一种铝塑管用阻燃热熔胶及其制备方法与流程

1.本发明属于黏合剂生产方法领域，具体为一种铝塑管用阻燃热熔 胶制备方法。


背景技术：

2.在建筑、装饰等领域，铝塑板的防火性能受到广泛关注，由于铝 塑管中的聚乙烯塑胶的内层不具有阻燃性，为了达到防火等级，在有 阻燃要求的铝塑板中，多采用在原料中添加阻燃剂的方式使铝塑管具 有阻燃性，但在阻燃铝塑板的引燃过程中，作为粘结层的热熔胶没有 阻燃效果，会对铝塑管的整体阻燃性能产生影响。
3.现有专利号为zl 201310349546.3的中国专利公布了一种含有改 性阻燃剂的阻燃热熔胶，其有益效果是在热熔胶中添加改性氢氧化镁 作为阻燃剂，增加热熔胶阻燃性能，通过加入改性淀粉提高热熔胶粘 结强度。但仍存在以下缺点：由于热熔胶配方中因主要含有树脂、增 黏剂、交联剂和填料等物质，其中大多数为有机物质，改性氢氧化镁 与这些组分在结构上相差较大，填充之后不能达到较好的分散，使得 阻燃剂阻燃性能、热熔胶的机械性能下降，且在200℃下改性淀粉易 焦化而降低胶合强度。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题在于提供一种铝塑管用阻燃热熔胶及其制备 方法，其解决了无机阻燃剂在热熔胶中分散性较差，且高温下热熔胶 胶合强度降低，阻燃性降低等问题，制备的铝塑管用阻燃热熔胶的性 能指标优良，满足应用需求。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
6.一种铝塑管用阻燃热熔胶，其特征在于：包含以下重量配比的成 分，聚乙烯树脂60～65份、硅烷接枝聚乙烯35～40份、改性松香 40～50份、sbs接枝马来酸酐70～75份、微晶石蜡15～20份、2,6
‑ꢀ
二叔丁基苯酚0.5～0.8份、过氧化二苯甲酰0.3～0.6份、碳酸钙5～ 10份、无机阻燃剂80～90份。
7.作为优选，所述无机阻燃剂由高硼硼酸钙、改性硼酸锌、氢氧化 铝和三聚氰胺聚磷酸盐组成，所述的高硼硼酸钙、改性硼酸锌、氢氧 化铝和三聚氰胺聚磷酸盐的复配比例为3：2：3：2。
8.作为优选，所述的改性松香制备方法为，采用球磨机对松香进行 粉碎处理，粉碎后的松香粒度为1～0.8mm，将粉碎后的松香与对苯 二酚在反应釜内进行混合搅拌，所述的松香与所述的对苯二酚质量比 为100：2～2.5，搅拌过程中在反应釜内通入氮气，所述的氮气流速 为10m3·
min
‑1/100kg，当氨气充满反应釜后加热升温，当温度达到 160℃，在反应釜内滴加丙烯酸，控制滴加时间为70～75min，所述 的松香与所述的丙烯酸质量比为3.8～4：1，当加热温度达到226～ 228℃时，控制温度在226～228℃反应3h，反应3h后降低温度至170℃ 出料，得到改性松香。
9.作为优选，所述的改性硼酸锌制备方法为，按重量份称取硫酸锌 70～80份、硼酸70～85份、氧化锌1～2份加入至200份纯水中， 混合搅拌1小时后，滴加2.0mol/l的koh溶液
调节ph值至9，加 入双子磷酸酯表面活性剂，于250℃下，反应20小时，得到改性硼 酸锌。
10.一种铝塑管用阻燃热熔胶用的设备，其特征在于：包括反应釜、 密炼机、双螺杆挤出机、造粒机，所述反应釜顶部固定连接有转台， 所述转台顶部固定连接有支架，所述支架顶部固定连接有驱动电机， 所述的反应釜内设有搅拌轴，所述搅拌轴与驱动电机动力连接，所述 搅拌轴外侧沿其轴向固定设置有两组搅拌桨，所述的反应釜内壁沿其 竖直方向上固定设有2组挡板组件，每组所述挡板组件包括沿竖直方 向等距设置的3个挡板，所述反应釜顶部的右侧设置有进料口，所述 反应釜底部贯穿连接有出料管。
11.作为优选，所述的挡板左右依次交错分布。
12.作为优选，所述的挡板底部与所述的反应釜内壁切线的角度为 30
°
。
13.作为优选，所述的挡板靠近所述的搅拌轴的一侧设置为波浪状， 其远离所述的搅拌轴的一侧设置为曲面状。
14.一种铝塑管用阻燃热熔胶制备方法，包括以下步骤：
