專利名稱：高分子阻燃母料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填充有無機填料的高分子阻燃母料。
背景技術(shù)：
高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚氯乙烯、聚苯乙烯等由樹脂單體經(jīng)過聚合而成的分子量比較大的聚合物。用無機材料(填料)填充高分子材料，可以賦予高分子材料一些特殊性能，如阻燃性能、抗靜電性能，剛性等，并降低成本。其中高分子阻燃材料具有廣泛的用途，可以用于制作電纜外護套、裝修材料、包裝材料、管材、家用電器外殼等等。其生產(chǎn)方法一般現(xiàn)制作成母料，再以母料和原料做成專用料，根據(jù)實際的用途制成制品。傳統(tǒng)的母料生產(chǎn)方法是利用偶聯(lián)劑處理無機填料，再與高分子樹脂共混，但是這種處理方法只是在無機填料的表面的幾個點與高分子材料結(jié)合，即它們之間的界面結(jié)合不好，影響了高分子材料的機械性能，如強度低、韌性不好等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無機填料與高分子材料界面結(jié)合好的高分子阻燃母料。
本發(fā)明的高分子阻燃母料，包括無機阻燃填料和高分子樹脂，其特征在于所述無機阻燃填料被有機單體包覆形成包覆材料，以重量百分數(shù)計，包括包覆材料80～85％及余量的高分子樹脂。
阻燃母料中還可包括分散劑1-3％，有利于包覆材料與高分子樹脂之間的熔融。分散劑采用公知的各種物質(zhì)，如聚乙烯蠟、油酸酰胺、芥酸酰胺等。
高分子阻燃母料的生產(chǎn)方法是各原料混合均勻在雙螺桿擠出機中擠出、熔融、塑化、造粒而成。本發(fā)明未改變主要原料組成，只是改變了無機填料的加入方式，以包覆材料的形式與高分子材料熔融、共混。
所述的無機阻燃填料同已有技術(shù)所采取的各種物質(zhì)，優(yōu)選氫氧化鎂、氫氧化鋁或硼酸鋅。例如，用氫氧化鋁(鎂)填充聚乙烯(或聚丙烯或三元乙丙橡膠)，具有阻燃性能，可以用于生產(chǎn)電纜護套、阻燃裝飾材料；用氫氧化鋁(鎂)填充PVC或氯化聚乙烯，具有阻燃性能，可以用于生產(chǎn)電纜料、軟管、汽車用密封條等。
高分子樹脂可以是聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚氯乙烯、聚苯乙烯、三元乙丙橡膠等等。
包覆材料的生產(chǎn)方法為100重量份的無機阻燃填料與可聚合單體2～15重量份、引發(fā)劑0.1～1重量份混合加熱進行聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)后粉碎得到包覆材料，所述可聚合單體為與高分子樹脂能夠相容的有機單體。
聚合反應(yīng)溫度一般為50～95℃，聚合反應(yīng)時間一般在2～4小時。
所述可聚合單體是指與被填充的高分子材料能夠相容的單體材料，包括丙烯酸、丙烯酸酯類(如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯)、馬來酸酐、丙烯腈、苯乙烯等含有雙鍵的單體?？删酆蠁误w包覆在無機填料表面，可與高分子材料很好地結(jié)合。
所述引發(fā)劑的作用是引起可聚合單體發(fā)生聚合反應(yīng)，包括各類過氧化物(如過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物)、氧化亞鐵、過硫酸鹽(如過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉)等。
由于無機材料與有機材料相容性極差，存在界面之間的結(jié)合問題，所以有機高分子材料中大量添加無機填料時，對有機高分子材料的力學(xué)性能影響極大，雖然賦予了有機高分子材料阻燃性能，但由于影響了其力學(xué)性能，往往導(dǎo)致有機高分子材料不能使用。本發(fā)明是利用單體可聚合的性質(zhì)給無機填料穿上一層有機“外衣”，得到的這種包覆材料可以很好與有機高分子材料結(jié)合，解決了無機材料與有機材料的界面問題，因此在賦予有機高分子材料阻燃性能的同時，而不影響其力學(xué)性能(主要表現(xiàn)在強度和韌性上)。
具體實施例方式
實施例一100重量份的氫氧化鋁或氫氧化鎂(細度大于325目)與5重量份的丙烯酸丁酯、0.1重量份的過硫酸銨一同加入反應(yīng)釜中，然后加入二倍重量的水，加熱到50℃邊攪拌邊反應(yīng)，反應(yīng)完畢，烘干除去水分，粉碎得到包覆材料。
