本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種丙綸無(wú)鹵阻燃母粒及其制造方法。
背景技術(shù)：
丙綸(聚丙烯)具有密度小、無(wú)毒、耐腐蝕、力學(xué)均衡性好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，是制備雙向拉伸薄膜的理想材料。但由于聚丙烯本身阻燃性能差，從而限制了其在電機(jī)絕緣、柔性線路板、薄膜開(kāi)關(guān)、電器絕緣片等絕緣領(lǐng)域的應(yīng)用。為了解決聚丙烯薄膜的易燃性，通常向聚丙烯薄膜中添加阻燃劑。
國(guó)家對(duì)環(huán)保和消防的要求越來(lái)越高，紡織品的傳統(tǒng)的阻燃工藝由于含有鹵素，國(guó)家管控將逐漸加強(qiáng)，其成本越來(lái)越高，而無(wú)鹵阻燃產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響小，國(guó)家將大力發(fā)展無(wú)鹵阻燃產(chǎn)業(yè)。但是無(wú)鹵膨脹型阻燃劑都是以粉料狀態(tài)添加到塑料基質(zhì)中的，分散困難，單獨(dú)使用這些阻燃劑進(jìn)行生產(chǎn)無(wú)法滿足產(chǎn)品的阻燃要求，另外，由于無(wú)鹵阻燃劑分散困難，難以達(dá)到很好的分散水平，因此生產(chǎn)無(wú)鹵阻燃產(chǎn)品過(guò)程中由于阻燃劑團(tuán)聚體粒徑大，堵塞過(guò)濾器和噴死板，造成斷絲飄絲。
阻燃母粒以超常量的阻燃劑、分散劑及載體樹(shù)脂等為原料，經(jīng)分散、混合、塑化、造粒制得，能夠解決傳統(tǒng)阻燃劑的分散效果差、計(jì)量不容易控制等問(wèn)題。cn102219957公開(kāi)了一種無(wú)鹵膨脹型阻燃劑功能母粒及其制備方法，該功能母粒組成中的無(wú)鹵膨脹型阻燃劑為磷氮系膨脹型阻燃劑，基質(zhì)為聚烯烴樹(shù)脂。但是，阻燃母粒在基體樹(shù)脂中的分散性雖然好，但是在阻燃母粒的制備過(guò)程中，容易出現(xiàn)阻燃劑不易分散的問(wèn)題，造成阻燃母粒的阻燃效果差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一是提供一種丙綸無(wú)鹵阻燃母粒，解決無(wú)鹵阻燃劑分散困難的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
一種丙綸無(wú)鹵阻燃母粒，包括以下重量份數(shù)的原料：聚丙烯50～90份、分散劑1-5份、無(wú)鹵阻燃劑5～30份、抗氧劑0.5-3份，芳綸漿粕3～10份。
優(yōu)選地，所述無(wú)鹵阻燃劑包括金屬氫氧化物阻燃劑和磷氮協(xié)效阻燃劑。
優(yōu)選地，所述金屬氫氧化物阻燃劑和磷氮協(xié)效阻燃劑的質(zhì)量比為1:0.5～1。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠知曉金屬氫氧化物阻燃劑的具體成分，例如氫氧化鎂、氫氧化鋁等。
優(yōu)選地，所述金屬氫氧化物阻燃劑為納米顆粒，粒徑為50～200nm。
所述磷氮協(xié)效阻燃劑，可以為膨脹型磷氮型阻燃劑，阻燃體系包括例如：聚磷酸銨/季戊四醇/三聚氰胺等。
優(yōu)選地，所述芳綸漿粕為聚間苯二甲酰間苯二胺漿粕。
優(yōu)選地，所述芳綸漿粕長(zhǎng)度為0.8～1.2mm。
優(yōu)選地，所述芳綸漿粕比表面積為12～15m2/g。
所述分散劑為裂解聚乙烯蠟、合成聚乙烯蠟、聚丙烯蠟中的一種或多種。
所述抗氧劑為抗氧劑1010，抗氧劑168，抗氧劑264，抗氧劑1076，抗氧劑2246，抗氧劑ca中的的一種或多種。
本發(fā)明的另一目的是提供一種丙綸無(wú)鹵阻燃母粒的制造方法，包括以下步驟：
s1.將阻燃劑、分散劑、抗氧劑進(jìn)行高速捏合預(yù)分散；
