一种阻燃塑料的加工工艺的制作方法

文档序号:16544343发布日期:2019-01-08 20:44阅读:223来源:国知局

本发明属于塑料加工处理技术领域,具体涉及一种阻燃塑料的加工工艺。



背景技术:

塑料具有良好的稳定性和电绝缘性,随着其应用领域的拓宽,加工的需求量也随之增加,对塑料的要求也越来越高。由于塑料本身具有可燃性,因此对其阻燃的等级和对环境污染国家也作出了相应的规定,因此,以往普遍使用的溴系的阻燃剂慢慢的消失在人们的视线中。对此,人们不断研制新的阻燃剂及塑料,来优化塑料的品质,虽然取得了一定的进步效果,但随着人们对于产品性能要求的不断提升,仍需进一步的改进。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种阻燃塑料的加工工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种阻燃塑料的加工工艺,包括如下步骤:

(1)原料称取备用:

按对应重量份称取下列原料备用:60~65份pet、10~15份pbt、15~20份abs、7~10份pe、2~5份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.2~0.4份抗氧剂、6~9份专用阻燃剂;

(2)混炼处理:

将步骤(1)称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理,1~1.5h后取出得混炼料备用;

(3)挤出成型:

将步骤(2)所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理,成型后得半成品备用;

(4)切割包装:

对步骤(3)所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。

进一步的,步骤(1)中所述的抗氧剂为抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的任意一种。

进一步的,步骤(1)中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为:

1)先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1:1.5~1.7进行混合后放入反应釜中,然后加入其总质量2.3~2.6%的硼酸、0.45~0.50%的二茂铁后得混合物a,随后将混合物a的ph值调节为8.5~9.0,加热保持反应釜内的温度为35~38℃,并以360~400转/分钟的转速搅拌处理40~45min后备用;

2)向操作1)处理后的反应釜中加入混合物a总质量6~8%的聚乙二醇、2.0~2.5%的苯酚、8~10%的偏硼酸钠、2~4%的硅烷偶联剂、2~3%的六偏磷酸钠、6~9%的磷酸三苯酯、2~4%的脂肪醇聚氧乙烯醚,然后将温度升至43~48℃,以600~700转/分钟的转速搅拌处理55~60min后取出,再与其总质量40~45倍的去离子水共同混合均匀后得混合物b备用;

3)将凹凸棒土放入到质量分数为6~8%磷酸溶液中浸泡处理3~5min后取出,然后再放入到质量分数为7~9%氢氧化钠溶液中浸泡处理4~6min后取出,最后用去离子水冲洗至中性后备用;

4)将操作3)处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理,1~2h后取出备用;

5)将操作4)处理后的凹凸棒土浸入到操作2)所得的混合物b中,超声震荡处理5~6h后过滤,最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理4~6h后取出,得功能增强填料备用;

6)按对应重量份称取下列原料备用:30~35份硅酸钠、25~30份磷酸酯、3~5份硫酸铝、2~4份钼酸铵、5~7份份硼酸锌、10~15份乙二胺四乙酸、4~6份操作5)制得的功能增强填料;

7)将操作6)称取的所有原料共同投入到反应釜内,加热保持反应釜内的温度为56~62℃,并将反应釜内的压力增至0.35~0.40mpa,高速搅拌混合处理2~3h后取出即得专用阻燃剂。

进一步的,操作2)中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。

进一步的,操作4)中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为890~940℃。

进一步的,操作5)中所述的超声震荡处理时超声波的频率为520~560khz,所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为90~95℃。

进一步的,操作7)中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。

进一步的,步骤(2)中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为112~115℃。

进一步的,步骤(3)中所述的挤出机为四段式挤出机,挤出时控制一区的温度为235~238℃、二区的温度为242~245℃、三区的温度为248~252℃、四区的温度为256~260℃。