15.a)按重量份称取改性松香80～90份、sbs接枝马来酸酐70～75 份、微晶石蜡15～20份放入反应釜内，启动驱动电机带动搅拌轴转 动，驱动电机做定时往复转动，搅拌轴带动搅拌桨旋转对物料进行搅 拌，进行熔融混合操作，物料旋转撞击挡板组件；
16.b)混合均匀后，通过进料口依次加入聚乙烯树脂60～65份、硅 烷接枝聚乙烯35～40份、2,6
‑
二叔丁基苯酚0.5～0.8份、过氧化二苯 甲酰0.3～0.6份、碳酸钙5～10份在反应釜，在反应釜中通过搅拌桨 持续搅拌1小时；
17.c)搅拌完毕后，加入无机阻燃剂80～90份，控制温度在120～ 130℃，在反应釜内通过搅拌桨持续搅拌45min后得到混合物料，将 混合物料送入密炼机进行密炼，将密炼后的产物通过双螺杆挤出机挤 出，将挤出后产物采用造粒机进行造粒。
18.本发明的优点和积极效果是：
19.(1)采用对苯二酚作为催化剂，使松香与丙烯酸发生双烯加成 反应，增加羧酸根交联点，通过自身交联或外加交联剂，使内聚力、 耐温性提升，从而调高热熔胶的耐热性和黏结强度
20.(2)通过双子磷酸酯表面活性剂对硼酸锌进行改性，使得双子 磷酸酯包覆在硼酸锌表面，从而提高无机阻燃剂在热熔胶的分散性。
21.(3)采用高硼硼酸钙、改性硼酸锌、氢氧化铝和三聚氰胺聚磷 酸盐组成无机阻燃剂，利用硼酸锌起到增强凝聚相的阻燃行为，促进 高硼硼酸钙的分解，使三聚氰胺聚磷酸盐、高硼硼酸钙与氢氧化铝尽 快复配，从而提高阻燃性能，降低阻燃剂使用量。
22.(4)利用反应釜挡板产生多种方向流动将产生的旋涡消除，从 而提高物料的均匀分散性。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
24.图1是本发明的剖视结构示意图；
25.图2是本发明反应釜的俯视结构示意图；
26.图3是本发明反应釜图1中a处挡板的结构示意图。
27.附图中标记分述如下：1、反应釜；2、密炼机；3、双螺杆挤出 机；4、造粒机；5、驱动
电机；6、支架；7、转台；8、搅拌轴；9、 挡板组件；10、搅拌桨；11、挡板；12、出料管；13、进料口。
具体实施方式
28.为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案 进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征 和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
29.以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
30.本发明的一种铝塑管用阻燃热熔胶，包含以下重量配比的成分， 聚乙烯树脂60～65份、硅烷接枝聚乙烯35～40份、改性松香40～ 50份、sbs接枝马来酸酐70～75份、微晶石蜡15～20份、2,6
‑
二叔 丁基苯酚0.5～0.8份、过氧化二苯甲酰0.3～0.6份、碳酸钙5～10份、 无机阻燃剂80～90份。
31.在一种实施例中，所述无机阻燃剂由高硼硼酸钙、改性硼酸锌、 氢氧化铝和三聚氰胺聚磷酸盐组成，利用硼酸锌起到增强凝聚相的阻 燃行为，促进高硼硼酸钙的分解，使三聚氰胺聚磷酸盐、高硼硼酸钙 与氢氧化铝尽快复配，从而提高阻燃性能，降低阻燃剂使用量，所述 的高硼硼酸钙、改性硼酸锌、氢氧化铝和三聚氰胺聚磷酸盐的复配比 例为3：2：3：2，避免氢氧化铝与三聚氰胺聚磷酸盐分解产生过多 气体，使得高硼硼酸钙与改性硼酸锌形成的炭化层，出现多孔现象， 无法达到最佳的阻燃效果。
32.在一种实施例中，所述的改性松香制备方法为，采用球磨机对松 香进行粉碎处理，粉碎后的松香粒度为1～0.8mm，将粉碎后的松香 与对苯二酚在反应釜内进行混合搅拌，松香与所述的对苯二酚质量比 为100：2～2.5，通过在反应釜内通入氮气，氮气流速为 10m3·
min
