无卤阻燃铝塑板用芯层材料及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种无卤阻燃铝塑板用芯层材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份：树脂10%~70%；无机阻燃剂20%-80%；协效阻燃剂0.1~5%；助剂；0.05%~10%。本发明的优点是采用氮气或二氧化碳的超临界液体作为发泡剂，环境友好，对环境产生任何不良的影响。同时，超临界氮气或二氧化碳在熔体中的溶解性比化学发泡剂更好，可以均匀的分散在填充后的熔体中，能够形成分散均匀的泡体，而且泡体的尺寸比化学发泡剂的泡孔小，保证了发泡后的铝塑板具有更好的强度和更好的隔热性能。
【专利说明】无卤阻燃铝塑板用芯层材料及其制造方法【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种无卤阻燃铝塑板用芯层材料及其制造方法。
【背景技术】
[0002]由于建筑的火灾而造成的人员伤亡和财产损失在近几年有大幅攀升，国家也加大了建筑用材料的阻燃和防火要求。对于外墙的装饰材料必须达到一定的防火的等级。铝塑板由于具有质轻、耐腐蚀、隔热等优点，作为一种建筑装饰材料得到了迅速的发展。为了阻燃的要求，低烟、无卤的阻燃铝塑板也开发出来，例如专利CN02113998.9披露了由无机阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝填充聚烯烃制造低烟、无齒阻燃的聚烯烃铝塑板专用新材料。这类材料是目前市场上阻燃铝塑板的主要产品。对于无卤阻燃铝塑板芯材来讲，要达到高的阻燃性，必须加大无机阻燃剂的填充量。高的填充量会造成加填充料挤出加工时的流动性，影响到挤出效率、增加能耗和损害铝塑板的质量，同时高的填充量会造成较高的密度，增加了铝塑板重量，会影响到铝塑板的使用。
[0003]为降低铝塑板的质量，专利CN1014757披露了发泡铝塑板阻燃芯材，是采用化学发泡剂，在挤出过程中通过发泡剂的分解，产生气体进行发泡。该方法虽然可以制造发泡的芯材，但发泡的泡体较大且不均匀，影响发泡后芯材的强度。同时由于发泡剂温度控制较为严格，不能在较高的温度下发泡，否则会造成发泡的失败，因此挤出温度将需要严格控制，这就会造成挤出的效率降低，影响挤出板材的速率。
[0004]因此，开发一种可行的发泡体系，降低发泡泡体的尺寸，减少由于发泡造成的材料机械性能的降低，同时，发泡可以不受温度的控制，可以在较宽的加工温度范围内进行发泡，提高生产效率，显得具有非常大的必要性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯层材料。
[0006]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现。
[0007]无卤阻燃铝塑板用芯层材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份:树脂10%~70% ；;无机阻燃剂20%-80% ;协效阻燃剂0.1~5% ;助剂；()? 05%~10%。
[0008]树脂的含量在10~70%，优选为20~70%，更优选为30~60%。本发明所采用的树脂主要指聚烯烃，包括但不限于低密聚乙烯(LDPE)、线性低密聚乙烯(LLDPE)、高密聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(P0E)、乙丙橡胶(EPDM)、丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、氢化丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、乙烯-马来酸酐共聚物等的一种或一种以上的混合物。
[0009]无机阻燃剂的含量为:20_80%，优选为:30~80%，更优选为:40~70%。本发明所提及的无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝，可以是其中的一种或两种的混合物。
[0010]协效阻燃剂包括但不限于硼酸锌、三氧化二锑、锑酸钠、氧化锌等。这些阻燃剂和协效剂采用众所周知的方法进行处理，例如采用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂等进行表面处理，以利于无机阻燃剂粉末在树脂中的良好分散。
[0011]加工助剂的含量在0.05~10%，优选在0.1~5%，更优选为0.2~2%。为保证微孔发泡无卤阻燃铝塑板芯材的具有良好的挤出加工性能，在物料里边可以添加一定量的加工助剂。这些加工助剂可以是聚乙烯蜡、硬脂酸及其盐、乙撑双硬脂酰胺(EBS)、氟高分子聚合物(PPA)、硅酮、芥酸酰胺、油酸酰胺等。
[0012]为了保证无机阻燃剂与聚合物间的良好界面结合，也可以在体系中添加一些界面改性剂。这些界面改性剂主要是一些已知的聚烯烃的马来酸酐(MA)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝聚合物或共聚物。通过聚合物上的极性基团提高与无机粉末的作用，以提高两者界面粘结，从而增强微孔发泡阻燃芯材的强度。
