一種膨脹型珍珠巖用于制備聚合物復合材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種膨脹型珍珠巖用于制備聚合物復合材料的方法，包括膨脹型珍珠巖和聚合物按2-60：98-60重量比混合，使膨脹型珍珠巖均勻分散于聚合物基體中，然后成型得到聚合物復合材料制品；所述膨脹型珍珠巖是一種由天然的礦物珍珠巖經高溫膨化的產物，內部是蜂窩狀多孔結構；所述的聚合物是通用塑料、工程塑料、橡膠中的一種或一種以上。形成具優(yōu)良隔熱阻燃性能的聚合物復合材料；克服現(xiàn)有粘土類添加劑無法顯著改善阻燃性能的缺陷，而且填料廉價易得，環(huán)保無毒，沒有粉塵污染。
【專利說明】一種膨脹型珍珠巖用于制備聚合物復合材料的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚合物復合材料【技術領域】，具體是指膨脹型珍珠巖微粉用于制備聚合 物復合材料的方法。

【背景技術】
[0002] 向聚合物中添加無機填料是改善聚合物性能的一個重要手段，由于填料的尺寸穩(wěn) 定性，在填充的聚合物中，聚合物界面區(qū)域內的分子鏈運動受到限制，熱變形溫度提高，熱 穩(wěn)定性提高，延緩了燃燒過程中的熱傳導，使聚合物的熱釋放速率得到顯著的下降，并且價 格低廉的填料還可以降低聚合物的成本，提高其市場競爭力。
[0003] 本實驗采用的膨脹型珍珠巖微粉，粒徑可以達到微米級或者納米級，在聚合物中 分散均勻，不易團聚，且顏色為純白，不會限制此聚合物復合材料的使用范圍。膨脹型珍珠 巖的多孔結構，可以很好地起到抑煙隔熱的作用，克服了傳統(tǒng)的無機填料對氧指數(shù)的提升 量不大，并且燃燒時炭層無明顯膨脹的缺點，此珍珠巖微粉可以使聚合物在燃燒時形成良 好的膨脹型炭層，氧指數(shù)較純的聚合物提升1-7個單位，錐形量熱結果顯示，添加了珍珠巖 微粉的聚合物最大熱釋放速率得到顯著的下降。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明主要解決了傳統(tǒng)無機填料在阻燃上的缺陷，提供了一種膨脹珍珠巖用于制 備聚合物復合材料的方法，形成具有良好阻燃隔熱性能的聚合物復合材料；克服了現(xiàn)有無 機填料分散困難的缺點，而且填料廉價易得，無毒環(huán)保，無粉塵污染。
[0005] 本發(fā)明的膨脹珍珠巖用于制備聚合物復合材料的方法包括：膨脹型珍珠巖和聚合 物按2-60:98-60重量比混合，使膨脹型珍珠巖均勻分散于聚合物基體中，然后成型得到聚 合物復合材料制品。
[0006] 所述膨脹型珍珠巖是一種經由天然的珍珠巖加工的產物，是珍珠巖礦砂經預熱， 瞬時高溫焙燒膨脹后制成的一種內部為蜂窩狀結構的白色顆粒狀的材料。其原理為：珍珠 巖礦石經破碎形成一定粒度的礦砂，經預熱焙燒，急速加熱（l〇〇(TC以上），礦砂中水分汽 化，在軟化的含有玻璃質的礦砂內部膨脹，形成多孔結構，膨脹型珍珠巖中含有68. 4-74% 的 Si02、4% -5%的 Na20、2% _3%的 K20 還有少量的 A1203、Fe203、CaO、]\%0和 H20。具有高 孔隙率、比表面積大、超輕質量和隔熱效果顯著的特點。
[0007] 所述的聚合物是通用塑料、工程塑料、橡膠中的一種或一種以上。
[0008] 所述的通用塑料包括聚乙烯（PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)、聚丙烯（PP)、聚 1- 丁烯（PB)、環(huán)烯烴共聚物（C0C)、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)、聚氯乙烯（PVC)、聚苯乙 烯（PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、酚醛樹脂、 氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、聚氨酯（PU)等通用塑料中的一種或者多種混合物。
[0009] 所述的工程塑料包括聚酰胺（PA)、聚甲醛（Ρ0Μ)、聚碳酸酯（PC)、改性聚苯醚 (ΜΡΡ0)等通用工程塑料和含氟樹脂（PTFE和PVDF)、聚酰亞胺（PI)、聚苯硫醚（PPS)、聚芳 酯（PAR)等特種工程塑料中的一種或者多種混合物。
[0010] 所述的橡膠包括天然橡膠（NR)和合成橡膠，如丁苯橡膠（SBR)、乙烯-醋酸乙烯共 聚物（EVA)、順丁橡膠（BR)、異戊橡膠（IR)、乙丙橡膠（EPM和EPDM)、丁基橡膠（IIR)、丁腈 橡膠（NBR)、聚氨酯橡膠（PU)等橡膠中的一種或者多種混合物。
[0011] 膨脹珍珠巖和聚合物可用現(xiàn)有常用的混合設備和成型設備進行混合和成型。比如 雙螺桿擠出機可以對熱塑性塑料進行混合加工擠出，并用壓片機或注塑機等設備成型；研 磨機和攪拌機可以混合熱固性塑料類等；雙輥可以對橡膠類聚合物進行混合加工。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有無機填料聚合物復合材料相比，具有以下優(yōu)點：
[0013] 1、本發(fā)明采用的膨脹型珍珠巖源自天然礦石經簡單加工而成，珍珠巖礦在我國有 著豐富的儲量，價格低廉，礦石質量好，可以使復合材料的成本得到大幅度的降低，具有市 場競爭力。
[0014] 2、本發(fā)明制備的聚合物復合材料可應用于制造各種通用塑料、工程塑料和橡膠制 品。
[0015] 3、本發(fā)明制備的膨脹珍珠巖聚合物復合材料的熱分解溫度和阻燃性能得到了顯 著提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 附圖是本發(fā)明實施例提供的膨脹型珍珠巖/乙烯-醋酸乙烯共聚物復合材料與純 乙烯-醋酸乙烯共聚物熱釋放速率對比圖。

