一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料組成：聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無(wú)鹵阻燃劑為5-30份，耐高溫潤(rùn)滑劑為0-5份。該產(chǎn)品通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)混煉造粒制得，本發(fā)明的材料在達(dá)到較高的氧指數(shù)和阻燃級(jí)別后，還具有良好的力學(xué)性能。采用有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃劑對(duì)環(huán)境友好，火災(zāi)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，影響人們的生命安全；制得的有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料具有較好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于改性塑料領(lǐng)域，涉及一種無(wú)鹵阻燃材料，尤其涉及一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丁烯-1具有良好的物理力學(xué)性能，突出的抗蠕變性，耐低溫性，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性和高填料填充性。它不僅有良好的介電性和耐化學(xué)藥品性，而且有很好的機(jī)械強(qiáng)度和高韌性。它的屈服值、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度分別是LDPE的2倍、6-10倍、3-4倍。與其它聚烯烴相比，聚丁烯-1的耐應(yīng)力開(kāi)裂性最好。耐蠕變性比聚乙烯、聚丙烯高，在不超過(guò)屈服點(diǎn)的應(yīng)力作用下突出的耐蠕變性一直到80V仍保持不變。
[0003]阻燃劑分為鹵素阻燃劑和無(wú)鹵阻燃劑。目前鹵素阻燃劑仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位，因?yàn)樗枞夹Ч?，可以滿(mǎn)足很多塑料制品的阻燃要求。但它在燃燒過(guò)程中，產(chǎn)生較多的煙霧和有毒的腐蝕性氣體(如溴化氫)。這種氣體在火災(zāi)中非常危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼣U(kuò)散速度極快，在火災(zāi)中嚴(yán)重妨礙了消防人員的撲救工作，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了極大的危害。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，這類(lèi)含鹵阻燃材料會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成成二次危害。鑒于鹵素阻燃劑的嚴(yán)重弊端，尋找鹵素阻燃劑的替代品-無(wú)鹵阻燃劑就提上日程。新的阻燃體系，燃燒時(shí)發(fā)煙量小，不產(chǎn)生有毒、腐蝕性氣體，是環(huán)境友好型產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，其目的在于，提供一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料及其制備方法，在保持力學(xué)性能的前提下，提供一種阻燃性能良好且對(duì)環(huán)境無(wú)污染的阻燃材料。
`[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下方案:
一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料組成:聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無(wú)鹵阻燃劑為5_30份，耐高溫潤(rùn)滑劑為0_5份。
[0006]所述的聚丁烯-1的結(jié)晶度為60%_80%。
[0007]所述抗氧劑為多酚受阻酚抗氧劑1010和復(fù)合抗氧劑255質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合抗氧劑。
[0008]所述耐高溫潤(rùn)滑劑為甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照質(zhì)量比2:1:1混合制成的混合硅油。
[0009]所述無(wú)鹵阻燃劑為三聚氰胺。
[0010]一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料的制備方法，其特征在于該方法按照以下步驟進(jìn)行:
步驟一，將有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃劑在90°C條件下干燥；
步驟二，將原料按照配方比例進(jìn)行預(yù)混，使得各原料初步混合均勻，得到預(yù)混料，其中:
所述原料以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料組成:聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無(wú)鹵阻燃劑為5-30份，耐高溫潤(rùn)滑劑為0-5份；
步驟三，將步驟二得到的預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，其中:
所述的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿為同向雙螺桿，螺桿直徑為25mm ;長(zhǎng)徑比為1:28 ;
所述的雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為135r/min ；
所述的雙螺桿擠出機(jī)分為四個(gè)區(qū)，從喂料口到機(jī)頭依次為一至四區(qū)，一區(qū)溫度為1600C ;二區(qū)溫度為165°C ;三區(qū)溫度為175°C ;四區(qū)溫度為180°C ;機(jī)頭溫度為175°C ；步驟四，將從雙螺桿擠出機(jī)中出來(lái)的物料進(jìn)行風(fēng)冷，造粒，得到有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料。
[0011]該有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，具有以下有益效果:
本發(fā)明有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃劑有揮發(fā)性極小、無(wú)毒、與聚命物相容性好、分解溫度高，適合加工等優(yōu)點(diǎn)，是很受歡迎的一類(lèi)阻燃劑。其阻燃機(jī)理為:受熱放出C02、NH3、N2氣體和H2O,降低了空氣中氧和高聚物受熱分解時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w濃度；生成的不然性氣體，帶走了一部分熱量，降低了聚合物表面的溫度；生成的N2能捕獲自由基，抑制高聚物的連鎖反應(yīng)，從而阻止燃燒。
[0012]本發(fā)明的有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料在達(dá)到較高的氧指數(shù)和阻燃級(jí)別后，還具有良好的力學(xué)性能，采用無(wú)鹵阻燃劑對(duì)環(huán)境友好，火災(zāi)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，影響人們的生命安全。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1
本發(fā)明有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料以重量份數(shù)計(jì)的組分為:
