专利名称：一种低烟无卤环保阻燃型片状模塑料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种片状模塑料，更确切地说，是一种低烟无卤环保阻燃型片状模塑料及其制备方法。
背景技术：
片状模塑料(Sheet Molding Compoud, SMC),是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发齐 、交联剂、填料、脱模剂、着色剂等混合成树脂糊浸溃玻璃纤维粗纱或者玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的模压料。SMC作为一种迅速发展起来的模压料具有机械化程度高、生产效率高、产品质量稳定、原材料利用率高、生产成本低、制品表面光洁等优点，然而片状模塑料配方中存在大量可燃有机物(不饱和聚酯树脂等)，易燃烧并产生浓烟和毒气，这在一定程度上限制了其应用领域的扩大。因此，片状模塑料的阻燃问题是复合材料的研究热点。 传统的对片状模塑料阻燃的研究往往停留在添加卤系阻燃剂或者大量添加无机阻燃剂(例如碱金属氢氧化物、碱金属氧化物等)等方法上。但卤素阻燃剂在其应用中会出现高发烟性和强腐蚀性，从而会导致“二次危害”。尤其近年来人们对防火安全性更加关注，为防止在火灾时有毒有害气体的产生，卤系阻燃剂已不适合应用到片状模塑料中；虽然添加无机阻燃剂可以提高片状模塑料的阻燃性能和降低有毒气体的排出，但是大量添加无机阻燃剂会导致片状模塑料的综合力学性能和表面质量大幅下降。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种低烟无卤环保阻燃型片状模塑料及其制备方法。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种低烟无卤环保阻燃型片状模塑料，由以下按重量份数配比的原料制成不饱和聚酯树脂混合物60 80份、热塑性高分子聚合物浆液20 60份，引发剂I 3份，增稠剂2 4份，阻聚剂O. 02 O. 5份，脱模剂5 15份，填料40 100份，氢氧化铝粉末60 120份，有机硅协效剂I 10份、消烟剂I 8份、线性酚醛树脂5 25份，增强纤维60 150份，其中，所述的不饱和聚酯树脂混合物包含不饱和聚酯树脂按重量份数占70 75份、苯乙烯溶液按重量份数占25 30份；所述的热塑性高分子聚合物浆液为热塑性高分子聚合物(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯类弹性体等)与单体苯乙烯按重量份数40 60的配比溶解制得；所述的引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基过氧化碳酸异丙酯或者过氧化二异丙苯三种物质中的一种或几种的混合物；所述的增稠剂为氧化镁或氢氧化镁或氢氧化钙三种物质中的一种或几种的混合物；
所述的阻聚剂为对苯二酚或2 —叔丁基对苯二酚或对苯醌三种物质中的一种或几种的混合物；所述的脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙或硬脂酸镁三种物质中的一种或几种的混合物；所述的填料为硅微粉或碳酸钙或氢氧化铝或硫酸钡四种物质中的一种或几种的混合物；所述的有机硅协效剂为硅酮类阻燃协效剂；所述的消烟剂为钥系消烟剂；所述的增强纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维和炭纤维的三种物质中的一种或几种的混合物。作为本发明的较佳的实施例，所述的增稠剂中的氧化镁或氢氧化镁或氢氧化钙的 粒径为2500目以上，所述的硬脂酸锌或硬脂酸钙或硬脂酸镁的粒径为1000目以上，所述的填料的粒径为800 1250目并经偶联剂表面处理，所述的氢氧化铝粒径为5000目以上并经偶联剂处理，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂，所述的消烟剂为三氧化钥或钥酸锌基复合物或者八钥酸铵，所述的线性酚醛树脂为苯酚型线性酚醛树脂或对叔丁基酚醛树脂或辛基酚醛树脂。本发明还公开了一种制备低烟无卤环保阻燃型片状模塑料的方法，按重量份数，包含以下步骤I)、将所述的不饱和聚酯树脂混合物和所述的线性酚醛树脂进行研磨，直至所述的线性酚醛树均匀地分散在所述的不饱和聚酯树脂混合物中2)、将I)中得到的混合物和所述的消烟剂、有机硅协效剂、引发剂、阻聚剂与内脱模剂一起加入到配料釜中进行搅拌至均匀；3)、再将所述的填料和氢氧化铝粉末加入到步骤I)中的配料釜中进行搅拌至均匀，最后加入增稠剂混合均匀；4)将3)中得到的树脂糊涂布于聚乙烯薄膜上，将所述的增强纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到所述的低烟无卤环保阻燃型片状模塑料。本发明的低烟无卤环保阻燃型片状模塑料利用氢氧化铝、有机硅协效剂与消烟剂以及线性酚醛树脂进行组合，形成一种新型的环保阻燃体系用以制备低烟无卤阻燃的片状模塑料。相比于传统的阻燃剂，这种组合型阻燃剂的优势在于提高复合材料的阻燃性能、降低燃烧烟密度，同时也保持了材料优良力学性能，解决了现有阻燃片状模塑料燃烧烟密度大和综合力学性能较低的缺点。本发明的创新点在于①有机硅阻燃协效剂与氢氧化铝并用时，在燃烧过程中，氢氧化铝受热分解降低燃烧表面温度，有机硅阻燃协效剂可形成硅炭保护层，这种保护层与常规炭层相比结构更致密稳定，能起到隔热隔氧阻断燃烧的作用，同时还具有良好的抑烟性能；②线性酚醛树脂具有高成炭性，在燃烧过程中进一步保证炭层结构致密稳定，有利于阻燃性能的提高；③消烟剂钥酸盐主要在凝聚相发挥作用，通过金属偶合形成交联聚合物链吸附芳香族化合物降低烟尘来源减少生烟量；④使用多种纤维复配增强片状模塑料，能有效的提高片状模塑料的综合力学性能。
