一種埃洛石複合阻燃母粒的製作方法
2023-06-16 01:58:46
專利名稱：一種埃洛石複合阻燃母粒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種埃洛石複合阻燃母粒。
背景技術：
埃洛石又稱多水高嶺石，但埃洛石與高嶺土在晶體結構上是有區別的，一是管狀構造，一是片狀構造。埃洛石粘土細膩，雜質低。可用於高檔陶瓷、電瓷、坩堝和耐火材料的生產。這裡所說的含水，是指一些固定數量的水分子與其它分子結合在一起組成物質，這樣的物質也叫做水合物。埃洛石看起來像個很密實的土塊，可是在電子顯微鏡下，它是由無數細細的管狀或纖維狀晶體組成，屬於納米-亞微米礦物。埃洛石密度低O. 1-2. 6)，顏色淺 (一般為白色)，與高分子複合後不會嚴重影響其重量和透明性。埃洛石作為添加劑，一般用於水處理、催化劑載體和肥料複合技術中，以其作為阻燃母粒的應用，尚未見報導。阻燃劑是一種能阻止材料引燃或抑制火焰傳播的助劑，它是20世紀50年代隨高分子材料的需求而發展起來的。傳統的阻燃劑，主要以溴系阻燃劑為主，雖然它的阻燃效果很好，但是它在阻燃過程中會產生有毒，有害的氣體，很多國家已經限制了它的使用。無機類綠色環保型阻燃劑得到廣泛的關注，因為它燃燒是低煙、無毒、無有害氣體產生，在歐美和日本得到了大量的應用，佔阻燃市場50%的份額。無機類阻燃劑主要是氫氧化鎂和氫氧化鋁，然而它價格貴，增加了生產成本。此外，無機粉體阻燃劑添加和混合時容易飛揚，被人體吸入後將影響操作人員的健康，而製作成阻燃母粒後有以下優點可保持環境的潔淨，使用方便，計量上更方便準確，混合時不會粘附於容器上，與樹脂的混合也較均勻。埃洛石的微-納米管的微孔結構，對氣體有強的吸附作用，強的隔熱絕熱性能，並能阻斷熱的傳遞，同時由於其良好的吸水和保水性能，在高溫下能產生水蒸汽阻斷氧氣，高溫煅燒後的產物可覆蓋在聚合物表面起的阻隔氧氣的作用，使其具有良好的阻燃性能，埃洛石本身不揮發，效果持久，價格低廉，無煙，無毒，兼具有阻燃、抑煙和降低有毒氣體的功能，因此以埃洛石為主體添加劑的阻燃母粒，是一種理想的綠色環保型阻燃母粒。
發明內容
本發明提供了一種阻燃性能好、無毒且成本低廉的埃洛石複合阻燃母粒，為實現上述發明的目的，本發明是採用以下技術方案來解決的—種埃洛石複合阻燃母粒，其特徵在於所述埃洛石複合阻燃母粒是由埃洛石複合阻燃劑與熱塑性塑料按70-80 30-20質量比混合擠出而成。優選的，所述埃洛石複合阻燃劑包括埃洛石粉體與復配劑以10 0. 1-1 1複合，所述的復配劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、高嶺土、蒙脫土、紅磷、磷酸二氫胺、硼酸或三聚氰胺中的一種或幾種。優選的，所述埃洛石粉體為100-10000目。優選的，採用表面改性劑對埃洛石進行表面處理，表面改性劑的用量佔埃洛石重量的 0. 1-5% ο優選的，所述的表面改性劑是採用矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種或幾種。優選的，所述的矽烷偶聯劑是Y-氨基丙基三乙氧基矽烷、Y-環氧基丙基三乙氧基矽烷或Y-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷中的一種或幾種。優選的，所述熱塑性塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABQ等通用塑料和聚醯胺(PA)、熱塑性聚酯(PBT、PET)等工程塑料中的一種或幾種。一種埃洛石複合阻燃母粒的製備方法，埃洛石複合阻燃母粒的製備方法包括以下步驟(1)、將天然埃洛石粉碎，製得埃洛石粉體；O)、將埃洛石粉體、復配劑和表面改性劑在中速混合器中預混，然後再加入熱穩定劑、潤滑劑、熱塑性樹脂混合；(3)、將混合的原料置於雙螺杆機中，經熔融擠出，造粒。優選的，所述步驟O)中埃洛石、復配劑和表面改性劑在中速混合器中預混時間為1-5分鐘。