一种埃洛石纳米管作为聚合物阻燃抗滴落剂的用途及含有埃洛石纳米管的聚合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种埃洛石纳米管作为聚合物阻燃抗滴落剂的用途及含有埃洛石纳米管的聚合物，所述埃洛石纳米管有多个片层卷曲而成，管外径为15～45纳米，管内径为2～15纳米，长度为10～30微米。将其加入到阻燃材料中作为抗滴落剂，可以替代传统的聚四氟乙烯型抗滴落剂，在相同添加量的条件下其效果优于聚四氟乙烯型抗滴落剂。
【专利说明】一种埃洛石纳米管作为聚合物阻燃抗滴落剂的用途及含有埃洛石纳米管的聚合物
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及高分子材料阻燃改性领域，尤其涉及一种埃洛石纳米管作为聚合物阻燃抗滴落剂的用途及含有埃洛石纳米管的聚合物。
[0003]
【背景技术】
[0004]随着现代科技的发展，人们对聚合物的阻燃要求也越来越严格。很多时候都要求常用塑料如:聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚酯等材料可以达到良好的阻燃效果，即UL-94之VO级别或者更高的5V级别。[0005]就目前的聚合物阻燃来说，主要有含卤阻燃、无卤阻燃两大类。在实际研究及应用中，不管是含卤阻燃还是无卤阻燃为了减少主阻燃剂的用量还要达到理想的阻燃效果，往往在聚合物中加入抗滴落剂与主阻燃剂复配使用，这样可以起到较好的效果。目前市面上抗滴落剂几乎全为聚四氟乙烯型抗滴落剂。
[0006]目前埃洛石纳米管主要是用于填充增强聚合物，且含量一般为基体材料的5wt9T50wt%。例如:中国专利CN 1746216 A，将埃洛石纳米管作为填充增强剂使用，且用量与聚合物按40~99:0.5~60重量比混合。中国专利CN 101343386 A，将埃洛石纳米管作为橡胶的填充增强剂使用，且用量与橡胶按100:5^100重量比混合，以上数据看出，埃洛石的用量也是很大的。中国专利CN 102219994 A，将埃洛石纳米管作为导热填料使用，且用量为5~40%，用量也是相当的大。
[0007]然本发明将埃洛石纳米管作为抗滴落剂使用，一般为基体树脂的0.5wt°n.5wt%,且其效果与传统的抗滴落剂(聚四氟乙烯)相比，在相同用量的条件下，其效果比传统的聚四氟乙烯型抗滴落剂效果好。
[0008]
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种埃洛石纳米管作为聚合物阻燃抗滴落剂的用途及含有埃洛石纳米管的聚合物，本发明首次提出埃洛石纳米管作为聚合物阻燃抗滴落剂使用，可替代传统的抗滴落剂，抗滴落效果显著。
[0010]本发明的技术方案如下:
一种埃洛石纳米管作为聚合物阻燃抗滴落剂的用途。
[0011]所述埃洛石纳米管是由片层卷曲而成，纳米管的外径为15~45纳米、内径为2~15纳米、长度为10-30微米。
[0012]所述聚合物包括基体树脂料与埃洛石纳米管，所述埃洛石纳米管的用量为基体材料质量的0.5~1.5%。
[0013]所述基体树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树月旨、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯。
[0014]所述聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺46、聚酰胺1010、聚酰胺612、聚酰胺12、聚酰胺8、聚酰胺9中的至少一种。
[0015]所述聚合物还包括阻燃剂、抗氧剂、润滑剂与光稳剂，所述阻燃剂占基体树脂质量的10-30%，抗氧剂占基体树脂质量的0.2~0.5%，润滑剂占基体树脂质量的0.1~0.3%，光稳剂占基体树脂质量的0.1 ~0.3%。
[0016]所述阻燃剂选用十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚Α、氯化聚乙烯、三氧化二锑、无卤氮磷阻燃剂的一种或两种；所述抗氧剂选用四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、N, N’ -双-(3-(3, 5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸基)己二胺(抗氧剂1098)、β -(3, 5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)中的两种进行复配；所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS);所述光稳剂为50%受阻胺光稳定剂2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇硬脂酸酯低聚丙烯混合物(UV-3853PP5)和2- (2-羟基-5-叔幸基苯基)苯并三唑(UV-5411)进行1:1复配。
[0017]本发明的有益效果:
1、本发明将埃洛石纳米管作为抗滴落剂，与传统的抗滴落剂聚四氟乙烯型抗滴落剂相t匕，抗滴落效果显著提高。根据UL-94标准测试其阻燃性，埃洛石纳米管作为抗滴落剂时聚合物的5根样条的tl+t2总和为12秒，而聚四氟乙烯型抗滴落剂时聚合物的5根样条的tl+t2总和为21_41秒。
