專利名稱：一種聚合物基阻燃復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物基復(fù)合材料，特別是涉及一種聚合物基阻燃復(fù)合材料。
二背景技術(shù)：
聚合物基阻燃復(fù)合材料是聚合物改性的重要熱點(diǎn)。使用的阻燃劑有溴系阻燃劑、氮 系阻燃劑、有機(jī)磷系阻燃劑、無(wú)機(jī)磷系阻燃劑、膨脹型阻燃劑等。
可膨脹石墨受到高熱作用可迅速發(fā)生高倍膨脹，如膨脹200 300倍，可作為膨脹型 阻燃劑。但是事實(shí)上，采用膨化溫度900'C時(shí)才膨脹200-300倍(或膨脹容積為200~ 300mL/g)的高溫可膨脹石墨，制備的聚合物/可膨脹石墨復(fù)合材料的氧指數(shù)并不高， 這種聚合物/可膨脹石墨復(fù)合材料并不是阻燃性能良好的復(fù)合材料。目前市售產(chǎn)品均是 這類(lèi)高溫可膨脹石墨產(chǎn)品，其高溫(卯(TC)膨脹容積為200~ 300mL/g，膨化溫度一 般需45(TC以上膨脹容積才能達(dá)到200mL / g以上，但是它們?cè)诘团蚧瘻囟认碌呐蛎洷?數(shù)都很低，A如膨化溫度30(TC時(shí)膨脹容積在50mL / g以下，這類(lèi)可膨脹石墨并不是良 好的阻燃劑。比如，采用這種高溫可膨脹石墨用于聚丙烯的復(fù)合阻燃，即使可膨脹石墨 的質(zhì)量用量到30%時(shí)阻燃效果也并不好，聚丙烯/可膨脹石墨復(fù)合材料的氧指數(shù)僅22% 左右。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可膨脹石墨用量少、阻燃性能優(yōu)異、產(chǎn)品成本低的聚合 物基阻燃復(fù)合材料。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為 一種聚合物基阻燃復(fù)合材料，包括聚合物和可膨脹
石墨，其中可膨脹石墨是在28(TC膨化溫度時(shí)膨脹容積在200mL / g以上的低溫可膨脹 石墨，聚合物是熔點(diǎn)低于25(TC的聚合物。
本發(fā)明聚合物基阻燃復(fù)合材料中，聚合物可以為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及苯乙 烯共聚物、聚酰胺6、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和橡膠等中的一種或多種的共混物。橡膠 可以是天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠和
氯丁橡膠等中的一種或多種的共混物。
本發(fā)明聚合物基阻燃復(fù)合材料中，可膨脹石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為10%~35%。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)使用在28(TC膨化溫度時(shí)膨脹 容積在200mL / g以上的低溫可膨脹石墨作為阻燃劑，并且用于熔點(diǎn)低于25(TC的聚乙 烯、聚丙烯、聚苯乙烯及苯乙烯共聚物、聚酰胺6、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和橡膠等聚 合物或共混物的阻燃復(fù)合，得到的阻燃復(fù)合材料具有優(yōu)異的阻燃性能，并且可膨脹石墨 的用量少和阻燃復(fù)合材料產(chǎn)品成本低。具體實(shí)施例方式
本發(fā)明聚合物基阻燃復(fù)合材料包括聚合物和可膨脹石墨，其中可膨脹石墨是在280 'C膨化溫度時(shí)膨脹容積在200mL / g以上的低溫可膨脹石墨，聚合物是熔點(diǎn)低于250'C 的聚合物。
本發(fā)明聚合物基阻燃復(fù)合材料是通過(guò)熔融共混復(fù)合制備而成，其釆用的聚合物的烙 點(diǎn)應(yīng)低于25(TC，可以是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及苯乙烯共聚物、聚酰胺6、聚對(duì) 苯二甲酸丁二醇酯和橡膠中的一種或多種的共混物，其中苯乙烯共聚物可以是HIPS、 ABS等，橡膠可以是天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、 丁腈橡膠和氯丁橡膠等中的一種或多種的共混物。當(dāng)然，還可以是或可以含有熔點(diǎn)低于 25(TC的其它聚合物。
本發(fā)明聚合物基阻燃復(fù)合材料中，可膨脹石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為10%~35%。
下面以部分實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明方案，其中采用的在28(TC膨化溫度時(shí)膨脹容 積在200mL/g以上的低溫可膨脹石墨是按照中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN200410065739.7 "低溫可膨脹石墨的制備方法"制備而得。
實(shí)施例1
按可膨脹石墨聚丙烯質(zhì)量比為15 : 85的比例，采用雙螺桿擠出機(jī)將在28(TC膨化 溫度時(shí)膨脹容積為250mL/g的可膨脹石墨和聚丙烯在185"進(jìn)行熔融混合得到聚丙烯 /可膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為25%。
實(shí)施例2
按可膨脹石墨聚乙烯質(zhì)量比為25 : 75的比例，采用雙螺桿擠出機(jī)將在28(TC膨化
溫度時(shí)膨脹容積為220mL/g的可膨脹石墨和聚乙烯在18(TC進(jìn)行熔融混合得到聚乙烯 /可膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為27.5%。 實(shí)施例3
按可膨脹石墨聚苯乙烯質(zhì)量比為30 : 70的比例，采用雙螺桿擠出機(jī)將在28(TC膨 化溫度時(shí)膨脹容積為280mL/g的可膨脹石墨和聚苯乙烯在195"進(jìn)行熔融混合得到聚 苯乙烯/可膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為28.5%。
實(shí)施例4
按可膨脹石墨ABS質(zhì)量比為35 : 65的比例，采用雙螺桿擠出機(jī)將在280'C膨化 溫度時(shí)膨脹容積為250mL / g的可膨脹石墨和ABS在195'C進(jìn)行熔融混合得到ABS /可 膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為31%。
實(shí)施例5