s2.將s1中預(yù)分散好的助劑與聚丙烯樹(shù)脂在高速捏合機(jī)中混合，待混合均勻后，出料，加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，同時(shí)從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入按重量配比稱(chēng)取的芳綸漿粕，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融混煉，螺桿轉(zhuǎn)速然后擠出造粒。
本發(fā)明有益效果：
(1)本發(fā)明采用金屬氫氧化物阻燃劑和磷氮協(xié)效阻燃劑共同協(xié)作，金屬氫氧化物阻燃劑可以分解放出大量的水并生成大量炭渣，起到稀釋和屏蔽空氣的作用；磷氮協(xié)效阻燃劑能夠生成一層均勻的碳質(zhì)泡沫層，起到隔熱、隔氧并防止產(chǎn)生熔滴，可以很好的解決無(wú)鹵阻燃劑阻燃效果差的缺點(diǎn)。特別是金屬氫氧化物與磷氮協(xié)效阻燃劑在特定的配比下，阻燃效果好，并且阻燃時(shí)煙量小，并能良好的抑制聚丙烯的熔滴現(xiàn)象。
(2)本發(fā)明同時(shí)添加芳綸漿粕，一方面芳綸漿粕，有豐富的絨毛纖維，表面結(jié)構(gòu)比較粗糙，能夠與金屬氧化物納米顆粒和磷氮協(xié)效阻燃劑之間起到了相互隔離的作用，提高了阻燃劑的分散性能，同時(shí)，漿粕的也分散好無(wú)纏結(jié)現(xiàn)象；另外，芳綸具有良好的耐火性能，發(fā)生火災(zāi)時(shí)不會(huì)助燃，經(jīng)受高溫時(shí)發(fā)煙濃度低，在面臨高溫是能夠產(chǎn)生一定的隔熱及防護(hù)效果，進(jìn)一步加強(qiáng)母粒的阻燃性。芳綸漿粕的加入與本申請(qǐng)中的其他組分能夠形成協(xié)同高效的阻燃體系。
(3)丙綸無(wú)鹵阻燃母粒中鹵素含量為0，過(guò)濾性能好，使用該母粒生產(chǎn)的丙綸無(wú)鹵阻燃產(chǎn)品，換網(wǎng)周期長(zhǎng)，飄絲、斷絲少，產(chǎn)品達(dá)到英國(guó)家具家飾防火規(guī)章第4項(xiàng)的第一部分(香煙測(cè)試)4#以上。
(4)制備過(guò)程中通過(guò)對(duì)助劑進(jìn)行預(yù)分散處理，大大提高了阻燃劑分散性能，處理后的助劑與聚丙烯樹(shù)脂和芳綸漿粕按一定比列通過(guò)傳統(tǒng)的雙螺桿就可以制備出滿足丙綸無(wú)鹵阻燃產(chǎn)品生產(chǎn)的色母粒。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
選取聚丙烯50份、分散劑(裂解聚乙烯蠟)1份、無(wú)鹵阻燃劑10份、抗氧劑(抗氧劑1010)1份，芳綸漿粕5份，其中無(wú)鹵阻燃劑包括質(zhì)量比為1:1的氫氧化鎂和磷氮協(xié)效阻燃劑。金屬氫氧化物阻燃劑為納米顆粒，粒徑為50～200nm。所述芳綸漿粕為聚間苯二甲酰間苯二胺漿粕，長(zhǎng)度為0.8～1.2mm，芳綸漿粕過(guò)篩后得到比表面積為12～15m2/g的芳綸漿粕用于本實(shí)施例中。
制備過(guò)程如下:
s1.將阻燃劑、分散劑、抗氧劑進(jìn)行高速捏合預(yù)分散；
s2.將s1中預(yù)分散好的助劑與聚丙烯樹(shù)脂在高速捏合機(jī)中混合，待混合均勻后，出料，加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，同時(shí)從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入按重量配比稱(chēng)取的芳綸漿粕，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融混煉，螺桿轉(zhuǎn)速然后擠出造粒。
在s2中選用的高速捏合機(jī)為500l，擠出機(jī)為同向雙螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑d＝25mm，長(zhǎng)徑比l/d＝60，主機(jī)轉(zhuǎn)速為100-110hz，投料機(jī)轉(zhuǎn)速為15-20hz。切粒選用水冷切粒。擠出機(jī)溫度如下表所示：
擠出機(jī)溫度控制設(shè)置