[0018]2、传统的埃洛石纳米管主要是用于填充增强聚合物，且含量一般为基体材料的5wt%-50wt% ;而本发明将其作为抗滴落剂使用，其用量为基体树脂的0.5wt%-l.5wt%，大大减少了其用量。
[0019]3、扩宽了埃洛石纳米管的使用范围，打破了市场抗滴落剂的单一性。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]下面结合一些实施例与对比例对本发明作进一步说明。
[0022]实施例以及对比例中用到的材料有:
聚丙烯型号:pp BX3900韩国SK ;
聚碳酸酯型号:PC 7022IR日本三菱；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂型号:ABS DG417天津大沽化工；
聚酰胺型号:PA6 M2500广州新会美达；
聚对苯二甲酸乙二醇酯型号:PET CB-608S远纺工业(上海)；
阻燃剂A型号:十溴二苯乙烷山东天一化学；
阻燃剂B型号:溴化环氧树脂山东天一化学；
阻燃剂C型号:四溴双酚A山东天一化学；
阻燃剂D型号:氯化聚乙烯2135潍坊亚星化学；阻燃剂E型号:三氧化二锑益阳恒昌锑白厂；
阻燃剂F型号:无卤氮磷阻燃剂WR03苏州安鸿泰；
抗滴落剂型号:PTFE PTF-5050上海仙邦化学；
抗氧剂A型号:Irganoxl010瑞士汽巴精化；
抗氧剂B型号:Irganoxl098瑞士汽巴精化；
抗氧剂C型号:Irganoxl076瑞士汽巴精化；
抗氧剂D型号:Irganoxl68瑞士汽巴精化；
润滑剂型号=EBS印尼朝阳化学有限公司；
光稳剂A型号:UV-3853PP5美国氰特；
光稳剂B型号:UV-5411美国氰特。
[0023]埃洛石纳米管温州新城沈飞铝合金有限公司；其埃洛石纳米管制备过程如下:
1、选择白度较高、纯度较大的块状埃洛石；
2、将挑选好的块状埃洛石放入转速为15000-25000转/分钟高速粉碎机中进行粉碎，高速粉碎机工作10秒钟、停止2份钟，整个粉碎过程循环5~10次；
3、将碎粉好的埃洛石过400目筛；
4、将通过400目筛的埃洛石利用钛酸酯偶联剂进行表面处理，待用。其中钛酸酯偶联剂选用南京优普化工有限公司的UP-201，即异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。其用
量为埃洛石重量的1%。
[0024]以下阻燃测试项目，执行UL-94标准。
[0025]本发明所列出的实施例只是本发明的典型实施例，然本发明的保护范围不局限于此。
[0026]实施例1
将重量份为100份的聚丙烯PP ΒΧ3900，21份的阻燃剂A (十溴二苯乙烷)，7份的阻燃剂E(三氧化二锑)，0.5份埃洛石纳米管，0.1份抗氧剂Α，0.1份抗氧剂D、0.1份润滑剂EBS、0.05份光稳剂A、0.05份光稳剂B加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为65°C、高速混合机的速度为100转/分钟。接着将混合好的材料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为180°C、205°C、205°C、200°C >200°C >200°C、195°C、195°C，螺杆转速为180转/分钟，螺杆长径比为40。其阻燃性能见表-1。
[0027]对比例I 将重量份为100份的聚丙烯PP BX3900，21份的阻燃剂A (十溴二苯乙烷)，7份的阻燃剂E (三氧化二锑)，0.1份抗氧剂A，0.1份抗氧剂D、0.1份润滑剂EBS、0.05份光稳剂A、
0.05份光稳剂B加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为65°C、高速混合机的速度为100转/分钟。接着将混合好的材料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为180°C、205°C、205°C、200 V、200 V、200 V、195°C、195°C，螺杆转速为180转/分钟，螺杆长径比为40。其阻燃性能见表-1。
[0028]实施例2
将重量份为100份的聚丙烯PP BX3900, 30份的阻燃剂F，1.0份埃洛石纳米管，0.25份抗氧剂A，0.25份抗氧剂D、0.3份润滑剂EBS、0.15份光稳剂A、0.15份光稳剂B加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为75°C、高速混合机的速度为120转/分钟。接着将混合好的材料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为 180°C、205 V、205 V、200 V、200 V、200°C、195°C、195°C，螺杆转速为220转/分钟，螺杆长径比为44。其阻燃性能见表-1。
[0029]对比例2
将重量份为100份的聚丙烯PP BX3900, 30份的阻燃剂F，0.25份抗氧剂A，0.25份抗氧剂D、0.3份润滑剂EBS、0.15份光稳剂A、0.15份光稳剂B加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为75°C、高速混合机的速度为120转/分钟。接着将混合好的材料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为 180。。、205 0C、205 0C、200 V、200 V、200 °C、195 °C、195 °C，螺杆转速为 220 转 / 分钟，螺杆长径比为44。其阻燃性能见表-1。