‑1/100kg，加热升温至160℃，在反应釜内滴加丙烯酸，控制 滴加时间为70～75min，松香与丙烯酸质量比为3.8～4：1，当加热 温度达到226～228℃时，控制温度在226～228℃反应3小时，反应 结束后降低温度至170℃出料，得到改性松香，采用对苯二酚作为催 化剂，使松香与丙烯酸发生双烯加成反应，增加羧酸根交联点，通过 自身交联或外加交联剂，使内聚力、耐温性提升，从而调高热熔胶的 耐热性和黏结强度。
33.在一种实施例中，所述的改性硼酸锌制备方法为，按重量份称取 硫酸锌70～80份、硼酸70～85份、氧化锌1～2份加入至200份纯 水中，混合搅拌1小时后，滴加2.0mol/l的koh溶液，调节ph值 至9，加入双子磷酸酯表面活性剂，于250℃下，反应20小时，得到 改性硼酸锌，通过双子磷酸酯表面活性剂对硼酸锌进行改性，使得双 子磷酸酯包覆在硼酸锌表面，从而提高无机阻燃剂在热熔胶的分散性。
34.如图1、图2、图3所示，本发明所述的一种铝塑管用阻燃热熔 胶用的设备，包括反应釜1、密炼机2、双螺杆挤出机3、造粒机4， 所述反应釜1顶部固定连接有转台7，所述转台7顶部固定连接有支 架6，所述支架6顶部固定连接有驱动电机5，所述的反应釜1内设 有搅拌轴8，所述搅拌轴8与驱动电机5动力连接，所述搅拌轴8外 侧沿其轴向固定设置有两组搅拌桨10，所述的反应釜1内壁沿其竖 直方向上固定设有2组挡板组件9，每组所述挡板组件9包括沿竖直 方向等距设置的3个挡板11，所述反应釜1顶部的右侧设置有进料 口13，所述反应釜1底部贯穿连接有出料管12。
35.在一种实施例中，所述的挡板11左右依次交错分布，对各个区 域内的物料旋涡起
到阻挡作用，提高物料的分散性。
36.在一种实施例中，所述的挡板11底部与所述的反应釜1内壁切 线的角度为30
°
，增大挡板与物料旋涡之间的接触面积，从而提高 挡板阻挡效率。
37.在一种实施例中，所述的挡板11靠近所述的搅拌轴8的一侧设 置为波浪状，其远离所述的搅拌轴8的一侧设置为曲面状，增大挡板 与物料旋涡之间的接触面积，提高挡板阻挡效率。
38.具体实施时，通过反应釜1顶部的右侧的进料口13将物料倒入 至反应釜1内，通过在反应釜1顶部固定连接有转台7，且反应釜1 顶部固定连接有转台7，利用支架6顶部固定连接有驱动电机5，启 动驱动电机5带动搅拌轴8旋转，从而带动搅拌轴8外侧沿其轴向的 两组搅拌桨10转动，使物料强烈流动，产生漩涡流，通过在反应釜 1内壁沿其竖直方向设置有2组挡板组件9，且挡板组件9等距设置 有3个挡板11，挡板11底部与所述的反应釜1内壁切线的角度为30
°
， 从而增大挡板与物料旋涡之间的接触面积，增大挡板与物料旋涡之间 的接触面积，增大挡板与物料旋涡之间的接触面积，使搅拌体系的流 线处于湍流区域，造成从底部到顶的大量循环，提高物料的分散性， 搅拌结束后，从反应釜1底部贯穿的出料管出料至密炼机2进行密炼， 然后通过双螺杆挤出机3挤出，最后采用造粒机4造粒。
39.一种铝塑管用阻燃热熔胶制备方法，包括以下步骤：
40.a)按重量份称取改性松香80～90份、sbs接枝马来酸酐70～75 份、微晶石蜡15～20份放入反应釜1内，启动驱动电机5带动搅拌 轴8转动，驱动电机5做定时往复转动，搅拌轴8带动搅拌桨10旋 转对物料进行搅拌，进行熔融混合操作，物料旋转撞击挡板组件9， 使得物料于挡板11表面产生多种方向的流动，从而可将搅拌过程中 产生的旋涡消除，进而提高物料在熔融状态时的分散性；
41.b)混合均匀后，通过进料口13依次加入聚乙烯树脂60～65份、 硅烷接枝聚乙烯35～40份、2,6
‑
二叔丁基苯酚0.5～0.8份、过氧化二 苯甲酰0.3～0.6份、碳酸钙5～10份在反应釜1，在反应釜1通过搅 拌桨10持续搅拌1小时；
42.c)搅拌完毕后，加入无机阻燃剂80～90份，控制温度在120～ 130℃，在反应釜1内通过搅拌桨10持续搅拌45min后得到混合物料， 将混合物料送入密炼机2进行密炼，将密炼后的产物通过双螺杆挤出 机3挤出，将挤出后产物采用造粒机4进行造粒。