本发明改善了塑料的加工工艺,有效的提升了塑料的阻燃性能,增强了整体的使用品质。在加工过程中,以pet、pbt、abs、pe多种成分进行复配作为塑料基体物质,有效的保证了塑料整体的强度、耐腐、耐温特性等,为了进一步改善塑料的特性,又添加了一种特制的专用阻燃剂成分,其是以凹凸棒土为主体物质改性制成,处理时先对凹凸棒土进行了酸碱浸泡、煅烧处理,有效的提升了凹凸棒土的比表面积、吸附能力和表面反应活性,利于其后续的处理操作,最后又用特殊配制的混合物b对凹凸棒土进行浸泡改性处理,混合物b是一种以甲醛、氰尿二酰胺为主要聚合物质,在碱性环境中,经硼酸、二茂铁的催化作用,偏硼酸钠、硅烷偶联剂、偏硼酸钠、磷酸三苯酯复合改性,配合苯酚、聚乙二醇等成分,形成的以甲醛、氰尿二酰胺反应生成的树脂为主体的胺-醛-酚类改性聚合物配制出的一种低分子树脂溶液,其小分子颗粒渗入到凹凸棒土的层间,与凹凸棒土形成了一种复合的功能增强填料成分,此成分自身具有很好的耐温阻燃性,同时又对煤烟等具有很强的吸附固定能力,降低了烟雾颗粒等成分的生成和散出,并且在高温燃烧时,原料成分中的硅酸钠因分解而生成sio2层,磷酸酯等成分会产生难燃性气体,并生成一种膨松多层的均质炭层,此两种成分能够与功能增强填料成分相交联结合,共同形成了一种非常复杂致密的立体保护层,有效的阻止了氧气的进入,避免了塑料成分的继续燃烧和分解,同时又阻止了煤烟的散出,进一步改善了阻燃的性能;添加于上述基体物质成分中,明显的增强了塑料的耐温、阻燃、抑烟效果。

本发明相比现有技术具有以下优点:

本发明提供了一种新型塑料的加工工艺,整体步骤简单,搭配合理,便于推广应用,制得的塑料力学性能好,阻燃能力强,综合品质得到明显改善,极具市场竞争力和推广应用价值。

具体实施方式

实施例1

一种阻燃塑料的加工工艺,包括如下步骤:

(1)原料称取备用:

按对应重量份称取下列原料备用:60份pet、10份pbt、15份abs、7份pe、2份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.2份抗氧剂、6份专用阻燃剂;

(2)混炼处理:

将步骤(1)称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理,1h后取出得混炼料备用;

(3)挤出成型:

将步骤(2)所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理,成型后得半成品备用;

(4)切割包装:

对步骤(3)所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。

进一步的,步骤(1)中所述的抗氧剂为抗氧剂为抗氧剂168。

进一步的,步骤(1)中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为:

1)先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1:1.5进行混合后放入反应釜中,然后加入其总质量2.3%的硼酸、0.45%的二茂铁后得混合物a,随后将混合物a的ph值调节为8.5,加热保持反应釜内的温度为35℃,并以360转/分钟的转速搅拌处理40min后备用;

2)向操作1)处理后的反应釜中加入混合物a总质量6%的聚乙二醇、2.0%的苯酚、8%的偏硼酸钠、2%的硅烷偶联剂、2%的六偏磷酸钠、6%的磷酸三苯酯、2%的脂肪醇聚氧乙烯醚,然后将温度升至43℃,以600转/分钟的转速搅拌处理55min后取出,再与其总质量40倍的去离子水共同混合均匀后得混合物b备用;

3)将凹凸棒土放入到质量分数为6%磷酸溶液中浸泡处理3min后取出,然后再放入到质量分数为7%氢氧化钠溶液中浸泡处理4min后取出,最后用去离子水冲洗至中性后备用;

4)将操作3)处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理,1h后取出备用;

5)将操作4)处理后的凹凸棒土浸入到操作2)所得的混合物b中,超声震荡处理5h后过滤,最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理4h后取出,得功能增强填料备用;

