無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份：樹(shù)脂10%~70%；無(wú)機(jī)阻燃劑20%-80%；協(xié)效阻燃劑0.1~5%；助劑；0.05%~10%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用氮?dú)饣蚨趸嫉某R界液體作為發(fā)泡劑，環(huán)境友好，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何不良的影響。同時(shí)，超臨界氮?dú)饣蚨趸荚谌垠w中的溶解性比化學(xué)發(fā)泡劑更好，可以均勻的分散在填充后的熔體中，能夠形成分散均勻的泡體，而且泡體的尺寸比化學(xué)發(fā)泡劑的泡孔小，保證了發(fā)泡后的鋁塑板具有更好的強(qiáng)度和更好的隔熱性能。
【專利說(shuō)明】無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料及其制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于建筑的火災(zāi)而造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失在近幾年有大幅攀升，國(guó)家也加大了建筑用材料的阻燃和防火要求。對(duì)于外墻的裝飾材料必須達(dá)到一定的防火的等級(jí)。鋁塑板由于具有質(zhì)輕、耐腐蝕、隔熱等優(yōu)點(diǎn)，作為一種建筑裝飾材料得到了迅速的發(fā)展。為了阻燃的要求，低煙、無(wú)鹵的阻燃鋁塑板也開(kāi)發(fā)出來(lái)，例如專利CN02113998.9披露了由無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁填充聚烯烴制造低煙、無(wú)齒阻燃的聚烯烴鋁塑板專用新材料。這類材料是目前市場(chǎng)上阻燃鋁塑板的主要產(chǎn)品。對(duì)于無(wú)鹵阻燃鋁塑板芯材來(lái)講，要達(dá)到高的阻燃性，必須加大無(wú)機(jī)阻燃劑的填充量。高的填充量會(huì)造成加填充料擠出加工時(shí)的流動(dòng)性，影響到擠出效率、增加能耗和損害鋁塑板的質(zhì)量，同時(shí)高的填充量會(huì)造成較高的密度，增加了鋁塑板重量，會(huì)影響到鋁塑板的使用。
[0003]為降低鋁塑板的質(zhì)量，專利CN1014757披露了發(fā)泡鋁塑板阻燃芯材，是采用化學(xué)發(fā)泡劑，在擠出過(guò)程中通過(guò)發(fā)泡劑的分解，產(chǎn)生氣體進(jìn)行發(fā)泡。該方法雖然可以制造發(fā)泡的芯材，但發(fā)泡的泡體較大且不均勻，影響發(fā)泡后芯材的強(qiáng)度。同時(shí)由于發(fā)泡劑溫度控制較為嚴(yán)格，不能在較高的溫度下發(fā)泡，否則會(huì)造成發(fā)泡的失敗，因此擠出溫度將需要嚴(yán)格控制，這就會(huì)造成擠出的效率降低，影響擠出板材的速率。
[0004]因此，開(kāi)發(fā)一種可行的發(fā)泡體系，降低發(fā)泡泡體的尺寸，減少由于發(fā)泡造成的材料機(jī)械性能的降低，同時(shí)，發(fā)泡可以不受溫度的控制，可以在較寬的加工溫度范圍內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡，提高生產(chǎn)效率，顯得具有非常大的必要性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種防火鋁塑板用無(wú)鹵阻燃高分子芯層材料。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007]無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份:樹(shù)脂10%~70% ；;無(wú)機(jī)阻燃劑20%-80% ;協(xié)效阻燃劑0.1~5% ;助劑；()? 05%~10%。
[0008]樹(shù)脂的含量在10~70%，優(yōu)選為20~70%，更優(yōu)選為30~60%。本發(fā)明所采用的樹(shù)脂主要指聚烯烴，包括但不限于低密聚乙烯(LDPE)、線性低密聚乙烯(LLDPE)、高密聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(P0E)、乙丙橡膠(EPDM)、丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、氫化丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物等的一種或一種以上的混合物。