[0013]本发明的目的之二是为了克服现有技术中的不足，提供一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯层材料的制造方法。
[0014]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现。
[0015]无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，将超临界气体作为发泡剂注入前述的芯层材料各原料的混合物中；制成发泡芯层材料。
[0016]优选地是，采用挤出机制造所述芯层材料；在双螺杆挤出机内，将所述超临界气体注入所述混合物。
[0017]优选地是，所述超临界气体的注入压力为将所使用气体转化为超临界气体所需压力的1.1-1.5倍。
[0018]优选地是，所述的原料自挤出机一端加入挤出机内，自挤出机另一端挤出芯层材料；所述超临界气体注入位置距离挤出机中点与挤出芯层材料的另一端之间。
[0019]优选地是，在超临界气体注入位置之后，将注入超临界气体的所述芯层材料各原料搅拌混合。
[0020]优选地是，采用齿轮元件混合所述注入超临界气体的芯层材料各原料。
[0021]优选地是，所述齿轮元件包括两个以上齿轮，两个以上的齿轮相互啮合，所述芯层材料自相互啮合的齿轮之间沿齿轮轴向前进。
[0022]优选地是，所述的挤出机为双螺杆挤出机。
[0023]本发明的优点是采用氮气或二氧化碳的超临界液体作为发泡剂，环境友好，不会对环境产生任何不良的影响。同时，超临界氮气或二氧化碳在熔体中的溶解性比化学发泡剂更好，可以均匀的分散在填充后的熔体中，能够形成分散均匀的泡体，而且泡体的尺寸比化学发泡剂的泡孔小，保证了发泡后的铝塑板具有更好的强度和更好的隔热性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明中的无卤阻燃铝塑板制造装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本发明进行详细的描述:
[0026]实施例1
[0027]如图1所示，将39份低密度聚乙烯(LDPE)、60份经表面处理活化的氢氧化镁(Mg(oh)2)、i份乙撑双硬脂酰胺(EBS)在高混机中混合均匀得到挤出的物料。混合后的物料经料斗6喂入到螺杆挤出机5中，螺杆挤出机机筒温度设定在200度，进行物料的熔融。储存在液体储罐I内的液态二氧化碳经压力控制阀2使二氧化碳的压力控制在二氧化碳处于临界状态的所需压力8.5MPa，由正向计量泵3将处于临界状态的气体输送导压力控制阀4，进一步将超临界二氧化碳的压力提高到10.5Mpa后，向螺杆挤出机5输送定量的处于临界状态的二氧化碳并经气体经控制阀进入螺杆挤出机5中，使二氧化碳和熔体混合物混合，进一步经螺杆的剪切，是二氧化碳以小的气泡均匀分散到熔体混物中。溶解有二氧化碳的混合熔体经螺杆的输送到静态混合器7进一步促进二氧化碳在熔体中的溶解和分散。溶解有二氧化碳气泡熔体混合物进入挤出模头8，产生较大的压力降，促进处于临界状态的二氧化碳气化，产生微泡，从而得到微孔发泡的无卤阻燃铝塑板芯材。挤出的微孔发泡的芯材与胶粘薄膜10和铝板11经复合压辊13的复合，在牵引压辊的牵引下得到微孔发泡的阻燃铝塑板14。
[0028]对比实施例1
[0029]将39份低密度聚乙烯(LDPE)、60份经表面处理活化的氢氧化镁(Mg (0H)2)、1份乙撑双硬脂酰胺(EBS)在高混机中混合均匀得到组份A。将5份化学发泡剂偶氮二甲酰胺母粒B与95份的组份A混合均匀，在挤出发泡的专用挤出机挤出发泡，得到化学发泡发得到的发泡阻燃LDPE板材。
[0030]实施例2
[0031]如图1所示，将 30份线低密度聚乙烯(LDPE)、9份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、50份经表面处理活化的氢氧化镁(Mg (0H)2)、10份经表面处理氢氧化铝(Al (OH)3), 1份氟高分子聚合物(PPA)在高混机中混合均匀得到挤出的物料。混合后的物料经料斗6喂入到螺杆挤出机5中，螺杆挤出机机筒温度设定在190度，进行物料的熔融。储存在储料罐I液态氮气经压力控制阀2使氮气的压力控制在氮气处于临界状态的所需压力24.5MPa，由正向计量泵3将处于临界状态的氮气输送导压力控制阀4，进一步将超临界氮气的压力提高到32.5Mpa后，向螺杆挤出机5输送定量的处于临界状态的氮气并经气体注入控制阀进入螺杆挤出机5中，使氮气和熔体混合物混合，进一步经螺杆的剪切，使氮气以小的气泡均匀分散到熔体混物中。溶解有氮气的混合熔体经螺杆的输送到静态混合器7进一步促进氮气在熔体中的溶解和分散。溶解有氮气气泡熔体混合物进入挤出模头8，产生较大的压力降，促进处于临界状态的氮气气化，产生微泡，从而得到微孔发泡的无卤阻燃铝塑板芯材。挤出的微孔发泡的芯材与胶粘薄膜10和铝板11经复合压辊13的复合，在牵引压辊的牵引下得到微孔发泡的阻燃铝塑板14。
[0032]实施例3