43.实例1
44.a)采用球磨机对松香进行粉碎处理，粉碎后的松香粒度为1～ 0.8mm，将粉碎后的松香与对苯二酚在反应釜内进行混合搅拌，松香 与对苯二酚质量比为100：2，搅拌过程中在反应釜内通入氮气，氮 气流速为10m3·
min
‑1/100kg，当氨气充满反应釜后加热升温，当温度 达到160℃，在反应釜内滴加丙烯酸，控制滴加时间为70min，松香 与丙烯酸质量比为3.8：1，当加热温度达到226℃时，控制温度在226℃ 反应3小时，反应3h后降低温度至170℃出料，得到改性松香；
45.b)按重量份称取硫酸锌70份、硼酸70份、氧化锌1份加入至200 份纯水中，混合搅拌1小时后，滴加2.0mol/l的koh溶液调节ph 值至9，加入双子磷酸酯表面活性剂，于250℃下，反应20小时，得 到改性硼酸锌；
46.c)按重量份称取改性松香80份、sbs接枝马来酸酐70份、微晶 石蜡15份放入反应釜1，加热升温至120，进行熔融混合操作，启动 驱动电机5带动搅拌轴8转动，驱动电机5做
定时往复转动，搅拌轴 8带动搅拌桨10旋转对物料进行搅拌，物料旋转撞击挡板组件9，使 得物料于挡板11表面产生多种方向的流动，从而可将搅拌过程中产 生的旋涡消除，进而提高物料在熔融状态时的分散性；
47.d)混合均匀后，通过进料口13依次加入聚乙烯树脂60份、硅烷 接枝聚乙烯35份、2,6
‑
二叔丁基苯酚0.5份、过氧化二苯甲酰0.3份、 碳酸钙5份在反应釜1，在120℃下反应釜以90r/min搅拌1小时；
48.e)搅拌完毕后，加入高硼硼酸钙24份、改性硼酸锌16份、氢氧 化铝24份和三聚氰胺聚磷酸盐16份，保持温度在120℃，搅拌桨10 持续搅拌45min后得到混合物料，将混合物料用密炼机2进行密炼， 密炼机2的温度为160～170℃，混炼10min，将密炼后的产物通过双 螺杆挤出机3挤出造粒，螺杆各段温度分别为130℃，135℃，138℃， 140℃，137℃，机头温度为130℃，螺杆转速25r/min，将挤出后产 物采用造粒机4进行造粒。
49.实例2
50.a)采用球磨机对松香进行粉碎处理，粉碎后的松香粒度为1～ 0.8mm，将粉碎后的松香与对苯二酚在反应釜内进行混合搅拌，所述 的松香与所述的对苯二酚质量比为100：2.5，搅拌过程中在反应釜内 通入氮气，所述的氮气流速为10m3·
min
‑1/100kg，当氨气充满反应釜 后加热升温，当温度达到160℃，在反应釜内滴加丙烯酸，控制滴加 时间为75min，所述的松香与所述的丙烯酸质量比为4：1，当加热温 度达到228℃时，控制温度在228℃反应3小时，反应3h后降低温度 至170℃出料，得到改性松香；
51.b)按重量份称取硫酸锌80份、硼酸85份、氧化锌2份加入至200 份纯水中，混合搅拌1小时后，滴加2.0mol/l的koh溶液调节ph 值至9，加入双子磷酸酯表面活性剂，于250℃下，反应20小时，得 到改性硼酸锌；
52.c)按重量份称取改性松香90份、sbs接枝马来酸酐75份、微晶 石蜡20份放入反应釜，加热升温至125℃，进行熔融混合操作，启 动驱动电机5带动搅拌轴8转动，驱动电机5做定时往复转动，搅拌 轴8带动搅拌桨10旋转对物料进行搅拌，物料旋转撞击挡板组件9， 使得物料于挡板11表面产生多种方向的流动，从而可将搅拌过程中 产生的旋涡消除，进而提高物料在熔融状态时的分散性；
53.d)混合均匀后，通过进料口13依次加入聚乙烯树脂65份、硅烷 接枝聚乙烯40份、2,6
‑
二叔丁基苯酚0.8份、过氧化二苯甲酰0.6份、 碳酸钙10份在在反应釜1中，在130℃下反应釜以95r/min搅拌1小 时；
