本發(fā)明屬于塑料制備領域，尤其涉及一種環(huán)保阻燃塑料以及其制備方法、應用。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對塑料的阻燃性能提出了越來越高的要求，目前對塑料的阻燃處理采用以下幾種方法：一是采用含鹵或含磷的阻燃劑，這種方法一般片面追求材料的耐火性能，但是制品一旦燃燒便會因含鹵或含磷而產生大量的毒害氣體及煙霧，對人的生命安全造成極大的危害；二是大量加入氫氧化鋁填料，這種方法的優(yōu)點是可以同時提高材料的耐火性能及控制煙毒，但其缺點是加入的大量氫氧化鋁填料會致使制品的表面質量及機械性能大幅度下降，失去其輕質、高強的特性，從而使塑料容易被損壞。
因此，為克服以上方法所存在的缺陷，本發(fā)明提出一種環(huán)保阻燃塑料及其制備方法、應用。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保阻燃塑料及其制備方法、應用。
本發(fā)明采用以下技術方案：一種環(huán)保阻燃塑料，由a料和b料按照重量比65-85:45-55混合制備而成，所述a料包括聚甲醛、聚二苯醚、碳化釩、尼龍1010、聚砜、聚醚醚酮、聚對苯二甲酸丁二醇酯、sebs彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物、納米碳纖維、硅烷偶聯(lián)劑kh560、乙烯基硅油，所述b料包括聚苯硫醚、聚氨酯、阻燃劑、玻璃纖維、抗氧劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、乙烯-醋酸乙烯共聚物。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述a料各原料按照質量比：60-80份聚甲醛、30-45份聚二苯醚、5-8份碳化釩、6-8份尼龍1010、6-9份聚砜、3-5份聚醚醚酮、6-10份聚對苯二甲酸丁二醇酯、3-5份sebs彈性體、5-9份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4-8份納米碳纖維、2-4份硅烷偶聯(lián)劑kh560、2-4份乙烯基硅油制備而成。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述b料各原料按照質量比：30-45份聚苯硫醚、12-16份聚氨酯、4-5份阻燃劑、3-5份玻璃纖維、1-2份抗氧劑、2-3份鈦酸酯偶聯(lián)劑、2-4份乙烯-醋酸乙烯共聚物制備而成。
一種環(huán)保阻燃塑料的制備方法，包括如下步驟：
步驟d1：按a料和b料按照質量比65-85：45-55份的比例混合后，投入雙螺桿擠出機中，在機筒溫度為230-270℃、螺桿轉速330-360r/min條件下造粒，得到耐老化防火塑料母粒；
步驟d2：將步驟d1所制得的塑料母粒在100℃下真空干燥4-6小時，然后加入到已設定好溫度的注塑機里，注塑、成型、脫模，得到環(huán)保阻燃塑料，其中，注塑機加熱段分為五段，所述五段的溫度分別是：第一段290-280℃，第二段280-270℃，第三段270-260℃，第四段260-250℃，第五段255-250℃。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述a料的制備方法包括如下步驟：
步驟s1：將2-4質量份的硅烷偶聯(lián)劑kh560溶解在50質量份的體積比為1:1的去離子水和乙醇混合物中形成混合溶液，加入5-8質量份的碳化釩、4-8質量份的納米碳纖維在25℃室溫下攪拌20min，升溫至40℃，繼續(xù)攪拌30min，保證kh560與碳化釩、納米碳纖維發(fā)生偶聯(lián)作用，去除多余的溶劑并將kh560包覆的納米填充物干燥，得混合物x；
步驟s2：將60-80質量份聚甲醛、30-45質量份聚二苯醚、6-8質量份尼龍1010、6-9質量份聚砜、3-5質量份聚醚醚酮、6-10質量份聚對苯二甲酸丁二醇酯、3-5質量份sebs彈性體、5-9質量份乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合機里，以轉速800r/min攪拌15min，得混合物y；
步驟s3：將步驟s2所制備得到的混合物y加熱至70℃，加入步驟s1制備得到的混合物x和2-4質量份乙烯基硅油，繼續(xù)攪拌30min，得混合物z；