具体实施例方式下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例一本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂60份，聚苯乙烯浆液40份，引发剂I. 5份，增稠剂3份、阻聚剂O. 03份、脱模剂8份、填料60份、氢氧化铝80份、有机硅协效剂5份、消烟剂3份、线性酚醛树脂15份、玻璃纤维50份、玄武岩纤维10份，先将不饱和聚酯树脂与线性酚醛树脂于三辊研 磨机研磨，将线性酚醛树脂均一的分散在树脂中；再将研磨好的树脂、消烟剂、有机硅协效剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以400转/分钟搅拌5分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝加入到配料釜中以800转/分钟强力搅拌15分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与玄武岩纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到低烟无卤阻燃片状模塑料。实施例二 本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂60份，聚苯乙烯浆液40份，引发剂I. 5份，增稠剂3份、阻聚剂O. 04份、脱模剂9份、填料60份、氢氧化铝100份、有机硅协效剂5份、消烟剂4份、线性酚醛树脂20份、玻璃纤维50份、玄武岩纤维10份，先将不饱和聚酯树脂与线性酚醛树脂于三辊研磨机研磨，将线性酚醛树脂均一的分散在树脂中；再将研磨好的树脂、消烟剂、有机硅协效剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以400转/分钟搅拌5分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝加入到配料釜中以800转/分钟强力搅拌15分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与玄武岩纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到低烟无卤阻燃片状模塑料。实施例三本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂60份，聚苯乙烯浆液40份，引发剂I. 5份，增稠剂3份、阻聚剂O. 06份、脱模剂9份、填料60份、氢氧化铝100份、有机硅协效剂8份、消烟剂5份、线性酚醛树脂20份、玻璃纤维60份、玄武岩纤维20份，先将不饱和聚酯树脂与线性酚醛树脂于三辊研磨机研磨，将线性酚醛树脂均一的分散在树脂中；再将研磨好的树脂、消烟剂、有机硅协效剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以400转/分钟搅拌5分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝加入到配料釜中以800转/分钟强力搅拌15分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与玄武岩纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到低烟无卤阻燃片状模塑料。实施例四本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂70份，聚苯乙烯浆液30份，引发剂2份，增稠剂3份、阻聚剂O. 07份、脱模剂9份、填料60份、氢氧化铝90份、有机硅协效剂6份、消烟剂6份、线性酚醛树脂20份、玻璃纤维60份、玄武岩纤维20份，先将不饱和聚酯树脂与线性酚醛树脂于三辊研磨机研磨，将线性酚醛树脂均一的分散在树脂中；再将研磨好的树脂、消烟剂、有机硅协效剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以400转/分钟搅拌5分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝加入到配料釜中以800转/分钟强力搅拌15分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与玄武岩纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到低烟无卤阻燃片状模塑料。
实施例五本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂70份，聚苯乙烯浆液30份，引发剂2份，增稠剂3份、阻聚剂O. 07份、脱模剂10份、填料70份、氢氧化铝110份、有机硅协效剂7份、消烟剂6份、线性酚醛树脂20份、玻璃纤维70份、玄武岩纤维30份，先将不饱和聚酯树脂与线性酚醛树脂于三辊研磨机研磨，将线性酚醛树脂均一的分散在树脂中；再将研磨好的树脂、消烟剂、有机硅协效剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一起加入到配料釜中以400转/分钟搅拌5分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝加入到配料釜中以800转/分钟强力搅拌15分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与玄武岩纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到低烟无卤阻燃片状模塑料。