一种阻燃性纳米复合材料膜的制备方法与流程

文档序号:13552314阅读:282来源:国知局
本发明涉及纳米材料这一
技术领域
,特别涉及到一种阻燃性纳米复合材料膜的制备方法。
背景技术
:包装材料是指用于制造包装容器、包装装潢、包装印刷、包装运输等满足产品包装要求所使用的材料,它既包括金属、塑料、玻璃、陶瓷、纸、竹本、野生蘑类、天然纤维、化学纤维、复合材料等主要包装材料,又包括捆扎带、装潢、印刷材料等辅助材料。社会生产生活中的商品包装材料多种多样,包装伴随着人类文明的发展,不断变化、改进,化学界正朝着环保材料方向努力着。随着人口的增长,对于包装的需求也日益增长,现代消费观念的更新,对产品包装设计的要求越来越高,尤其注重材料的选择等。纸包装行业是包装业中发展最为迅速的领域之一,有着较大的发展空间,被认定为最有前途的绿色包装材料之一。用于产品包装的材料,从消防安全角度考虑都需要进行阻燃处理,特别是纸质的包装材料。一些特殊产品的包装要求包装材料必须具有良好的阻燃性能,例如易燃、易爆危险产品的包装,以及家居、建材等产品的包装。纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。纳米技术基础理论研究和新材料开发等应用研究都得到了快速的发展,并且在传统材料、医疗器材、电子设备、涂料等行业得到了广泛的应用。纳米粉体材料中的纳米碳酸钙、纳米氧化锌、纳米氧化硅等几个产品已形成一定的市场规模;纳米粉体应用广泛的纳米陶瓷材料、纳米纺织材料、纳米改性涂料等材料也已开发成功,并初步实现了产业化生产。现有的阻燃包装材料往往添加有对环境容易造成污染的阻燃剂,在废弃后会带来严重的环境问题。同时,大部分阻燃包装材料,尤其是薄膜类的阻燃包装材料,存在力学性能欠佳的缺陷,也给其应用的广泛性带来了不小的限制。如何通过纳米技术对传统包装材料进行改造,使得传统包装材料具备优异的阻燃性能和力学性能,从而解决目前实际的应用问题,是当前研发的重点方向。技术实现要素:为解决上述技术问题,本发明提供一种阻燃性纳米复合材料膜的制备方法,该方法首先将纳米氧化铈、纳米硫酸钡、高岭土、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、壳聚糖接枝苯乙烯共聚物等成分混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒,接着取母粒和低密度聚乙烯,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到该阻燃性纳米薄膜材料。制备而成的阻燃性纳米复合材料膜,阻燃性能优异且力学强度高,具有较好的应用前景。本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种阻燃性纳米复合材料膜的制备方法,具体步骤如下:(1)按重量份数称取纳米氧化铈20-25份、纳米硫酸钡18-22份、高岭土15-20份、聚苯乙烯12-15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯6-10份、壳聚糖接枝苯乙烯共聚物3-5份、增塑剂2-4份、分散剂1-3份,混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒;(2)取上述制得的母粒8-12份和低密度聚乙烯85-90份,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到纳米薄膜材料,吹膜机的吹膜温度200-220℃,转速为16-20r/min。优选地,所述步骤(1)中的抗氧化剂选自三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种。特别地,所述增塑剂优选为环己烷-1,2-二羧酸二异辛酯,分散剂优选为聚丙烯酸钠。特别地,步骤(1)和(2)中的混合工艺均采用高速混合机,混合时间为45min,转速为350r/min。特别地,步骤(1)双螺杆挤出机的长径比为44,螺杆转速为200-300r/min。特别地,所述纳米薄膜材料的宽度为450-550mm,厚度为0.03-0.04mm。本发明与现有技术相比,其有益效果为:(1)本发明的阻燃性纳米复合材料膜的制备方法,该方法首先将纳米氧化铈、纳米硫酸钡、高岭土、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、壳聚糖接枝苯乙烯共聚物等成分混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒,接着取母粒和低密度聚乙烯,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到该阻燃性纳米薄膜材料。制备而成的阻燃性纳米复合材料膜,阻燃性能优异且力学强度高,具有较好的应用前景。