【具體實施方式】
[0017] 結合以下實施例對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實施例只用于解釋本發(fā) 明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0018] 實施例1
[0019] (1)將膨脹型珍珠巖進行篩分，研磨。在80°C的烘箱中烘干5h。
[0020] (2)稱取5g膨脹珍珠巖微粉，95g聚丙烯樹脂，均勻混合后用雙螺桿擠出機進行熔 融共混。
[0021] (3)將步驟（2)中得到的混合物經過注塑機加工，注塑成型得到聚丙烯膨脹珍珠 巖復合材料制品。
[0022] 所得復合材料經過透射電鏡和掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)膨脹型珍珠巖微粉在聚丙烯基 體分散均勻，說明已經制得了膨脹珍珠巖/聚合物復合材料。
[0023] 表1膨脹型珍珠巖的對聚丙烯阻燃性能的影響
[0024]

【權利要求】
1. 一種膨脹型珍珠巖用于制備聚合物復合材料的方法，其特征在于：烘干后的膨脹型 珍珠巖微粉和聚合物按2-60:98-60重量比混合，使膨脹型珍珠巖微粉均勻分散于聚合物 基體中，然后成型得到聚合物復合材料制品。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述膨脹型珍珠巖是一種由天然的礦物珍 珠巖經高溫膨化的產物，內部是蜂窩狀多孔結構；所述的聚合物是通用塑料、工程塑料、橡 膠中的一種或一種以上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的通用塑料包括聚乙烯（PE)、乙 烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)、聚丙烯（PP)、聚1- 丁烯（PB)、環(huán)烯烴共聚物（COC)、乙烯-醋 酸乙烯共聚物（EVA)、聚氯乙烯（PVC)、聚苯乙烯（PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚 物（ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、聚氨酯 (PU)等通用塑料中的一種或者多種混合物。
4. 根據(jù)權利要求1中所述的方法，其特征在于所述的工程塑料包括聚酰胺（PA)、聚甲 醛（POM)、聚碳酸酯（PC)、改性聚苯醚（MPPO)等通用工程塑料和含氟樹脂（PTFE和PVDF)、 聚酰亞胺（PI)、聚苯硫醚（PPS)、聚芳酯（PAR)等特種工程塑料中的一種或者多種混合物。
5. 根據(jù)權利要求1中所述的方法，其特征在于所述的橡膠包括天然橡膠（NR)和合成 橡膠，如丁苯橡膠（SBR)、順丁橡膠（BR)、異戊橡膠（IR)、乙丙橡膠（EPM和EPDM)、丁基橡膠 (IIR)、丁腈橡膠（NBR)、聚氨酯橡膠（PU)等橡膠中的一種或者多種混合物。
6. 根據(jù)權利要求1中所述的方法，其特征在于要對膨脹型珍珠巖進行篩分和研磨，保 證膨脹珍珠巖微粉的粒徑在100目到2000目之間。
7. 根據(jù)權利要求1-6中所述的方法，其特征在于要對膨脹型珍珠巖進行充分烘干。烘 干溫度在60°C -KKTC，烘干時間在4-6h。
【文檔編號】C08L75/04GK104194045SQ201410356297
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】張勝, 陳宸, 谷曉昱 申請人:北京化工大學