本實(shí)例對(duì)所得母粒經(jīng)測(cè)試鹵素含量為0，所得母粒過(guò)濾性能小于0.7mpa/g。使用該母粒生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到英國(guó)家具家飾防火規(guī)章第4項(xiàng)的第一部分(香煙測(cè)試)2#。
實(shí)施例2
選取聚丙烯70份、分散劑(合成聚乙烯蠟)3份、無(wú)鹵阻燃劑30份、抗氧劑(抗氧劑168)0.5份，芳綸漿粕3份，其中無(wú)鹵阻燃劑包括質(zhì)量比為1：0.5的氫氧化鋁和磷氮協(xié)效阻燃劑。金屬氫氧化物阻燃劑為納米顆粒，粒徑為50～200nm。所述芳綸漿粕為聚間苯二甲酰間苯二胺漿粕，長(zhǎng)度為0.8～1.2mm，芳綸漿粕過(guò)篩后得到比表面積為12～15m2/g的芳綸漿粕用于本實(shí)施例中。
制備過(guò)程同實(shí)施例1。
本實(shí)例對(duì)所得母粒經(jīng)測(cè)試鹵素含量為0，所得母粒過(guò)濾性能小于0.6mpa/g.使用該母粒生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到英國(guó)家具家飾防火規(guī)章第4項(xiàng)的第一部分(香煙測(cè)試)2#。
實(shí)施例3
選取聚丙烯90份、分散劑(聚丙烯蠟)5份、無(wú)鹵阻燃劑20份、抗氧劑(抗氧劑264)3份，芳綸漿粕9份，其中無(wú)鹵阻燃劑包括質(zhì)量比為1：0.8的氫氧化鋁和磷氮協(xié)效阻燃劑。金屬氫氧化物阻燃劑為納米顆粒，粒徑為50～200nm。所述芳綸漿粕為聚間苯二甲酰間苯二胺漿粕，長(zhǎng)度為0.8～1.2mm，芳綸漿粕過(guò)篩后得到比表面積為12～15m2/g的芳綸漿粕用于本實(shí)施例中。
制備過(guò)程同實(shí)施例1。
本實(shí)例對(duì)所得母粒經(jīng)測(cè)試鹵素含量為0，所得母粒過(guò)濾性能小于0.7mpa/g.使用該母粒生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到英國(guó)家具家飾防火規(guī)章第4項(xiàng)的第一部分(香煙測(cè)試)2#。
實(shí)施例4
選取聚丙烯60份、分散劑(裂解聚乙烯蠟)1份、無(wú)鹵阻燃劑5份、抗氧劑(抗氧劑1076)2.2份，芳綸漿粕7份，其中無(wú)鹵阻燃劑包括質(zhì)量比為1:0.6的氫氧化鎂和磷氮協(xié)效阻燃劑。金屬氫氧化物阻燃劑為納米顆粒，粒徑為50～200nm。所述芳綸漿粕為聚間苯二甲酰間苯二胺漿粕，長(zhǎng)度為0.8～1.2mm，芳綸漿粕過(guò)篩后得到比表面積為12～15m2/g的芳綸漿粕用于本實(shí)施例中。
制備過(guò)程同實(shí)施例1。
本實(shí)例對(duì)所得母粒經(jīng)測(cè)試鹵素含量為0，所得母粒過(guò)濾性能小于0.6mpa/g.使用該母粒生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到英國(guó)家具家飾防火規(guī)章第4項(xiàng)的第一部分(香煙測(cè)試)2#。
實(shí)施例5
選取聚丙烯80份、分散劑(聚丙烯蠟)4份、無(wú)鹵阻燃劑15份、抗氧劑(抗氧劑2246)1.8份，芳綸漿粕6份，其中無(wú)鹵阻燃劑包括質(zhì)量比為1:0.7的氫氧化鎂和磷氮協(xié)效阻燃劑。金屬氫氧化物阻燃劑為納米顆粒，粒徑為50～200nm。所述芳綸漿粕為聚間苯二甲酰間苯二胺漿粕，長(zhǎng)度為0.8～1.2mm，芳綸漿粕過(guò)篩后得到比表面積為12～15m2/g的芳綸漿粕用于本實(shí)施例中。
制備過(guò)程同實(shí)施例1。
本實(shí)例對(duì)所得母粒經(jīng)測(cè)試鹵素含量為0，所得母粒過(guò)濾性能小于0.6mpa/g。使用該母粒生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到英國(guó)家具家飾防火規(guī)章第4項(xiàng)的第一部分(香煙測(cè)試)2#。