按可膨脹石墨PA6質(zhì)量比為25 : 75的比例，采用短長(zhǎng)徑比螺桿擠出機(jī)將在280 'C膨化溫度時(shí)膨脹容積為250mL/g的可膨脹石墨和PA6在235'C進(jìn)行熔融混合得到 PA6/可膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為26.5%。
實(shí)施例6
按可膨脹石墨聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯質(zhì)量比為25: 75的比例，采用雙螺桿擠出
機(jī)將在28(TC膨化溫度時(shí)膨脹容積為250mL / g的可膨脹石墨和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 在235'C進(jìn)行熔融混合得到聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/可膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指 數(shù)為26.5%。 實(shí)施例7
按可膨脹石墨順丁橡膠質(zhì)量比為25 : 75的比例，采用開(kāi)放式煉膠機(jī)將在28(TC膨 化溫度時(shí)膨脹容積為250mL / g的可膨脹石墨和順丁橡膠、硫化劑及硫化助劑進(jìn)行低溫 混煉制得混煉膠，然后硫化得到順丁橡膠/可膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為28%。
實(shí)施例8
按可膨脹石墨聚乙烯順丁橡膠質(zhì)量比為20 : 65:15的比例，采用雙螺桿擠出
機(jī)將在28(TC膨化溫度時(shí)膨脹容積為250mL/g的可膨脹石墨和聚乙烯、順丁橡膠在 18(TC進(jìn)行熔融混合得到聚乙烯/順丁橡膠/可膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為
26.5%。
實(shí)施例9
按可膨脹石墨聚乙烯聚丙烯質(zhì)量比為28 :54 : 18的比例，采用雙螺桿擠出機(jī)
將在280。C膨化溫度時(shí)膨脹容積為250mL/g的可膨脹石墨和聚乙烯、聚丙烯在180°C 進(jìn)行熔融混合得到聚乙烯/聚丙烯/可膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為28.5%。 實(shí)施例10
按可膨脹石墨順丁橡膠丁苯橡膠質(zhì)量比為12 : 68 : 20的比例，采用開(kāi)放式煉 膠機(jī)將在28CTC膨化溫度時(shí)膨脹容積為250mL / g的可膨脹石墨和順丁橡膠、丁苯橡膠、 硫化劑及硫化助劑進(jìn)行低溫混煉制得混煉膠，然后硫化得到順丁橡膠/丁苯橡膠/可膨 脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為24.5%。
比較例1
按可膨脹石墨聚乙烯質(zhì)量比為25 : 75的比例，采用雙螺桿擠出機(jī)將目前市售可 膨脹石墨產(chǎn)品(900。C膨脹容積為250mL/g，比如青島英士達(dá)石墨有限公司生產(chǎn)的目數(shù) 50目、膨脹倍數(shù)250倍的可膨脹石墨)和聚乙烯在18(TC進(jìn)行熔融混合得到聚乙烯/可 膨脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為22%。
比較例2
按可膨脹石墨PET質(zhì)量比為30 : 70的比例，采用雙螺桿擠出機(jī)將在28(TC膨化溫 度時(shí)膨脹容積為250mL / g的可膨脹石墨和PET在28(TC進(jìn)行熔融混合得到PET /可膨 脹石墨阻燃復(fù)合材料，其氧指數(shù)為22.5%。
權(quán)利要求
1. 一種聚合物基阻燃復(fù)合材料，其特征在于包括聚合物和可膨脹石墨，其中可膨脹石墨是在280'C膨化溫度時(shí)膨脹容積在200mL / g以上的低溫可膨脹石墨，聚合物 是熔點(diǎn)低于25(TC的聚合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物基阻燃復(fù)合材料，其特征在于聚合物為聚乙烯、 聚丙烯、聚苯乙烯及苯乙烯共聚物、聚酰胺6、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和橡膠中的一種 或多種的共混物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合物基阻燃復(fù)合材料，其特征在于橡膠為天然橡膠、 順丁橡膠、丁苯橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠中的一種 或多種的共混物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的聚合物基阻燃復(fù)合材料，其特征在于可膨脹 石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~35%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚合物基阻燃復(fù)合材料。本發(fā)明聚合物基阻燃復(fù)合材料包括聚合物和可膨脹石墨，其中可膨脹石墨是在280℃膨化溫度時(shí)膨脹容積在200mL/g以上的低溫可膨脹石墨，聚合物為熔點(diǎn)低于250℃的聚合物。聚合物可以是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及苯乙烯共聚物、聚酰胺6、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和橡膠等中的一種或多種的共混物。橡膠可以是順丁橡膠、天然橡膠、丁苯橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠等中的一種或多種的共混物。可膨脹石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為10％～35％。本發(fā)明聚合物基阻燃復(fù)合材料具有優(yōu)異的阻燃性能，同時(shí)成本低，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C08L25/00GK101121796SQ200610106768
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者應(yīng)宗榮, 彭永才, 歐陽(yáng)釗, 王志高, 熠 蔡 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)