步驟s4：將混合物z加入雙螺桿擠出機中進行熔融共混、擠出、冷卻、造粒得a料，雙螺桿擠出機的共混擠出溫度為：一區(qū)180℃、二區(qū)190℃、三區(qū)200℃、四區(qū)210℃、五區(qū)220℃，機頭溫度為220℃，螺桿轉速為200r/min。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述b料的制備方法為：將30-45質量份聚苯硫醚、12-16質量份聚氨酯、4-5質量份阻燃劑、3-5質量份玻璃纖維、1-2質量份抗氧劑在80℃下真空干燥8-12小時，然后投入高速混合機中，混合攪拌10-30min，加入2-3質量份鈦酸酯偶聯(lián)劑和2-4質量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，出料形成混合原料；將混合原料投入已設定好溫度的雙螺桿擠出機中，調整擠出機的機筒溫度至220-245℃，調整螺桿轉速至300-450r/min，造粒得到b料。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述阻燃劑按照以下方法制備而成：將10質量份醋酸鋅、1質量份尿素、2質量份三氯化銻、2質量份聚丙烯酸加入至去離子水中，在80℃水浴環(huán)境下攪拌，同時滴加0.02mol/l的氯化銦和飽和氨水溶液，待溶液的ph值到8-9為止，加入3質量份三氧化二銻，升溫至80℃，反應1-2小時，陳化2小時，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、研磨，放入400-500℃的馬弗爐中煅燒2小時，得到阻燃劑。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述第一段采用60-80mpa的中壓、50-70m/s的中速度注射，注射時間為2-3秒。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述第二段采用30-50mpa的中壓、40-60m/s的中速度注射，注射時間為2-3秒。
一種環(huán)保阻燃塑料的應用，將上述的環(huán)保阻燃塑料應用于制備防火插線板外殼。
本環(huán)保阻燃塑料具備良好的機械性能和阻燃性能，在高溫熱解時，不會釋放出有毒氣體，是一種真正環(huán)保的阻燃塑料，其制備方法簡便，適合進行工業(yè)化生產，該環(huán)保阻燃塑料能應用于制備防火插線板外殼。
具體實施方式
為了使本技術領域人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，并使本發(fā)明的上述特征、目的以及優(yōu)點更加清晰易懂，可以理解的是實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
一種環(huán)保阻燃塑料，由a料和b料按照重量比65:45混合制備而成，a料各原料按照質量比：60份聚甲醛、30份聚二苯醚、5份碳化釩、6份尼龍1010、6份聚砜、3份聚醚醚酮、6份聚對苯二甲酸丁二醇酯、3份sebs彈性體、5份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4份納米碳纖維、2份硅烷偶聯(lián)劑kh560、2份乙烯基硅油制備而成；b料各原料按照質量比：30份聚苯硫醚、12份聚氨酯、4份阻燃劑、3份玻璃纖維、1份抗氧劑、2份鈦酸酯偶聯(lián)劑、2份乙烯-醋酸乙烯共聚物制備而成。
其中，a料的制備方法包括如下步驟：
步驟s1：將2質量份的硅烷偶聯(lián)劑kh560溶解在50質量份的體積比為1:1的去離子水和乙醇混合物中形成混合溶液，加入5質量份的碳化釩、4質量份的納米碳纖維在25℃室溫下攪拌20min，升溫至40℃，繼續(xù)攪拌30min，保證kh560與碳化釩、納米碳纖維發(fā)生偶聯(lián)作用，去除多余的溶劑并將kh560包覆的納米填充物干燥，得混合物x；
步驟s2：將60質量份聚甲醛、30質量份聚二苯醚、6質量份尼龍1010、6質量份聚砜、3質量份聚醚醚酮、6質量份聚對苯二甲酸丁二醇酯、3質量份sebs彈性體、5質量份乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合機里，以轉速800r/min攪拌15min，得混合物y；
步驟s3：將步驟s2所制備得到的混合物y加熱至70℃，加入步驟s1制備得到的混合物x和2質量份乙烯基硅油，繼續(xù)攪拌30min，得混合物z；