[0009]無(wú)機(jī)阻燃劑的含量為:20_80%，優(yōu)選為:30~80%，更優(yōu)選為:40~70%。本發(fā)明所提及的無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁，可以是其中的一種或兩種的混合物。
[0010]協(xié)效阻燃劑包括但不限于硼酸鋅、三氧化二銻、銻酸鈉、氧化鋅等。這些阻燃劑和協(xié)效劑采用眾所周知的方法進(jìn)行處理，例如采用硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑等進(jìn)行表面處理，以利于無(wú)機(jī)阻燃劑粉末在樹(shù)脂中的良好分散。
[0011]加工助劑的含量在0.05~10%，優(yōu)選在0.1~5%，更優(yōu)選為0.2~2%。為保證微孔發(fā)泡無(wú)鹵阻燃鋁塑板芯材的具有良好的擠出加工性能，在物料里邊可以添加一定量的加工助劑。這些加工助劑可以是聚乙烯蠟、硬脂酸及其鹽、乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、氟高分子聚合物(PPA)、硅酮、芥酸酰胺、油酸酰胺等。
[0012]為了保證無(wú)機(jī)阻燃劑與聚合物間的良好界面結(jié)合，也可以在體系中添加一些界面改性劑。這些界面改性劑主要是一些已知的聚烯烴的馬來(lái)酸酐(MA)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的接枝聚合物或共聚物。通過(guò)聚合物上的極性基團(tuán)提高與無(wú)機(jī)粉末的作用，以提高兩者界面粘結(jié)，從而增強(qiáng)微孔發(fā)泡阻燃芯材的強(qiáng)度。
[0013]本發(fā)明的目的之二是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種防火鋁塑板用無(wú)鹵阻燃高分子芯層材料的制造方法。
[0014]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0015]無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，將超臨界氣體作為發(fā)泡劑注入前述的芯層材料各原料的混合物中；制成發(fā)泡芯層材料。
[0016]優(yōu)選地是，采用擠出機(jī)制造所述芯層材料；在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，將所述超臨界氣體注入所述混合物。
[0017]優(yōu)選地是，所述超臨界氣體的注入壓力為將所使用氣體轉(zhuǎn)化為超臨界氣體所需壓力的1.1-1.5倍。
[0018]優(yōu)選地是，所述的原料自擠出機(jī)一端加入擠出機(jī)內(nèi)，自擠出機(jī)另一端擠出芯層材料；所述超臨界氣體注入位置距離擠出機(jī)中點(diǎn)與擠出芯層材料的另一端之間。
[0019]優(yōu)選地是，在超臨界氣體注入位置之后，將注入超臨界氣體的所述芯層材料各原料攪拌混合。
[0020]優(yōu)選地是，采用齒輪元件混合所述注入超臨界氣體的芯層材料各原料。
[0021]優(yōu)選地是，所述齒輪元件包括兩個(gè)以上齒輪，兩個(gè)以上的齒輪相互嚙合，所述芯層材料自相互嚙合的齒輪之間沿齒輪軸向前進(jìn)。
[0022]優(yōu)選地是，所述的擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用氮?dú)饣蚨趸嫉某R界液體作為發(fā)泡劑，環(huán)境友好，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何不良的影響。同時(shí)，超臨界氮?dú)饣蚨趸荚谌垠w中的溶解性比化學(xué)發(fā)泡劑更好，可以均勻的分散在填充后的熔體中，能夠形成分散均勻的泡體，而且泡體的尺寸比化學(xué)發(fā)泡劑的泡孔小，保證了發(fā)泡后的鋁塑板具有更好的強(qiáng)度和更好的隔熱性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明中的無(wú)鹵阻燃鋁塑板制造裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述:
[0026]實(shí)施例1
[0027]如圖1所示，將39份低密度聚乙烯(LDPE)、60份經(jīng)表面處理活化的氫氧化鎂(Mg(oh)2)、i份乙撐雙硬脂酰胺(EBS)在高混機(jī)中混合均勻得到擠出的物料?；旌虾蟮奈锪辖?jīng)料斗6喂入到螺桿擠出機(jī)5中，螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度設(shè)定在200度，進(jìn)行物料的熔融。