優選的，所述步驟(2)中加入熱穩定劑、潤滑劑、熱塑性樹脂後再混合5-15分鐘。優選的，所述步驟(3)中雙螺杆機一區溫度80-100°C，二區溫度170-280°C，三區溫度180-290°C，四區溫度190-300°C ；在料筒中停留時間2_5分鐘，熔體壓力為15_25MPa。本發明與現有技術相比具有以下優點1、本發明以天然的埃洛石與復配劑按一定比例混合而成，由於埃洛石的微孔結構，對氣體有強的吸附作用，強的隔熱絕熱性能，並能阻斷熱的傳遞，同時由於其良好的吸水和保水性能，在高溫下能產生水蒸汽阻斷氧氣，高溫煅燒後的產物可覆蓋在聚合物表面起的阻隔氧氣的作用，使其具有良好的阻燃性能，埃洛石本身不揮發，效果持久，價格低廉， 無煙，無毒，兼具有阻燃、抑煙和降低有毒氣體的功能，因此以埃洛石為主體添加劑的阻燃母粒，是一種理想的綠色環保型阻燃母粒。2、本發明工藝簡單，成本低，是塑料產品的理想阻燃母粒，具有廣闊的應用前景。
具體實施例方式以下結合通過實驗例以及實施例對本發明進行闡述，然而本發明的保護範圍並非僅僅局限於以下實施例。所屬技術領域的普通技術人員依據本發明公開的內容，均可實現本發明的目的。一種埃洛石複合阻燃母粒，所述埃洛石複合阻燃母粒包括粉碎到100-10000目的埃洛石粉體與復配劑以10 0. 1-1 1複合，複合阻燃劑與熱塑性塑料按70-80 30-20 重量比混合擠出而成。所述的復配劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、高嶺土、蒙脫土、紅磷、磷酸二氫胺、硼酸或三聚氰胺中的一種或幾種。所述熱塑性塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABQ等通用塑料和聚醯胺(PA)、熱塑性聚酯(PBT、PET)等工程塑料中的一種或幾種。採用表面改性劑對埃洛石進行表面處理，表面改性劑的用量佔埃洛石重量的0. 1_5%。所述的表面改性劑是採用矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑。所述的矽烷偶聯劑是Y-氨基丙基三乙氧基矽烷、Y-環氧基丙基三乙氧基矽烷或Y-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷中的一種或幾種。以及一種埃洛石複合阻燃母粒的製備方法實施例1 (1)、將天然埃洛石粉碎到100-10000目(顆粒度為0. 2-2. 8um)，(2)、將埃洛石粉體、氫氧化鎂與矽烷偶聯劑在中速混合器中預混1分鐘，得到埃洛石復配阻燃劑，其中氫氧化鎂作為復配劑且埃洛石與氫氧化鎂的質量配比為2 1。(3)、將埃洛石復配阻燃劑以70 30的重量比與聚丙烯樹脂混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，製得埃洛石複合阻燃母粒。作為上述實施例方案的替換方案，所述的矽烷偶聯劑是Y-氨基丙基三乙氧基矽烷、Y-環氧基丙基三乙氧基矽烷或Y-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷中的一種或幾種。燃燒性能測試將埃洛石複合阻燃母粒與聚丙烯樹脂以1 8的重量比混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，用注塑機進行注塑成型，得到阻燃聚丙烯複合材料。測定其各項阻燃性能如下氧指數可達到沈燃燒性能為UL94-V0級實施例2 (1)、將天然埃洛石粉碎到100-10000目(顆粒度為0. 2-2. 8um)，(2)、將埃洛石粉體、三聚氰胺與鈦酸酯偶聯劑在中速混合器中預混3分鐘，即得到埃洛石復配阻燃劑，其中三聚氰胺作為復配劑且埃洛石與三聚氰胺的質量配比為2 1。(3)、將埃洛石復配阻燃劑以70 30的重量比與聚丙烯樹脂混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，製得埃洛石複合阻燃母粒。