聚丁烯-1為55份，多酚受阻酚抗氧劑1010和復(fù)合抗氧劑255質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合抗氧劑為0.8份，三聚氰胺為30份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照質(zhì)量比2:1:1混合制成的混合硅油為5份；聚丁烯-1的結(jié)晶度為60%-80%。
[0014]實(shí)施例2
本發(fā)明有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料以重量份數(shù)計(jì)的組分為:
聚丁烯-1為65份，多酚受阻酚抗氧劑1010和復(fù)合抗氧劑255質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合抗氧劑為1.2份，三聚氰胺為20份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照質(zhì)量比2:1:1混合制成的混合硅油為4份；聚丁烯-1的結(jié)晶度為60%-80%。
[0015]實(shí)施例3
本發(fā)明有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料以重量份數(shù)計(jì)的組分為:
聚丁烯-1為75份，多酚受阻酚抗氧劑1010和復(fù)合抗氧劑255質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合抗氧劑為2.0份，三聚氰胺為15份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照質(zhì)量比2:1:1混合制成的混合硅油為3份； 聚丁烯-1的結(jié)晶度為60%-80%。
[0016]實(shí)施例4
本發(fā)明有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料以重量份數(shù)計(jì)的組分為:聚丁烯-1為85份，多酚受阻酚抗氧劑1010和復(fù)合抗氧劑255質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合抗氧劑為2.6份，三聚氰胺為8份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照質(zhì)量比2:1:1混合制成的混合硅油為1份；聚丁烯-1的結(jié)晶度為60%-80%。
[0017]上述有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料的制備方法按照以下步驟進(jìn)行:
步驟一，將有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃劑在90°C條件下干燥；
步驟二，將原料按照配方比例進(jìn)行預(yù)混，使得各原料初步混合均勻，得到預(yù)混料；
步驟三，將步驟二得到的預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，其中:
雙螺桿擠出機(jī)的螺桿為同向雙螺桿，螺桿直徑為25mm ;長(zhǎng)徑比為1:28 ;
雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為135r/min ；
雙螺桿擠出機(jī)分為四個(gè)區(qū)，從喂料口到機(jī)頭依次為一至四區(qū)，一區(qū)溫度為160°C ;二區(qū)溫度為165°C ;三區(qū)溫度為175°C ;四區(qū)溫度為180°C ;機(jī)頭溫度為175°C ；
步驟四，將從雙螺桿擠出機(jī)中出來(lái)的物料進(jìn)行風(fēng)冷，造粒，得到有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料。
[0018]制備得到上述有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料后，對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)需要在加硫成型試驗(yàn)機(jī)中模壓成型，工藝條件為:熱壓175°C，保壓IOmin ;冷壓保壓5min，壓力為IOMPa。
[0019]本發(fā)明的有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料在達(dá)到較高的氧指數(shù)基本為33%以上和阻燃級(jí)別后，還具有良好的力學(xué)性能其彎曲強(qiáng)度在16.5 MPa之上。
[0020]本發(fā)明有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃劑有揮發(fā)性極小、無(wú)毒、與聚命物相容性好、分解溫度高，適合加工等優(yōu)點(diǎn)。其阻燃機(jī)理為:受熱放出C02、NH3> N2氣體和H2O,降低了空氣中氧和高聚物受熱分解時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w濃度；生成的不然性氣體，帶走了一部分熱量，降低了聚合物表面的溫度；生成的 N2能捕獲自由基，抑制高聚物的連鎖反應(yīng)，從而阻止燃燒。
[0021]上面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料組成:聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無(wú)鹵阻燃劑為5_30份，耐高溫潤(rùn)滑劑為0-5 份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:所述的聚丁烯-1的結(jié)晶度為60%-80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:所述抗氧劑為多酚受阻酚抗氧劑1010和復(fù)合抗氧劑255質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合抗氧劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:所述耐高溫潤(rùn)滑劑為甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照質(zhì)量比2:1:1混合制成的混合硅油。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:所述無(wú)鹵阻燃劑為三聚氰胺。
6.一種有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料的制備方法，其特征在于該方法按照以下步驟進(jìn)行: 步驟一，將有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃劑在90°C條件下干燥； 步驟二，將原料按照配方比例進(jìn)行預(yù)混，使得各原料初步混合均勻，得到預(yù)混料，其中:所述原料以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料組成:聚丁烯-1為55-85份，抗氧劑為0.6-2.6份，無(wú)鹵阻燃劑為5-30份，耐高溫潤(rùn)滑劑為0-5份； 步驟三，將步驟二得到的預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，其中:所述的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿為同向雙螺桿，螺 桿直徑為25mm ;長(zhǎng)徑比為1:28 ; 所述的雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為135r/min ； 所述的雙螺桿擠出機(jī)分為四個(gè)區(qū)，從喂料口到機(jī)頭依次為一至四區(qū)，一區(qū)溫度為1600C ;二區(qū)溫度為165°C ;三區(qū)溫度為175°C ;四區(qū)溫度為180°C ;機(jī)頭溫度為175°C ； 步驟四，將從雙螺桿擠出機(jī)中出來(lái)的物料進(jìn)行風(fēng)冷，造粒，得到有機(jī)氮系無(wú)鹵阻燃聚丁烯-1材料。
【文檔編號(hào)】C08L23/20GK103601988SQ201310378440
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】俞國(guó)宏 申請(qǐng)人:俞國(guó)宏