实施例六本发明的片状模塑料，其组份按质量份数，选取不饱和聚酯树脂80份，聚苯乙烯浆液20份，引发剂3份，增稠剂4份、阻聚剂O. 08份、脱模剂10份、填料70份、氢氧化铝110份、有机硅协效剂8份、消烟剂7份、线性酚醛树脂20份、玻璃纤维90份、玄武岩纤维30份，先将不饱和聚酯树脂与线性酚醛树脂于三辊研磨机研磨，将线性酚醛树脂均一的分散在树脂中；再将研磨好的树脂、消烟剂、有机硅协效剂、引发剂、阻聚剂与脱模剂一 起加入到配料釜中以400转/分钟搅拌5分钟；将填料碳酸钙和氢氧化铝加入到配料釜中 以800转/分钟强力搅拌15分钟；最后加入增稠剂搅拌均匀；将配好的树脂糊均匀涂布于聚乙烯薄膜上，将切割好的玻璃纤维与玄武岩纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到低烟无卤阻燃片状模塑料。分别对上述的各实施例的片状模塑料制品按GB标准进行检测，结果见表I (其中，表I中的最后一列中列举了现有的片状模塑料的物理特性，作为对比)表I
实施例~实施例~实施例~实施例~实施例~实施例 测试项目_对比例
I23456
氧指数(％) 40434546474829
弯曲强度(MPa) 140136155160173190110
冲击强度
727075738511065
(KJ · m、)
il'f Tl:燃烧T级 ULV-OULV-OULV-OULV-OULV-OULV-OULV-I
烟密度等级 51383028272585以上仅仅以一个实施方式来说明本发明的设计思路，在系统允许的情况下，本发明可以扩展为同时外接更多的功能模块，从而最大限度扩展其功能。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的 保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
权利要求
1.一种低烟无卤环保阻燃型片状模塑料，其原料按重量份数包含不饱和聚酯树脂混合物60 80份、热塑性高分子聚合物浆液20 60份，引发剂I 3份，增稠剂2 4份，阻聚剂O. 02 O. 5份，脱模剂5 15份，填料40 100份，氢氧化铝粉末60 120份，有机硅协效剂I 10份、消烟剂I 8份、线性酚醛树脂5 25份，增强纤维60 150份，其中所述的不饱和聚酯树脂混合物包含不饱和聚酯树脂按重量份数占70 75份、苯乙烯溶液按重量份数占25 30份；所述的热塑性高分子聚合物浆液为热塑性高分子聚合物与单体苯乙烯按重量份数的一定配比溶解制得；所述的引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基过氧化碳酸异丙酯或者过氧化二异丙苯三种物质中的一种或几种的混合物；所述的增稠剂为氧化镁或氢氧化镁或氢氧化钙三种物质中的一种或几种的混合物；所述的阻聚剂为对苯二酚或2 —叔丁基对苯二酚或对苯醌三种物质中的一种或几种的混合物；所述的脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙或硬脂酸镁三种物质中的一种或几种的混合物；所述的填料为硅微粉或碳酸钙或氢氧化铝或硫酸钡四种物质中的一种或几种的混合物；所述的有机硅协效剂为硅酮类阻燃协效剂；所述的消烟剂为钥系消烟剂；所述的增强纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维和炭纤维的三种物质中的一种或几种的混合物。·
2.根据权利要求I所述的低烟无卤环保阻燃型片状模塑料，其特征在于，所述的增稠剂中的氧化镁或氢氧化镁或氢氧化钙的粒径为2500目以上，所述的硬脂酸锌或硬脂酸钙或硬脂酸镁的粒径为1000目以上，所述的填料的粒径为800 1250目并经偶联剂表面处理，所述的氢氧化铝粒径为5000目以上并经偶联剂处理，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂，所述的消烟剂为三氧化钥或钥酸锌基复合物或者八钥酸铵，所述的线性酚醛树脂为苯酚型线性酚醛树脂或对叔丁基酚醛树脂或辛基酚醛树脂。
3.一种制备权利要求I中所述的低烟无卤环保阻燃型片状模塑料的方法，包含以下步骤I)将所述的不饱和聚酯树脂混合物和所述的线性酚醛树脂进行研磨，直至所述的线性酚醛树均匀地分散在所述的不饱和聚酯树脂混合物中；2)将I)中得到的混合物和所述的消烟剂、有机硅协效剂、引发剂、阻聚剂与内脱模剂一起加入到配料釜中进行搅拌至均匀；3)再将所述的填料和氢氧化铝粉末加入到步骤I)中的配料釜中进行搅拌至均匀，最后加入增稠剂混合均匀；4)将3)中得到的树脂糊涂布于聚乙烯薄膜上，将所述的增强纤维均匀沉降在树脂糊上，经辊压收卷后得到所述的低烟无卤环保阻燃型片状模塑料。
全文摘要
本发明公开了一种低烟无卤环保阻燃型片状模塑料，按重量份数，包含不饱和聚酯树脂混合物60～80份、热塑性高分子聚合物浆液20～60份，引发剂1～3份，增稠剂2～4份，阻聚剂0.02～0.5份，脱模剂5～15份，填料90～140份，氢氧化铝粉末80～150份，有机硅协效剂1～10份、消烟剂1～8份、线性酚醛树脂5～25份，增强纤维80～200份。本发明相比于传统的阻燃剂，提高复合材料的阻燃性能、降低燃烧烟密度，同时也保持了材料优良的力学性能，解决了现有阻燃片状模塑料燃烧烟密度大和综合力学性能较低的缺点。
文档编号C08K7/06GK102942761SQ201210409989
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者刘春林, 成文俊, 吴盾, 陶国良, 何越江 申请人:常州大学