[0030]实施例3
将重量份为100份的聚丙烯PP BX3900, 28份的阻燃剂F，1.5份埃洛石纳米管，0.2份抗氧剂A，0.25份抗氧剂D、0.25份润滑剂EBS、0.1份光稳剂A、0.1份光稳剂B加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为70°C、高速混合机的速度为120转/分钟。接着将混合好的材料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为 180°C、205 V、205 V、200 V、200 V、200°C、195°C、195°C，螺杆转速为220转/分钟，螺杆长径比为44。其阻燃性能见表-1。
[0031]对比例3
将重量份为100份的聚丙烯PP BX3900, 28份的阻燃剂F，0.2份抗氧剂A，0.25份抗氧剂D、0.25份润滑剂EBS、0.1份光稳剂A、0.1份光稳剂B加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为70°C、高速混合机的速度为120转/分钟。接着将混合好的材料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为1800C > 205 V、205 V、200 V、200 V、200 °C、195 °C、195°C，螺杆转速为 220 转 / 分钟，螺杆长径比为44。其阻燃性能见表-1。
[0032]对比例4
将重量份为100份的聚丙烯PP BX3900, 28份的阻燃剂F，1.5份抗滴落剂PTF-5050，
0.2份抗氧剂A，0.25份抗氧剂D、0.25份润滑剂EBS、0.1份光稳剂A、0.1份光稳剂B加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为70°C、高速混合机的速度为120转/分钟。接着将混合好的材料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为 180°C、205 V、205 V、200 V、200°C、200°C、195°C、195°C，螺杆转速为220转/分钟，螺杆长径比为44。其阻燃性能见表-1。
[0033]表-1实施例f 3以及对比例f 4的阻燃性能
【权利要求】
1.一种埃洛石纳米管作为聚合物阻燃抗滴落剂的用途。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于:所述埃洛石纳米管是由片层卷曲而成，纳米管的外径为15~45纳米、内径为2~15纳米、长度为10-30微米。
3.一种含有如权利要求1或2所述埃洛石纳米管的聚合物，其特征在于:所述聚合物包括基体树脂与埃洛石纳米管，所述埃洛石纳米管的用量为基体材料质量的0.5^1.5%。
4.根据权利要求3所述的聚合物，其特征在于:所述基体树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯。
5.根据权利要求4所述剂的聚合物，其特征在于:所述聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺46、聚酰胺1010、聚酰胺612、聚酰胺12、聚酰胺8、聚酰胺9中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的聚合物，其特征在于:所述聚合物还包括阻燃剂、抗氧剂、润滑剂与光稳剂，所述阻燃剂占基体树脂质量的10-30%，抗氧剂占基体树脂质量的0.2^0.5%，润滑剂占基体树脂质量的0.1~0.3%，光稳剂占基体树脂质量的0.1~0.3%。
7.根据权利要求6所述的聚合物，其特征在于:所述阻燃剂选用十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚Α、氯化聚乙烯、三氧化二锑、无卤氮磷阻燃剂的一种或两种；所述抗氧剂选用四[β - (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N，N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、β - (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的两种进行复配；所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；所述光稳剂为50%受阻胺光稳定剂2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇硬脂酸酯低聚丙烯混合物和2- (2-羟基-5-叔幸基苯基)苯并三唑(UV-5411)进行1:1复配。
【文档编号】C08K7/00GK103937029SQ201410130807
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】杨桂生, 俞飞 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司