一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于以重量份数计，由以下原料组成：聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5-30份，耐高温润滑剂为0-5份。该产品通过双螺杆挤出机混炼造粒制得，本发明的材料在达到较高的氧指数和阻燃级别后，还具有良好的力学性能。采用有机氮系无卤阻燃剂对环境友好，火灾时不会产生有害气体，影响人们的生命安全；制得的有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料具有较好的应用前景。
【专利说明】一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料
【技术领域】
[0001]本发明属于改性塑料领域，涉及一种无卤阻燃材料，尤其涉及一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料。
【背景技术】
[0002]聚丁烯-1具有良好的物理力学性能，突出的抗蠕变性，耐低温性，耐环境应力开裂性和高填料填充性。它不仅有良好的介电性和耐化学药品性，而且有很好的机械强度和高韧性。它的屈服值、拉伸强度、冲击强度分别是LDPE的2倍、6-10倍、3-4倍。与其它聚烯烃相比，聚丁烯-1的耐应力开裂性最好。耐蠕变性比聚乙烯、聚丙烯高，在不超过屈服点的应力作用下突出的耐蠕变性一直到80V仍保持不变。
[0003]阻燃剂分为卤素阻燃剂和无卤阻燃剂。目前卤素阻燃剂仍然占据着主导地位，因为它阻燃效果好，可以满足很多塑料制品的阻燃要求。但它在燃烧过程中，产生较多的烟雾和有毒的腐蚀性气体(如溴化氢)。这种气体在火灾中非常危险，因为它扩散速度极快，在火灾中严重妨碍了消防人员的扑救工作，给人民的生命财产造成了极大的危害。火灾发生时，这类含卤阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成成二次危害。鉴于卤素阻燃剂的严重弊端，寻找卤素阻燃剂的替代品-无卤阻燃剂就提上日程。新的阻燃体系，燃烧时发烟量小，不产生有毒、腐蚀性气体，是环境友好型产品。
【发明内容】
[0004]本发明设计了一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其目的在于，提供一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料及其制备方法，在保持力学性能的前提下，提供一种阻燃性能良好且对环境无污染的阻燃材料。
`[0005]为了实现上述目的，本发明采用了以下方案:
一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于以重量份数计，由以下原料组成:聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5_30份，耐高温润滑剂为0_5份。
[0006]所述的聚丁烯-1的结晶度为60%_80%。
[0007]所述抗氧剂为多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1:1组成的复合抗氧剂。
[0008]所述耐高温润滑剂为甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油。
[0009]所述无卤阻燃剂为三聚氰胺。
[0010]一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料的制备方法，其特征在于该方法按照以下步骤进行:
步骤一，将有机氮系无卤阻燃剂在90°C条件下干燥；
步骤二，将原料按照配方比例进行预混，使得各原料初步混合均匀，得到预混料，其中:
所述原料以重量份数计，由以下原料组成:聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5-30份，耐高温润滑剂为0-5份；
步骤三，将步骤二得到的预混料加入双螺杆挤出机中进行混炼，其中:
所述的双螺杆挤出机的螺杆为同向双螺杆，螺杆直径为25mm ;长径比为1:28 ;
所述的双螺杆挤出机的转速为135r/min ；
所述的双螺杆挤出机分为四个区，从喂料口到机头依次为一至四区，一区温度为1600C ;二区温度为165°C ;三区温度为175°C ;四区温度为180°C ;机头温度为175°C ；步骤四，将从双螺杆挤出机中出来的物料进行风冷，造粒，得到有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料。
[0011]该有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，具有以下有益效果:
本发明有机氮系无卤阻燃剂有挥发性极小、无毒、与聚命物相容性好、分解温度高，适合加工等优点，是很受欢迎的一类阻燃剂。其阻燃机理为:受热放出C02、NH3、N2气体和H2O,降低了空气中氧和高聚物受热分解时产生的可燃气体浓度；生成的不然性气体，带走了一部分热量，降低了聚合物表面的温度；生成的N2能捕获自由基，抑制高聚物的连锁反应，从而阻止燃烧。
[0012]本发明的有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料在达到较高的氧指数和阻燃级别后，还具有良好的力学性能，采用无卤阻燃剂对环境友好，火灾时不会产生有害气体，影响人们的生命安全。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明:
实施例1
本发明有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料以重量份数计的组分为:
聚丁烯-1为55份，多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1:1组成的复合抗氧剂为0.8份，三聚氰胺为30份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油为5份；聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
[0014]实施例2
本发明有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料以重量份数计的组分为:
