聚乙烯蠟1.5份、偶聯劑KH550 0.6份、矽烷偶聯劑A-174 0.45份、界面活性分散劑K0-311 0.30份、稀釋劑無水乙醇1.2份。
4.根據權利要求1或2所述的一種高濃度塑料納米阻燃母粒的生產方法，其特徵在於所述的平行雙螺杆擠出機採用SHJ-65型擠出機，加料區溫度為145℃-155℃，塑化區溫度為155℃-160℃，計量擠出區溫度為150℃-160℃，機頭成型溫度為145℃，加料轉速為150-160轉/分鐘，主機轉速為350-360轉/分鐘，主機電流為90-110安培，機頭壓力為3.5-3.8MP，採用風冷或水環切粒成型。
5.根據權利要求3所述的一種高濃度塑料納米阻燃母粒的生產方法，其特徵在於所述的平行雙螺杆擠出機採用SHJ-65型擠出機，加料區溫度為145℃-155℃，塑化區溫度為155℃-160℃，計量擠出區溫度為150℃-160℃，機頭成型溫度為145℃，加料轉速為150-160轉/分鐘，主機轉速為350-360轉/分鐘，主機電流為90-110安培，機頭壓力為3.5-3.8MP，採用風冷或水環切粒成型。
全文摘要
本發明涉及一種高濃度塑料納米阻燃母粒生產方法，其包括粉狀阻燃劑表面改性，粉狀阻燃劑通過高速攪拌機中高速攪拌混合均勻，並被偶聯活化處理，本發明採用納米氫氧化鎂，將矽烷偶聯劑A－174、界面活性分散劑KO－311加入無水乙醇中稀釋均勻，採用高壓霧狀噴入高速攪拌機，納米材料被充分活化後，增加了體系的分散性；採用本發明方法生產的阻燃母粒在增加塑料阻燃性的同時保證了塑料的耐磨性、剛性、韌性、抗老化性等性能，應用納米技術和材料使一些普通塑料具有工程塑料的性能，在一些領域內代替工程塑料，降低了成本。
文檔編號C09K21/14GK1865335SQ20061001287
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月26日 優先權日2006年6月26日
發明者李彥波 申請人:李彥波