燃燒性能測試將埃洛石複合阻燃母粒與聚丙烯樹脂以1 10的重量比混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，用注塑機進行注塑成型，得到阻燃聚丙烯複合材料。測定其各項阻燃性能如下氧指數可達到觀燃燒性能為UL94-V0級實施例3 (1)、將天然埃洛石粉碎到100-10000目(顆粒度為0. 2-2. 8um)，(2)、將埃洛石粉體、紅磷與鋁酸酯偶聯劑在中速混合器中預混5分鐘，即得到埃洛石復配阻燃劑，其中紅磷作為復配劑且埃洛石與紅磷的質量配比為3 2。(3)、將埃洛石復配阻燃劑以70 30的重量比與聚丙烯樹脂混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，製得埃洛石複合阻燃母粒。燃燒性能測試將埃洛石複合阻燃母粒與聚丙烯樹脂以1 7的重量比混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，用注塑機進行注塑成型，得到阻燃聚丙烯複合材料。測定其各項阻燃性能如下氧指數可達到30燃燒性能為UL94-V0級
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實施例4 (1)、將天然埃洛石粉碎到100-10000目(顆粒度為0. 2-2. 8um)，(2)、將埃洛石粉體、三聚氰胺、氫氧化鎂與鋁酸酯偶聯劑在中速混合器中預混5 分鐘，即得到埃洛石復配阻燃劑，其中三聚氰胺、氫氧化鎂作為復配劑且埃洛石、三聚氰胺、 氫氧化鎂的質量配比為2 1 1。(3)、將埃洛石復配阻燃劑以70 30的重量比與聚丙烯樹脂混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，製得埃洛石複合阻燃母粒。燃燒性能測試將埃洛石複合阻燃母粒與聚丙烯樹脂以1 8的重量比混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，用注塑機進行注塑成型，得到阻燃聚丙烯複合材料。測定其各項阻燃性能如下氧指數可達到30燃燒性能為UL94-V0級實施例5 (1)、將天然埃洛石粉碎到100-10000目(顆粒度為0. 2-2. 8um)，(2)、將埃洛石粉體、三聚氰胺、氫氧化鎂與鋁酸酯偶聯劑在中速混合器中預混5 分鐘，即得到埃洛石復配阻燃劑，其中三聚氰胺、氫氧化鎂作為復配劑且埃洛石、三聚氰胺、 氫氧化鎂的質量配比為3 1 1。(3)、將埃洛石復配阻燃劑以80 20的重量比與聚丙烯樹脂混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，製得埃洛石複合阻燃母粒。燃燒性能測試將埃洛石複合阻燃母粒與聚丙烯樹脂以1 10的重量比混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，用注塑機進行注塑成型，得到阻燃聚丙烯複合材料。測定其各項阻燃性能如下氧指數可達到28燃燒性能為UL94-V0級實施例6 (1)、將天然埃洛石粉碎到100-10000目(顆粒度為0. 2-2. 8um)，(2)、將埃洛石粉體、三聚氰胺、氫氧化鎂與鋁酸酯偶聯劑在中速混合器中預混5 分鐘，即得到埃洛石復配阻燃劑，其中三聚氰胺、氫氧化鎂作為復配劑且埃洛石、三聚氰胺、 氫氧化鎂的質量配比為2 2 1。(3)、將埃洛石復配阻燃劑以75 25的重量比與聚丙烯樹脂混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，製得埃洛石複合阻燃母粒。燃燒性能測試將埃洛石複合阻燃母粒與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABQ樹脂以1 7的重量比混合，然後用雙螺杆擠出機進行熔融共混造粒，用注塑機進行注塑成型，得到阻燃聚丙烯複合材料。測定其各項阻燃性能如下氧指數可達到28燃燒性能為UL94-V0級作為上述實施例方案的替換方案，所述的復配劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、高嶺土、 蒙脫土、紅磷、磷酸二氫胺、硼酸或三聚氰胺中的一種或幾種。以上對本發明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想； 同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種埃洛石複合阻燃母粒，其特徵在於所述埃洛石複合阻燃母粒是由埃洛石複合阻燃劑與熱塑性塑料按70-80 30-20質量比混合擠出而成。