儲(chǔ)存在液體儲(chǔ)罐I內(nèi)的液態(tài)二氧化碳經(jīng)壓力控制閥2使二氧化碳的壓力控制在二氧化碳處于臨界狀態(tài)的所需壓力8.5MPa，由正向計(jì)量泵3將處于臨界狀態(tài)的氣體輸送導(dǎo)壓力控制閥4，進(jìn)一步將超臨界二氧化碳的壓力提高到10.5Mpa后，向螺桿擠出機(jī)5輸送定量的處于臨界狀態(tài)的二氧化碳并經(jīng)氣體經(jīng)控制閥進(jìn)入螺桿擠出機(jī)5中，使二氧化碳和熔體混合物混合，進(jìn)一步經(jīng)螺桿的剪切，是二氧化碳以小的氣泡均勻分散到熔體混物中。溶解有二氧化碳的混合熔體經(jīng)螺桿的輸送到靜態(tài)混合器7進(jìn)一步促進(jìn)二氧化碳在熔體中的溶解和分散。溶解有二氧化碳?xì)馀萑垠w混合物進(jìn)入擠出模頭8，產(chǎn)生較大的壓力降，促進(jìn)處于臨界狀態(tài)的二氧化碳?xì)饣a(chǎn)生微泡，從而得到微孔發(fā)泡的無(wú)鹵阻燃鋁塑板芯材。擠出的微孔發(fā)泡的芯材與膠粘薄膜10和鋁板11經(jīng)復(fù)合壓輥13的復(fù)合，在牽引壓輥的牽引下得到微孔發(fā)泡的阻燃鋁塑板14。
[0028]對(duì)比實(shí)施例1
[0029]將39份低密度聚乙烯(LDPE)、60份經(jīng)表面處理活化的氫氧化鎂(Mg (0H)2)、1份乙撐雙硬脂酰胺(EBS)在高混機(jī)中混合均勻得到組份A。將5份化學(xué)發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺母粒B與95份的組份A混合均勻，在擠出發(fā)泡的專用擠出機(jī)擠出發(fā)泡，得到化學(xué)發(fā)泡發(fā)得到的發(fā)泡阻燃LDPE板材。
[0030]實(shí)施例2
[0031]如圖1所示，將 30份線低密度聚乙烯(LDPE)、9份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、50份經(jīng)表面處理活化的氫氧化鎂(Mg (0H)2)、10份經(jīng)表面處理氫氧化鋁(Al (OH)3), 1份氟高分子聚合物(PPA)在高混機(jī)中混合均勻得到擠出的物料?；旌虾蟮奈锪辖?jīng)料斗6喂入到螺桿擠出機(jī)5中，螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度設(shè)定在190度，進(jìn)行物料的熔融。儲(chǔ)存在儲(chǔ)料罐I液態(tài)氮?dú)饨?jīng)壓力控制閥2使氮?dú)獾膲毫刂圃诘獨(dú)馓幱谂R界狀態(tài)的所需壓力24.5MPa，由正向計(jì)量泵3將處于臨界狀態(tài)的氮?dú)廨斔蛯?dǎo)壓力控制閥4，進(jìn)一步將超臨界氮?dú)獾膲毫μ岣叩?2.5Mpa后，向螺桿擠出機(jī)5輸送定量的處于臨界狀態(tài)的氮?dú)獠⒔?jīng)氣體注入控制閥進(jìn)入螺桿擠出機(jī)5中，使氮?dú)夂腿垠w混合物混合，進(jìn)一步經(jīng)螺桿的剪切，使氮?dú)庖孕〉臍馀菥鶆蚍稚⒌饺垠w混物中。溶解有氮?dú)獾幕旌先垠w經(jīng)螺桿的輸送到靜態(tài)混合器7進(jìn)一步促進(jìn)氮?dú)庠谌垠w中的溶解和分散。溶解有氮?dú)鈿馀萑垠w混合物進(jìn)入擠出模頭8，產(chǎn)生較大的壓力降，促進(jìn)處于臨界狀態(tài)的氮?dú)鈿饣a(chǎn)生微泡，從而得到微孔發(fā)泡的無(wú)鹵阻燃鋁塑板芯材。擠出的微孔發(fā)泡的芯材與膠粘薄膜10和鋁板11經(jīng)復(fù)合壓輥13的復(fù)合，在牽引壓輥的牽引下得到微孔發(fā)泡的阻燃鋁塑板14。
[0032]實(shí)施例3
[0033]如圖1所示，將30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，5份低密聚乙烯(LDPE)，64份經(jīng)表面處理活化的氫氧化鋁(Al (OH)3), 1份硅酮在高混機(jī)中混合均勻得到擠出的物料?；旌虾蟮奈锪辖?jīng)料斗6喂入到螺桿擠出機(jī)5中，螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度設(shè)定在180度，進(jìn)行物料的熔融。儲(chǔ)存在儲(chǔ)料罐I液態(tài)氮?dú)饨?jīng)壓力控制閥2使氮?dú)獾膲毫刂圃诘獨(dú)馓幱谂R界狀態(tài)的所需壓力24.5MPa，由正向計(jì)量泵3將處于臨界狀態(tài)的氣體輸送導(dǎo)壓力控制閥4，進(jìn)一步將超臨界氮?dú)獾膲毫μ岣叩?5Mpa后，向螺桿擠出機(jī)5輸送定量的處于臨界狀態(tài)的氮?dú)獠⒔?jīng)氣體注入控制閥進(jìn)入螺桿擠出機(jī)5中，使氮?dú)夂腿垠w混合物混合，進(jìn)一步經(jīng)螺桿的剪切，使氮?dú)庖孕〉臍馀菥鶆蚍稚⒌饺垠w混物中。溶解有氮?dú)獾幕旌先垠w經(jīng)螺桿的輸送到靜態(tài)混合器7進(jìn)一步促進(jìn)氮?dú)庠谌垠w中的溶解和分散。溶解有氮?dú)鈿馀萑垠w混合物進(jìn)入擠出模頭8，產(chǎn)生較大的壓力降，促進(jìn)處于臨界狀態(tài)的氮?dú)鈿饣?，產(chǎn)生微泡，從而得到微孔發(fā)泡的無(wú)鹵阻燃鋁塑板芯材。擠出的微孔發(fā)泡的芯材與膠粘薄膜10和鋁板11經(jīng)復(fù)合壓輥13的復(fù)合，在牽引壓輥的牽引下得到微孔發(fā)泡的阻燃鋁塑板14。