[0033]如图1所示，将30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，5份低密聚乙烯(LDPE)，64份经表面处理活化的氢氧化铝(Al (OH)3), 1份硅酮在高混机中混合均匀得到挤出的物料。混合后的物料经料斗6喂入到螺杆挤出机5中，螺杆挤出机机筒温度设定在180度，进行物料的熔融。储存在储料罐I液态氮气经压力控制阀2使氮气的压力控制在氮气处于临界状态的所需压力24.5MPa，由正向计量泵3将处于临界状态的气体输送导压力控制阀4，进一步将超临界氮气的压力提高到35Mpa后，向螺杆挤出机5输送定量的处于临界状态的氮气并经气体注入控制阀进入螺杆挤出机5中，使氮气和熔体混合物混合，进一步经螺杆的剪切，使氮气以小的气泡均匀分散到熔体混物中。溶解有氮气的混合熔体经螺杆的输送到静态混合器7进一步促进氮气在熔体中的溶解和分散。溶解有氮气气泡熔体混合物进入挤出模头8，产生较大的压力降，促进处于临界状态的氮气气化，产生微泡，从而得到微孔发泡的无卤阻燃铝塑板芯材。挤出的微孔发泡的芯材与胶粘薄膜10和铝板11经复合压辊13的复合，在牵引压辊的牵引下得到微孔发泡的阻燃铝塑板14。
[0034]实施例4
[0035]如图1所示，将30份高密度聚乙烯(HDPE)，5份氢化丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)，64份经表面处理活化的氢氧化镁(Mg (OH)2), 1份硬脂酸钙在高混机中混合均匀得到挤出的物料。混合后的物料经料斗6喂入到螺杆挤出机5中，螺杆挤出机机筒温度设定在210度，进行物料的熔融。储存在储料罐I液态二氧化碳经压力控制阀2使氮气的压力控制在二氧化碳处于临界状态的所需压力8.5MPa，由正向计量泵3将处于临界状态的气体输送导压力控制阀4，进一步将超临界二氧化碳的压力提高到12Mpa后，向螺杆挤出机5输送定量的处于临界状态的二氧化碳并经气体注入控制阀进入螺杆挤出机5中，使二氧化碳和熔体混合物混合，进一步经螺杆的剪切，使二氧化碳以小的气泡均匀分散到熔体混物中。溶解有二氧化碳的混合熔体经螺杆的输送到静态混合器7进一步促进二氧化碳在熔体中的溶解和分散。溶解有二氧化碳气泡熔体混合物进入挤出模头8，产生较大的压力降，促进处于临界状态的二氧化碳气化，产生微泡，从而得到微孔发泡的无卤阻燃铝塑板芯材。挤出的微孔发泡的芯材与胶粘薄膜10和铝板11经复合压辊13的复合，在牵引压辊的牵引下得到微孔发泡的阻燃铝塑板14。
[0036]下表为实施例 制造的发泡低烟、无卤防火铝塑板专用芯材及铝塑板防火等级的基本性能
[0037]
【权利要求】
1.无卤阻燃铝塑板用芯层材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份:树脂10%~70% ；;无机阻燃剂20%-80% ;协效阻燃剂0.1~5% ;助剂；()? 05%~10%。
2.无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，将超临界气体作为发泡剂注入权利要求1所述的芯层材料各原料的混合物中；制成发泡芯层材料。
3.根据权利要求2所述的无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，采用挤出机制造所述芯层材料；在双螺杆挤出机内，将所述超临界气体注入所述混合物。
4.根据权利要求3所述的无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，所述超临界气体的注入压力为将所使用气体转化为超临界气体所需压力的1.1-1.5倍。
5.根据权利要求2所述的无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，所述的原料自挤出机一端加入挤出机内，自挤出机另一端挤出芯层材料；所述超临界气体注入位置距离挤出机中点与挤出芯层材料的另一端之间。
6.根据权利要求2所述的无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，在超临界气体注入位置之后，将注入超临界气体的所述芯层材料各原料搅拌混合。
7.根据权利要求6所述的无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，采用齿轮元件混合所述注入超临界气体的芯层材料各原料。
8.根据权利要求7所述的无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，所述齿轮元件包括两个以上齿轮，两个以上的齿轮相互啮合，所述芯层材料自相互啮合的齿轮之间沿齿轮轴向前进。
9.根据权利要求2所述的 无卤阻燃铝塑板用芯层材料的制造方法，其特征在于，所述的挤出机为双螺杆挤出机。
【文档编号】C08K3/24GK103540150SQ201210238288
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月10日 优先权日:2012年7月10日
【发明者】李永, 陈梅 申请人:上海科悦高分子材料有限公司