步驟s4：將混合物z加入雙螺桿擠出機中進行熔融共混、擠出、冷卻、造粒得到a料，雙螺桿擠出機的共混擠出溫度為：一區(qū)180℃、二區(qū)190℃、三區(qū)200℃、四區(qū)210℃、五區(qū)220℃，機頭溫度為220℃，螺桿轉速為200r/min。
其中，b料的制備方法為：將30質量份聚苯硫醚、12質量份聚氨酯、4質量份阻燃劑、3質量份玻璃纖維、1質量份抗氧劑在80℃下真空干燥8小時，然后投入高速混合機中，混合攪拌10min，加入2質量份鈦酸酯偶聯(lián)劑和2質量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，出料形成混合原料；將混合原料投入已設定好溫度的雙螺桿擠出機中，調整擠出機的機筒溫度至220℃，調整螺桿轉速至300r/min，造粒得到b料。
其中，阻燃劑按照以下方法制備而成：將10質量份醋酸鋅、1質量份尿素、2質量份三氯化銻、2質量份聚丙烯酸加入至去離子水中，在80℃水浴環(huán)境下攪拌，同時滴加0.02mol/l的氯化銦和飽和氨水溶液，待溶液的ph值到8為止，加入3質量份三氧化二銻，升溫至80℃，反應1小時，陳化2小時，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、研磨，放入400℃的馬弗爐中煅燒2小時，得到阻燃劑。
制備得到a料和b料后，按照以下步驟制備環(huán)保阻燃塑料：
步驟d1：按a料和b料按照質量比65：45份的比例混合后，投入雙螺桿擠出機中，在機筒溫度為230℃、螺桿轉速為330r/min的條件下造粒，得到耐老化防火塑料母粒；
步驟d2：將步驟d1所制得的塑料母粒在100℃下真空干燥4小時，然后加入到已設定好溫度的注塑機里，注塑、成型、脫模，得到環(huán)保阻燃塑料，其中，注塑機加熱段分為五段，所述五段的溫度分別是：第一段290℃，第二段280℃，第三段270℃，第四段260℃，第五段255℃。
第一段采用60mpa的中壓、50m/s的中速度注射，注射時間為2秒。
第二段采用30mpa的中壓、40m/s的中速度注射，注射時間為2秒。
通過以上方法即可制得環(huán)保阻燃塑料，該環(huán)保阻燃塑料可應用于制備防火插線板外殼，該防火插線板外殼具備很好的防老化性能，因為環(huán)保阻燃塑料中含有阻燃劑，所以防火插線板外殼具備很好的阻燃性能和機械性能，即使在高溫熱解時，防火插線板外殼也不會釋放出有毒氣體，具備很好的環(huán)保性能。
而上述制備得到的環(huán)保阻燃性能之所以具備如此優(yōu)良的性能，其原因在于制備的原料具有獨特的優(yōu)勢，其中：
1、聚砜(psu)是一種無定性塑料，具有高模量、高強度、高硬度、低蠕變、耐熱、耐寒耐老化等的特點，psu的優(yōu)良性能是由二芳基砜基賦予的，該基團從苯環(huán)上吸引電子，對位分布在砜基上的兩個氧原子提高了諧振性，硫原子處于最高氧化態(tài)，砜基兩邊高強度共軛，產生了抗氧化性，同時高度的諧振性強有力地提高了材料的強度，牢固地固定了各個基團的空間排布，使psu具有良好的高溫熱穩(wěn)定性、耐老化性，醚鍵提供了psu的柔軟性，賦予聚砜良好的抗沖擊強度，聚砜的加入改善了聚甲醛體系的強度和硬度。
2、聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)是一種結晶型熱塑性聚酯樹脂，主鏈是由每個重復單元為剛性苯環(huán)和柔性脂肪醇連接起來的飽和線性分子組成，分子的高度幾何規(guī)整性和剛性部分使整個體系具有高的機械強度，在本環(huán)保阻燃塑料中pbt主要提升骨架支撐性能，提高環(huán)保阻燃塑料的剛性。
3、碳化釩具有很高的密度，在本環(huán)保阻燃塑料中作為密度填充劑使得制備的環(huán)保阻燃塑料具有高密度、高硬度、高強度。
4、sebs彈性體是由特種線型sbs(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)加氫使雙鍵飽和而制得，sbs在催化劑存在下適度定向加氫，則使聚丁二烯鏈段氫化成聚乙烯(e)和聚丁烯(b)鏈鼓，故稱為sebs，sebs彈性體有助于整個體系形成網(wǎng)狀的結構，提高環(huán)保阻燃塑料的耐老化性能。