2.根據權利要求1所述的埃洛石複合阻燃母粒，其特徵在於所述埃洛石複合阻燃劑包括埃洛石粉體與復配劑以10 0.1-1 1複合，所述的復配劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、高嶺土、蒙脫土、紅磷、磷酸二氫胺、硼酸或三聚氰胺中的一種或幾種。
3.根據權利要求2所述的埃洛石複合阻燃母粒，其特徵在於所述埃洛石粉體為 100-10000 目。
4.根據權利要求2所述的埃洛石複合阻燃母粒，其特徵在於採用表面改性劑對埃洛石進行表面處理，表面改性劑的用量佔埃洛石重量的0. 1-5%。
5.根據權利要求4所述的埃洛石複合阻燃母粒，其特徵在於所述的表面改性劑是採用矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種或幾種。
6.根據權利要求5所述的埃洛石複合阻燃母粒，其特徵在於所述的矽烷偶聯劑是 Y -氨基丙基三乙氧基矽烷、Y -環氧基丙基三乙氧基矽烷或Y -甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷中的一種或幾種。
7.根據權利要求1所述的埃洛石複合阻燃母粒，其特徵在於所述熱塑性塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等通用塑料和聚醯胺(PA)、熱塑性聚酯(PBT、PET)等工程塑料中的一種或幾種。
8.一種埃洛石複合阻燃母粒的製備方法，其特徵在於埃洛石複合阻燃母粒的製備方法包括以下步驟(1)、將天然埃洛石粉碎，製得埃洛石粉體；O)、將埃洛石粉體、復配劑和表面改性劑在中速混合器中預混，然後再加入熱穩定劑、 潤滑劑、熱塑性樹脂混合；(3)、將混合的原料置於雙螺杆機中，經熔融擠出，造粒。
9.如權利要求8所述的一種埃洛石複合阻燃母粒的製備方法，其特徵在於所述步驟 (2)中埃洛石、復配劑和表面改性劑在中速混合器中預混時間為1-5分鐘。
10.如權利要求8所述的一種埃洛石複合阻燃母粒的製備方法，其特徵在於所述步驟(2)中加入熱穩定劑、潤滑劑、熱塑性樹脂後再混合5-15分鐘。
11.如權利要求8所述的一種埃洛石複合阻燃母粒的製備方法，其特徵在於所述步驟(3)中雙螺杆機一區溫度80-100°C，二區溫度170-280°C，三區溫度180-290°C，四區溫度 190-3000C ；在料筒中停留時間2-5分鐘，熔體壓力為15-25MPa。
全文摘要
本發明提供了一種埃洛石複合阻燃母粒，它是由粉碎到100-10000目的埃洛石粉體和復配劑混合後先得到埃洛石複合阻燃劑，然後將埃洛石複合阻燃劑和熱塑性樹脂混合後擠出、造粒而成埃洛石複合阻燃母粒。由於埃洛石的微納米管的微孔結構，對氣體有強的吸附作用，強的隔熱絕熱性能，並能阻斷熱的傳遞，同時由於其良好的吸水和保水性能，在高溫下能產生水蒸汽阻斷氧氣，高溫煅燒後的產物可覆蓋在聚合物表面起的阻隔氧氣的作用，使其具有良好的阻燃性能，當埃洛石與復配劑複合使用時，由於兩者的「協效作用」，進一步提高了阻燃效果。與其它阻燃劑相比，埃洛石本身不揮發，效果持久，價格低廉，無煙，無毒，因此以埃洛石為主體添加劑製備的阻燃母粒，是一種理想的綠色環保型阻燃母粒。
文檔編號C08L101/00GK102241889SQ201010289698
公開日2011年11月16日 申請日期2010年9月20日 優先權日2010年9月20日
發明者徐東, 徐永, 羅居傑 申請人:深圳市科聚新材料有限公司