(2)本发明的阻燃性纳米复合材料膜原料易得、工艺简单,适于大规模工业化运用,实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1(1)按重量份数称取纳米氧化铈20份、纳米硫酸钡18份、高岭土15份、聚苯乙烯12份、聚对苯二甲酸乙二醇酯6份、壳聚糖接枝苯乙烯共聚物3份、环己烷-1,2-二羧酸二异辛酯2份、聚丙烯酸钠1份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,双螺杆挤出机的长径比为44,螺杆转速为200r/min,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒;(2)取上述制得的母粒8份和低密度聚乙烯90份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到纳米薄膜材料,吹膜机的吹膜温度200℃,转速为16r/min。实施例2(1)按重量份数称取纳米氧化铈25份、纳米硫酸钡22份、高岭土20份、聚苯乙烯15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、壳聚糖接枝苯乙烯共聚物5份、环己烷-1,2-二羧酸二异辛酯4份、聚丙烯酸钠3份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,双螺杆挤出机的长径比为44,螺杆转速为300r/min,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒;(2)取上述制得的母粒12份和低密度聚乙烯85份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到纳米薄膜材料,吹膜机的吹膜温度220℃,转速为20r/min。对比例1(1)按重量份数称取纳米氧化铈20份、硫酸钡18份、高岭土15份、聚苯乙烯12份、聚对苯二甲酸乙二醇酯6份、壳聚糖接枝苯乙烯共聚物3份、环己烷-1,2-二羧酸二异辛酯2份、聚丙烯酸钠1份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,双螺杆挤出机的长径比为44,螺杆转速为200r/min,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒;(2)取上述制得的母粒8份和低密度聚乙烯90份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到纳米薄膜材料,吹膜机的吹膜温度200℃,转速为16r/min。对比例2(1)按重量份数称取氧化铈25份、纳米硫酸钡22份、高岭土20份、聚苯乙烯15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、壳聚糖接枝苯乙烯共聚物5份、环己烷-1,2-二羧酸二异辛酯4份、聚丙烯酸钠3份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,双螺杆挤出机的长径比为44,螺杆转速为300r/min,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒;(2)取上述制得的母粒12份和低密度聚乙烯85份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到纳米薄膜材料,吹膜机的吹膜温度220℃,转速为20r/min。对比例3(1)按重量份数称取纳米氧化铈20份、纳米硫酸钡18份、高岭土15份、聚苯乙烯12份、聚对苯二甲酸乙二醇酯6份、壳聚糖3份、苯乙烯3份、环己烷-1,2-二羧酸二异辛酯2份、聚丙烯酸钠1份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,双螺杆挤出机的长径比为44,螺杆转速为200r/min,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒;(2)取上述制得的母粒8份和低密度聚乙烯90份,采用高速混合机混合45min,混合机转速为350r/min,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到纳米薄膜材料,吹膜机的吹膜温度200℃,转速为16r/min。将实施例1-2和对比例1-3的制得的纳米复合材料膜分别进行燃烧等级、拉伸强度、冲击强度这几项性能测试,所得的测试结果见表1。表1ul94(级)拉伸强度(mpa)冲击强度(kj/m2)实施例1v038.97.4实施例2v037.47.2对比例1v132.56.3对比例2v130.76.1对比例3v133.26.4本发明的阻燃性纳米复合材料膜首先将纳米氧化铈、纳米硫酸钡、高岭土、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、壳聚糖接枝苯乙烯共聚物等成分混合均匀后经由双螺杆挤出机捏合挤出,冷却定型后经塑料吹膜机辅机切割得到纳米母粒,接着取母粒和低密度聚乙烯,混合均匀后用吹膜机将物料进行吹制,得到该阻燃性纳米薄膜材料。制备而成的阻燃性纳米复合材料膜,阻燃性能优异且力学强度高,具有较好的应用前景。本发明的阻燃性纳米复合材料膜的制备方法原料易得、工艺简单,适于大规模工业化运用,实用性强。以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的
技术领域
,均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12
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