5、乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)具有較高的彈性、韌性和優(yōu)異的低溫性能，還可起到增容劑的作用，eva的加入使以聚甲醛、聚砜、聚二苯醚和聚對苯二甲酸丁二醇酯為主要原料的環(huán)保阻燃塑料的機械性能得到很大提升，這是因為eva與聚甲醛、聚砜、聚二苯醚和聚對苯二甲酸丁二醇酯有很好的相容性，實現(xiàn)均勻共混，得到一種穩(wěn)定的結構體系，提高環(huán)保阻燃塑料的耐老化性能。
因此，本實施例所制得的一種環(huán)保阻燃塑料具備良好的機械性能和阻燃性能，而且在高溫熱解時，不會釋放出有毒氣體，是一種真正環(huán)保的阻燃塑料。
實施例2
一種環(huán)保阻燃塑料，由a料和b料按照重量比75:50混合制備而成，a料各原料按照質量比：70份聚甲醛、40份聚二苯醚、6份碳化釩、7份尼龍1010、8份聚砜、4份聚醚醚酮、8份聚對苯二甲酸丁二醇酯、4份sebs彈性體、7份乙烯-醋酸乙烯共聚物、6份納米碳纖維、3份硅烷偶聯(lián)劑kh560、3份乙烯基硅油混合制備而成；b料各原料按照質量比：40份聚苯硫醚、14份聚氨酯、4.5份阻燃劑、4份玻璃纖維、1.5份抗氧劑、2.5份鈦酸酯偶聯(lián)劑、3份乙烯-醋酸乙烯共聚物制備而成。
其中，a料的制備方法包括如下步驟：
步驟s1：將3質量份的硅烷偶聯(lián)劑kh560溶解在50質量份的體積比為1:1的去離子水和乙醇混合物中形成混合溶液，加入7質量份的碳化釩、6質量份的納米碳纖維在25℃室溫下攪拌20min，升溫至40℃，繼續(xù)攪拌30min，保證kh560與碳化釩、納米碳纖維發(fā)生偶聯(lián)作用，去除多余的溶劑并將kh560包覆的納米填充物干燥，得混合物x；
步驟s2：將70質量份聚甲醛、40質量份聚二苯醚、7質量份尼龍1010、7質量份聚砜、4質量份聚醚醚酮、8質量份聚對苯二甲酸丁二醇酯、4質量份sebs彈性體、7質量份乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合機里，以轉速800r/min攪拌15min，得混合物y；
步驟s3：將步驟s2所制備得到的混合物y加熱至70℃，加入步驟s1制備得到的混合物x和2質量份乙烯基硅油，繼續(xù)攪拌30min，得混合物z；
步驟s4：將混合物z加入雙螺桿擠出機中進行熔融共混、擠出、冷卻、造粒得到a料，雙螺桿擠出機的共混擠出溫度為：一區(qū)180℃、二區(qū)190℃、三區(qū)200℃、四區(qū)210℃、五區(qū)220℃，機頭溫度為220℃，螺桿轉速為200r/min。
其中，b料的制備方法為：將40質量份聚苯硫醚、14質量份聚氨酯、4.5質量份阻燃劑、4質量份玻璃纖維、1.5質量份抗氧劑在80℃下真空干燥10小時，然后投入高速混合機中，混合攪拌10min，加入2.5質量份鈦酸酯偶聯(lián)劑和3質量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，出料形成混合原料；將混合原料投入已設定好溫度的雙螺桿擠出機中，調整擠出機的機筒溫度至230℃，調整螺桿轉速至400r/min，造粒得到b料。
其中，阻燃劑按照以下方法制備而成：將10質量份醋酸鋅、1質量份尿素、2質量份三氯化銻、2質量份聚丙烯酸加入至去離子水中，在80℃水浴環(huán)境下攪拌，同時滴加0.02mol/l的氯化銦和飽和氨水溶液，待溶液的ph值到8為止，加入3質量份三氧化二銻，升溫至80℃，反應1.5小時，陳化2小時，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、研磨，放入400℃的馬弗爐中煅燒2小時，得到阻燃劑。
制備得到a料和b料后，按照以下步驟制備環(huán)保阻燃塑料：
步驟d1：按a料和b料按照質量比75：50份的比例混合后，投入雙螺桿擠出機中，在機筒溫度為250℃、螺桿轉速為345r/min的條件下造粒，得到耐老化防火塑料母粒；
步驟d2：將步驟d1所制得的塑料母粒在100℃下真空干燥5小時，然后加入到已設定好溫度的注塑機里，注塑、成型、脫模，得到環(huán)保阻燃塑料，其中，注塑機加熱段分為五段，所述五段的溫度分別是：第一段285℃，第二段275℃，第三段265℃，第四段255℃，第五段250℃。
第一段采用70mpa的中壓、60m/s的中速度注射，注射時間為2.5秒。
第二段采用50mpa的中壓、50m/s的中速度注射，注射時間為2.5秒。
本實施例所制得的一種環(huán)保阻燃塑料具備良好的機械性能和阻燃性能，而且在高溫熱解時，不會釋放出有毒氣體，是一種真正環(huán)保的阻燃塑料。
實施例3