54.e)加入高硼硼酸钙27份、改性硼酸锌18份、氢氧化铝27份和 三聚氰胺聚磷酸盐18份，保持温度在130℃，搅拌桨10持续搅拌 45min后，将混合物料用密炼机2进行密炼得到混合物料，密炼机2 的温度为160～170℃，混炼20min，将密炼后的产物通过双螺杆挤出 机3挤出造粒，螺杆各段温度分别为130℃，135℃，138℃，140℃， 137℃，机头温度为130℃，螺杆转速25r/min，将挤出后产物采用造 粒机4进行造粒。
55.对比例1
56.a)改性淀粉的制备方法为：按重量份取淀粉，再加入相当于淀粉 重量1.4％的己二酸酯，1.4％的柠檬酸三乙酯，0.8％平平加，以及适 量去离子水，于200转/分下于45℃下搅拌反应15分钟后，取出，干 燥，即得；
57.b)改性氢氧化镁的制备方法为：按重量份取氢氧化镁，再加入相 当于氢氧化镁重
量1％的己二酸酯，0.2％的碳化铝，0.4％的竹炭粉， 以及适量去离子水，于600转/分下搅拌反应35分钟后，取出，干燥， 即得；
58.c)捏合机预加热至壁温180℃，然后按重量份加入台湾台聚 ue630eva、2
‑
硫醇基苯骈咪唑、锡酸锌、异氰酸酯、苯并三氮唑、 苯二甲酸二丁酯、交联剂tac捏合30min，再加入改性氢氧化镁、 c5石油树脂，于170℃捏合10分钟后，加入剩余原料，捏合15分 钟，取出冷却。
59.对比例2
60.a)按重量份称取松香80份、sbs接枝马来酸酐70份、微晶石蜡 15份，恒温加热120℃，待物料熔融后，搅拌至完全混合；
61.b)混合均匀后，依次加入聚乙烯树脂60份、硅烷接枝聚乙烯35 份、2,6
‑
二叔丁基苯酚0.5份、过氧化二苯甲酰0.3份、碳酸钙5份， 在120℃下反应釜1以90r/min搅拌1小时；
62.c)加入高硼硼酸钙27份、氢氧化铝27份和三聚氰胺聚磷酸盐18 份，保持温度在120℃，搅拌桨10持续搅拌45min后，将混合物料 用密炼机2进行密炼，密炼机2的温度为160～170℃，混炼10min， 双螺杆挤出机3挤出造粒，螺杆各段温度分别为130℃，135℃，138℃， 140℃，137℃，机头温度为130℃，螺杆转速25r/min。
63.产品检测如表：
[0064][0065]
从表中可以看出，实施例1
‑
2加入的改性松香、无机阻燃剂的阻 燃热熔胶，极限氧指数为40.1～41.6，垂直燃烧达到v
‑
0，表观粘度 为5600～5700mpa.s，失重率为50％的温度大约为460～450℃，耐热 性、粘接强度与阻燃性均得到大幅度提升，而对比例1热熔胶，耐热 性较差，且垂直燃烧仅到v
‑
1，对比例2采用松香、高硼硼酸钙、氢 氧化铝和三聚氰胺聚磷酸盐制备的热熔胶，其阻燃性较差。
[0066]
本发明的优点和积极效果是：
[0067]
本发明提供一种铝塑管用阻燃热熔胶及其制备方法，采用对苯二 酚作为催化剂，使松香与丙烯酸发生双烯加成反应，增加羧酸根交联 点，通过自身交联或外加交联剂，使内聚力、耐温性提升，从而调高 热熔胶的耐热性和黏结强度，通过双子磷酸酯表面活性剂对硼酸锌进 行改性，使得双子磷酸酯包覆在硼酸锌表面，从而提高无机阻燃剂在 热熔胶的分散性，采用高硼硼酸钙、改性硼酸锌、氢氧化铝和三聚氰 胺聚磷酸盐组成无机阻燃剂，利用硼酸锌起到增强凝聚相的阻燃行为， 促进高硼硼酸钙的分解，使三聚氰胺聚磷酸盐、高硼硼酸钙与氢氧化 铝尽快复配，从而提高阻燃性能，降低阻燃剂使用量，利用反应釜挡 板产生多种方向流动将产生的旋涡消除，从而提高物料的均匀分散性。 其极限氧指数为
40.1～41.6，垂直燃烧达到v
‑
0，表观粘度为5600～ 5700mpa.s，失重率为50％的温度大约为460～450℃。
[0068]
以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关 工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的 变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容， 必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。