6)按对应重量份称取下列原料备用:30份硅酸钠、25份磷酸酯、3份硫酸铝、2份钼酸铵、5份份硼酸锌、10份乙二胺四乙酸、4份操作5)制得的功能增强填料;

7)将操作6)称取的所有原料共同投入到反应釜内,加热保持反应釜内的温度为56℃,并将反应釜内的压力增至0.35mpa,高速搅拌混合处理2h后取出即得专用阻燃剂。

进一步的,操作2)中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。

进一步的,操作4)中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为890℃。

进一步的,操作5)中所述的超声震荡处理时超声波的频率为520khz,所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为90℃。

进一步的,操作7)中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。

进一步的,步骤(2)中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为112℃。

进一步的,步骤(3)中所述的挤出机为四段式挤出机,挤出时控制一区的温度为235℃、二区的温度为242℃、三区的温度为248℃、四区的温度为256℃。

实施例2

一种阻燃塑料的加工工艺,包括如下步骤:

(1)原料称取备用:

按对应重量份称取下列原料备用:63份pet、12份pbt、18份abs、9份pe、4份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.3份抗氧剂、8份专用阻燃剂;

(2)混炼处理:

将步骤(1)称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理,1.3h后取出得混炼料备用;

(3)挤出成型:

将步骤(2)所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理,成型后得半成品备用;

(4)切割包装:

对步骤(3)所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。

进一步的,步骤(1)中所述的抗氧剂为抗氧剂为、抗氧剂1010。

进一步的,步骤(1)中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为:

1)先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1:1.6进行混合后放入反应釜中,然后加入其总质量2.5%的硼酸、0.47%的二茂铁后得混合物a,随后将混合物a的ph值调节为8.8,加热保持反应釜内的温度为37℃,并以380转/分钟的转速搅拌处理43min后备用;

2)向操作1)处理后的反应釜中加入混合物a总质量7%的聚乙二醇、2.3%的苯酚、9%的偏硼酸钠、3%的硅烷偶联剂、2.5%的六偏磷酸钠、8%的磷酸三苯酯、3%的脂肪醇聚氧乙烯醚,然后将温度升至46℃,以650转/分钟的转速搅拌处理57min后取出,再与其总质量43倍的去离子水共同混合均匀后得混合物b备用;

3)将凹凸棒土放入到质量分数为7%磷酸溶液中浸泡处理4min后取出,然后再放入到质量分数为8%氢氧化钠溶液中浸泡处理5min后取出,最后用去离子水冲洗至中性后备用;

4)将操作3)处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理,1.5h后取出备用;

5)将操作4)处理后的凹凸棒土浸入到操作2)所得的混合物b中,超声震荡处理5.5h后过滤,最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理5h后取出,得功能增强填料备用;

6)按对应重量份称取下列原料备用:32份硅酸钠、27份磷酸酯、4份硫酸铝、3份钼酸铵、6份份硼酸锌、13份乙二胺四乙酸、5份操作5)制得的功能增强填料;

7)将操作6)称取的所有原料共同投入到反应釜内,加热保持反应釜内的温度为60℃,并将反应釜内的压力增至0.38mpa,高速搅拌混合处理2.5h后取出即得专用阻燃剂。

进一步的,操作2)中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。

进一步的,操作4)中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为900℃。

进一步的,操作5)中所述的超声震荡处理时超声波的频率为540khz,所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为93℃。

进一步的,操作7)中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。

进一步的,步骤(2)中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为114℃。

进一步的,步骤(3)中所述的挤出机为四段式挤出机,挤出时控制一区的温度为237℃、二区的温度为243℃、三区的温度为250℃、四区的温度为258℃。

实施例3

一种阻燃塑料的加工工艺,包括如下步骤:

(1)原料称取备用:

按对应重量份称取下列原料备用:65份pet、15份pbt、20份abs、10份pe、5份乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、0.4份抗氧剂、9份专用阻燃剂;