一種環(huán)保阻燃塑料，由a料和b料按照重量比85:55混合制備而成，a料各原料按照質量比：80份聚甲醛、40份聚二苯醚、8份碳化釩、8份尼龍1010、9份聚砜、5份聚醚醚酮、10份聚對苯二甲酸丁二醇酯、5份sebs彈性體、9份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8份納米碳纖維、4份硅烷偶聯(lián)劑kh560、4份乙烯基硅油混合制備而成；b料各原料按照質量比：45份聚苯硫醚、16份聚氨酯、5份阻燃劑、5份玻璃纖維、2份抗氧劑、3份鈦酸酯偶聯(lián)劑、4份乙烯-醋酸乙烯共聚物混合制備而成。
其中，a料的制備方法包括如下步驟：
步驟s1：將4質量份的硅烷偶聯(lián)劑kh560溶解在50質量份的體積比為1:1的去離子水和乙醇混合物中形成混合溶液，加入8質量份的碳化釩、8質量份的納米碳纖維在25℃室溫下攪拌20min，升溫至40℃，繼續(xù)攪拌30min，保證kh560與碳化釩、納米碳纖維發(fā)生偶聯(lián)作用，去除多余的溶劑并將kh560包覆的納米填充物干燥，得混合物x；
步驟s2：將80質量份聚甲醛、45質量份聚二苯醚、8質量份尼龍1010、9質量份聚砜、5質量份聚醚醚酮、10質量份聚對苯二甲酸丁二醇酯、5質量份sebs彈性體、9質量份乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合機里，以轉速800r/min攪拌15min，得混合物y；
步驟s3：將步驟s2所制備得到的混合物y加熱至70℃，加入步驟s1制備得到的混合物x和2質量份乙烯基硅油，繼續(xù)攪拌30min，得混合物z；
步驟s4：將混合物z加入雙螺桿擠出機中進行熔融共混、擠出、冷卻、造粒得到a料，雙螺桿擠出機的共混擠出溫度為：一區(qū)180℃、二區(qū)190℃、三區(qū)200℃、四區(qū)210℃、五區(qū)220℃，機頭溫度為220℃，螺桿轉速為200r/min。
其中，b料的制備方法為：將45質量份聚苯硫醚、16質量份聚氨酯、5質量份阻燃劑、5質量份玻璃纖維、2質量份抗氧劑在80℃下真空干燥12小時，然后投入高速混合機中，混合攪拌10min，加入3質量份鈦酸酯偶聯(lián)劑和4質量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，出料形成混合原料；將混合原料投入已設定好溫度的雙螺桿擠出機中，調整擠出機的機筒溫度至245℃，調整螺桿轉速至450r/min，造粒得到b料。
其中，阻燃劑按照以下方法制備而成：將10質量份醋酸鋅、1質量份尿素、2質量份三氯化銻、2質量份聚丙烯酸加入至去離子水中，在80℃水浴環(huán)境下攪拌，同時滴加0.02mol/l的氯化銦和飽和氨水溶液，待溶液的ph值到9為止，加入3質量份三氧化二銻，升溫至80℃，反應2小時，陳化2小時，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、研磨，放入400℃的馬弗爐中煅燒2小時，得到阻燃劑。
制備得到a料和b料后，按照以下步驟制備環(huán)保阻燃塑料：
步驟d1：按a料和b料按照質量比85：55份的比例混合后，投入雙螺桿擠出機中，在機筒溫度為270℃、螺桿轉速為360r/min的條件下造粒，得到耐老化防火塑料母粒；
步驟d2：將步驟d1所制得的塑料母粒在100℃下真空干燥6小時，然后加入到已設定好溫度的注塑機里，注塑、成型、脫模，得到環(huán)保阻燃塑料，其中，注塑機加熱段分為五段，所述五段的溫度分別是：第一段280℃，第二段270℃，第三段260℃，第四段250℃，第五段250℃。
第一段采用80mpa的中壓、70m/s的中速度注射，注射時間為3秒。
第二段采用60mpa的中壓、60m/s的中速度注射，注射時間為3秒。
本實施例所制得的一種環(huán)保阻燃塑料具備良好的機械性能和阻燃性能，而且在高溫熱解時，不會釋放出有毒氣體，是一種真正環(huán)保的阻燃塑料。
綜上所述，本環(huán)保阻燃塑料具備良好的機械性能和阻燃性能，在高溫熱解時，不會釋放出有毒氣體，是一種真正環(huán)保的阻燃塑料，其制備方法簡便，適合進行工業(yè)化生產，該環(huán)保阻燃塑料能應用于制備防火插線板外殼。
上述實施方式僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對本發(fā)明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也應屬于本發(fā)明的范疇。