聚丁烯-1为65份，多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1:1组成的复合抗氧剂为1.2份，三聚氰胺为20份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油为4份；聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
[0015]实施例3
本发明有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料以重量份数计的组分为:
聚丁烯-1为75份，多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1:1组成的复合抗氧剂为2.0份，三聚氰胺为15份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油为3份； 聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
[0016]实施例4
本发明有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料以重量份数计的组分为:聚丁烯-1为85份，多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1:1组成的复合抗氧剂为2.6份，三聚氰胺为8份，甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油为1份；聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
[0017]上述有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料的制备方法按照以下步骤进行:
步骤一，将有机氮系无卤阻燃剂在90°C条件下干燥；
步骤二，将原料按照配方比例进行预混，使得各原料初步混合均匀，得到预混料；
步骤三，将步骤二得到的预混料加入双螺杆挤出机中进行混炼，其中:
双螺杆挤出机的螺杆为同向双螺杆，螺杆直径为25mm ;长径比为1:28 ;
双螺杆挤出机的转速为135r/min ；
双螺杆挤出机分为四个区，从喂料口到机头依次为一至四区，一区温度为160°C ;二区温度为165°C ;三区温度为175°C ;四区温度为180°C ;机头温度为175°C ；
步骤四，将从双螺杆挤出机中出来的物料进行风冷，造粒，得到有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料。
[0018]制备得到上述有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料后，对其进行性能测试时需要在加硫成型试验机中模压成型，工艺条件为:热压175°C，保压IOmin ;冷压保压5min，压力为IOMPa。
[0019]本发明的有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料在达到较高的氧指数基本为33%以上和阻燃级别后，还具有良好的力学性能其弯曲强度在16.5 MPa之上。
[0020]本发明有机氮系无卤阻燃剂有挥发性极小、无毒、与聚命物相容性好、分解温度高，适合加工等优点。其阻燃机理为:受热放出C02、NH3> N2气体和H2O,降低了空气中氧和高聚物受热分解时产生的可燃气体浓度；生成的不然性气体，带走了一部分热量，降低了聚合物表面的温度；生成的 N2能捕获自由基，抑制高聚物的连锁反应，从而阻止燃烧。
[0021]上面结合具体实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:以重量份数计，由以下原料组成:聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5_30份，耐高温润滑剂为0-5 份。
2.根据权利要求1所述有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:所述的聚丁烯-1的结晶度为60%-80%。
3.根据权利要求1或2所述有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:所述抗氧剂为多酚受阻酚抗氧剂1010和复合抗氧剂255质量比1:1组成的复合抗氧剂。
4.根据权利要求3所述有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:所述耐高温润滑剂为甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氯苯基硅油按照质量比2:1:1混合制成的混合硅油。
5.根据权利要求4所述有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料，其特征在于:所述无卤阻燃剂为三聚氰胺。
6.一种有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料的制备方法，其特征在于该方法按照以下步骤进行: 步骤一，将有机氮系无卤阻燃剂在90°C条件下干燥； 步骤二，将原料按照配方比例进行预混，使得各原料初步混合均匀，得到预混料，其中:所述原料以重量份数计，由以下原料组成:聚丁烯-1为55-85份，抗氧剂为0.6-2.6份，无卤阻燃剂为5-30份，耐高温润滑剂为0-5份； 步骤三，将步骤二得到的预混料加入双螺杆挤出机中进行混炼，其中:所述的双螺杆挤出机的螺杆为同向双螺杆，螺 杆直径为25mm ;长径比为1:28 ; 所述的双螺杆挤出机的转速为135r/min ； 所述的双螺杆挤出机分为四个区，从喂料口到机头依次为一至四区，一区温度为1600C ;二区温度为165°C ;三区温度为175°C ;四区温度为180°C ;机头温度为175°C ； 步骤四，将从双螺杆挤出机中出来的物料进行风冷，造粒，得到有机氮系无卤阻燃聚丁烯-1材料。
【文档编号】C08L23/20GK103601988SQ201310378440
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】俞国宏 申请人:俞国宏