把上述包覆材料的80％(重量百分數(shù))與18％的聚乙烯、2％的聚乙烯蠟在直徑為75毫米，長徑比為36∶1的同向積木式雙螺桿擠出機中塑化造粒，擠出機各段溫度在120～150℃之間。造粒后得到無公害阻燃母料。
對比例一按照實施例一填充同樣的無機填料，采用常用的偶聯(lián)劑的方法，用同樣的聚乙烯，得到的無機填料高分子材料，拉伸強度僅為5Mpa，伸長率僅為80％。而采用實施例一制造的阻燃高分子材料的拉伸強度達到13Mpa，伸長率為500％。
實施例二100重量份的氫氧化鋁或氫氧化鎂(細度大于325目)與10重量份的丙烯腈、1重量份的過硫酸鈉按照實施例一的方法得到包覆氫氧化鋁或氫氧化鎂的包覆材料。
把上述包覆材料的85％(重量百分數(shù))與13％的聚乙烯(或聚丙烯、三元乙丙橡膠、ABS、聚苯乙烯)、2％的聚乙烯蠟按照實施例一在直徑為75毫米，長徑比為36∶1的同向積木式雙螺桿擠出機中塑化造粒，造粒后得到無毒阻燃母料。
以該實施例得到的阻燃母料為原料生產(chǎn)的制品(如電纜護套)提高了阻燃效果，氧指數(shù)為30-38，而利用已有技術(shù)方式生產(chǎn)的制品的氧指數(shù)為26。
實施例三100重量份的硼酸鋅與15重量份的丙烯腈、0.8重量份的過硫酸鈉按照實施例一的方法得到包覆硼酸鋅的包覆材料。
把上述包覆材料的83％(重量百分數(shù))與17％的ABS(SBS或聚苯乙烯、三元乙丙橡膠)按照實施例一在直徑為75毫米，長徑比為36∶1的同向積木式雙螺桿擠出機中塑化造粒，造粒后得到無毒阻燃母料。
權(quán)利要求
1.高分子阻燃母料，包括無機阻燃填料和高分子樹脂，其特征在于所述無機阻燃填料被有機單體包覆形成包覆材料，以重量百分數(shù)計，包括包覆材料80～85％及余量的高分子樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃母料，其特征在于還包括1～3％的分散劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃母料，其特征在于所述包覆材料的形成過程為100重量份的無機阻燃填料與可聚合單體2～15重量份、引發(fā)劑0.1～1重量份混合加熱進行聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)后粉碎得到包覆材料，所述可聚合單體為與高分子樹脂相容的有機單體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻燃母料，其特征在于所述聚合反應(yīng)溫度為50～95℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻燃母料，其特征在于所述可聚合單體包括丙烯酸、丙烯酸酯類、馬來酸酐、丙烯腈、苯乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻燃母料，其特征在于所述引發(fā)劑包括過氧化物、氧化亞鐵、過硫酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃母料，其特征在于所述無機阻燃填料為氫氧化鎂、氫氧化鋁或硼酸鋅。
全文摘要
高分子阻燃母料，包括無機阻燃填料和高分子樹脂，其特征在于所述無機阻燃填料被有機單體包覆形成包覆材料，以重量百分數(shù)計，包括包覆材料80～85％、分散劑1～3％、余量的高分子樹脂。包覆材料的形成過程為100重量份的無機填料與可聚合單體2～15重量份、引發(fā)劑0.1～1重量份混合加熱進行聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)后粉碎得到包覆材料，所述可聚合單體為與高分子樹脂相容的有機單體。本發(fā)明是利用單體可聚合的性質(zhì)給無機填料穿上一層有機“外衣”，得到的這種包覆材料可以很好與有機高分子材料結(jié)合，解決了無機材料與有機材料的界面問題，因此在賦予有機高分子材料阻燃性能的同時，而不影響其力學(xué)性能。
文檔編號C08F2/44GK1699430SQ20041002412
公開日2005年11月23日 申請日期2004年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者付宇剛, 付宇經(jīng) 申請人:淄博市臨淄天野塑化有限公司