[0034]實(shí)施例4
[0035]如圖1所示，將30份高密度聚乙烯(HDPE)，5份氫化丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)，64份經(jīng)表面處理活化的氫氧化鎂(Mg (OH)2), 1份硬脂酸鈣在高混機(jī)中混合均勻得到擠出的物料?；旌虾蟮奈锪辖?jīng)料斗6喂入到螺桿擠出機(jī)5中，螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度設(shè)定在210度，進(jìn)行物料的熔融。儲(chǔ)存在儲(chǔ)料罐I液態(tài)二氧化碳經(jīng)壓力控制閥2使氮?dú)獾膲毫刂圃诙趸继幱谂R界狀態(tài)的所需壓力8.5MPa，由正向計(jì)量泵3將處于臨界狀態(tài)的氣體輸送導(dǎo)壓力控制閥4，進(jìn)一步將超臨界二氧化碳的壓力提高到12Mpa后，向螺桿擠出機(jī)5輸送定量的處于臨界狀態(tài)的二氧化碳并經(jīng)氣體注入控制閥進(jìn)入螺桿擠出機(jī)5中，使二氧化碳和熔體混合物混合，進(jìn)一步經(jīng)螺桿的剪切，使二氧化碳以小的氣泡均勻分散到熔體混物中。溶解有二氧化碳的混合熔體經(jīng)螺桿的輸送到靜態(tài)混合器7進(jìn)一步促進(jìn)二氧化碳在熔體中的溶解和分散。溶解有二氧化碳?xì)馀萑垠w混合物進(jìn)入擠出模頭8，產(chǎn)生較大的壓力降，促進(jìn)處于臨界狀態(tài)的二氧化碳?xì)饣?，產(chǎn)生微泡，從而得到微孔發(fā)泡的無(wú)鹵阻燃鋁塑板芯材。擠出的微孔發(fā)泡的芯材與膠粘薄膜10和鋁板11經(jīng)復(fù)合壓輥13的復(fù)合，在牽引壓輥的牽引下得到微孔發(fā)泡的阻燃鋁塑板14。
[0036]下表為實(shí)施例 制造的發(fā)泡低煙、無(wú)鹵防火鋁塑板專用芯材及鋁塑板防火等級(jí)的基本性能
[0037]
【權(quán)利要求】
1.無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份:樹(shù)脂10%~70% ；;無(wú)機(jī)阻燃劑20%-80% ;協(xié)效阻燃劑0.1~5% ;助劑；()? 05%~10%。
2.無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，將超臨界氣體作為發(fā)泡劑注入權(quán)利要求1所述的芯層材料各原料的混合物中；制成發(fā)泡芯層材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，采用擠出機(jī)制造所述芯層材料；在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，將所述超臨界氣體注入所述混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，所述超臨界氣體的注入壓力為將所使用氣體轉(zhuǎn)化為超臨界氣體所需壓力的1.1-1.5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，所述的原料自擠出機(jī)一端加入擠出機(jī)內(nèi)，自擠出機(jī)另一端擠出芯層材料；所述超臨界氣體注入位置距離擠出機(jī)中點(diǎn)與擠出芯層材料的另一端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，在超臨界氣體注入位置之后，將注入超臨界氣體的所述芯層材料各原料攪拌混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，采用齒輪元件混合所述注入超臨界氣體的芯層材料各原料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，所述齒輪元件包括兩個(gè)以上齒輪，兩個(gè)以上的齒輪相互嚙合，所述芯層材料自相互嚙合的齒輪之間沿齒輪軸向前進(jìn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的 無(wú)鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，所述的擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)。
【文檔編號(hào)】C08K3/24GK103540150SQ201210238288
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】李永, 陳梅 申請(qǐng)人:上?？茞偢叻肿硬牧嫌邢薰?br>