(2)混炼处理:

将步骤(1)称取的所有原料共同投入到混炼机内进行混炼处理,1.5h后取出得混炼料备用;

(3)挤出成型:

将步骤(2)所得的混炼料投入到挤出机内进行挤出处理,成型后得半成品备用;

(4)切割包装:

对步骤(3)所得的半成品进行切割、检验、包装处理后即可。

进一步的,步骤(1)中所述的抗氧剂为抗氧剂为抗氧剂1076。

进一步的,步骤(1)中所述的专用阻燃剂的制备方法具体为:

1)先将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1:1.7进行混合后放入反应釜中,然后加入其总质量2.6%的硼酸、0.50%的二茂铁后得混合物a,随后将混合物a的ph值调节为9.0,加热保持反应釜内的温度为38℃,并以400转/分钟的转速搅拌处理45min后备用;

2)向操作1)处理后的反应釜中加入混合物a总质量8%的聚乙二醇、2.5%的苯酚、10%的偏硼酸钠、4%的硅烷偶联剂、3%的六偏磷酸钠、9%的磷酸三苯酯、4%的脂肪醇聚氧乙烯醚,然后将温度升至48℃,以700转/分钟的转速搅拌处理60min后取出,再与其总质量45倍的去离子水共同混合均匀后得混合物b备用;

3)将凹凸棒土放入到质量分数为8%磷酸溶液中浸泡处理5min后取出,然后再放入到质量分数为9%氢氧化钠溶液中浸泡处理6min后取出,最后用去离子水冲洗至中性后备用;

4)将操作3)处理后的凹凸棒土放入到煅烧炉内进行煅烧处理,2h后取出备用;

5)将操作4)处理后的凹凸棒土浸入到操作2)所得的混合物b中,超声震荡处理6h后过滤,最后将滤出的凹凸棒土放入到干燥箱内干燥处理6h后取出,得功能增强填料备用;

6)按对应重量份称取下列原料备用:35份硅酸钠、30份磷酸酯、5份硫酸铝、4份钼酸铵、7份份硼酸锌、15份乙二胺四乙酸、6份操作5)制得的功能增强填料;

7)将操作6)称取的所有原料共同投入到反应釜内,加热保持反应釜内的温度为62℃,并将反应釜内的压力增至0.40mpa,高速搅拌混合处理3h后取出即得专用阻燃剂。

进一步的,操作2)中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。

进一步的,操作4)中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为940℃。

进一步的,操作5)中所述的超声震荡处理时超声波的频率为560khz,所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为95℃。

进一步的,操作7)中所述的反应釜内始终保持为氮气环境。

进一步的,步骤(2)中所述的混炼处理时控制混炼机内的温度为115℃。

进一步的,步骤(3)中所述的挤出机为四段式挤出机,挤出时控制一区的温度为238℃、二区的温度为245℃、三区的温度为252℃、四区的温度为260℃。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例2相比,在专用阻燃剂的制备过程中,省去了操作1)、操作2)和操作5)处理,除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例2相比,在专用阻燃剂的制备过程中,省去了操作6)中操作5)制得的功能增强填料成分,除此外的方法步骤均相同。

对比实施例3

本对比实施例3与实施例2相比,在步骤(1)原料称取备用中,用等质量份的市售磷酸酯阻燃剂取代专用阻燃剂成分,除此外的方法步骤均相同。

为了对比本发明效果,对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3对应制得的塑料进行性能测试,具体对比数据如下表1所示:

表1

注:上表1中所述的弯曲强度参照

gb/t24137-2009的要求进行测试;所述的拉伸强度参照gb/t1040-1992的要求进行测试;所述的氧指数参照gb2406-2008的要求进行测试;所述的最大烟释放速度是将塑料放入到模拟火灾现场进行性能测试,测定其烟释放速度。

由上表1可以看出,本发明加工工艺制成的塑料综合品质好,耐温阻燃抑烟性明显增强,极具推广应用价值。

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