一种阻燃epp珠粒的制备方法与流程

本发明涉及熔融混炼，具体为一种阻燃epp珠粒的制备方法。

背景技术：

1、泡沫塑料是塑料中含有大量气孔的材料，其由于具有质轻、绝热、隔音、低成本、热导率小、比强度高等优点，而广泛应用于包装、运输、汽车、建筑等材料中。常见的泡沫塑料主要包括聚氨酯、聚苯乙烯和聚烯烃三大类。其中，聚苯乙烯发泡制品因难以降解回收，被公认为“白色污染”，已被联合国环保组织宣布停止生产和使用；而聚氨酯的发泡材料，因在发泡过程产生有毒的异氰酸酯残留物，也难以达到现代工业对环保的要求。相对而言，聚烯烃，尤其聚丙烯发泡材料在使用性能、生产成本以及环境的影响方面具有独特的优势，如良好的热稳定性（最高耐热温度130℃），优异的耐化学腐蚀性和可降解性，较高的韧性、拉伸强度和冲击强度，以及较低的加工成本，而逐渐成为人们关注的焦点。

2、聚丙烯发泡材料开发的历史较短，国外许多国家从20世纪70年代开始研究聚丙烯发泡材料，但是由于传统的聚丙烯发泡工艺性能较差，特别是发泡聚丙烯片材的生产技术难度较大，使其难以获得高质量的泡沫塑料制品，因而直到1980年聚丙烯发泡才实现工业化。传统聚丙烯的发泡工艺性能很差，这是因为普通的聚丙烯为柔软的长链大分子结构，结晶度和结晶倾向较高，达到熔点后粘度迅速下降（熔体粘度较低、熔体强度不足），此时发泡会发生气体逃逸，聚丙烯熔体无法包裹气泡，进而导致泡孔塌陷。

3、随着现代化工业的发展，聚丙烯被作为一种通用的高分子材料，具有优异的成型加工性能，由聚丙烯制得的聚丙烯发泡材料可以被广泛应用于汽车等轨道交通领域的内饰件。但聚丙烯本身属易燃材料，聚丙烯的发泡材料则更易被引燃，这极大的降低了其使用安全性，限制了其应用范围。因此，对于开发阻燃epp珠粒具有重要意义，通过对聚丙烯进行阻燃改性以改善聚丙烯及其发泡材料的阻燃性能，在聚丙烯树脂中加入阻燃剂进行共混改性是增强其阻燃性能最有效的方法。

4、然而目前行业内的epp珠粒制备方法原料较多，工艺复杂，并且往往需要添加大剂量的阻燃剂，尤其是无机阻燃剂才能获得较佳的阻燃性能，但随之带来的是产品力学性能的下降，造成产品品质低下。

技术实现思路

1、本发明目的是：针对现有技术的不足，提供一种阻燃epp珠粒的制备方法，其原料和工艺简单，由其制备得到的产品不仅阻燃性能优良，且同时具备较好的力学性能。

2、本发明的技术方案是：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阻燃epp珠粒的制备方法，其包括下述步骤：

3、步骤s1、原料准备：准备聚丙烯树脂作为基础材料，选择发泡剂和阻燃剂作为添加剂；

4、步骤s2、称量原料比例：按照总配方称量77%~80%质量百分比的聚丙烯树脂、称量5%~10%质量百分比的发泡剂，称量13%~15%质量百分比的阻燃剂，其中，阻燃剂中包含芥酸酰胺，芥酸酰胺占阻燃剂总质量的18%~20%；

5、步骤s3、混合原料：根据配方要求，将聚丙烯树脂进行预处理，并将聚丙烯树脂与发泡剂和阻燃剂混合，使其均匀混合，得到混合好的原料；

6、步骤s4、挤出：将步骤s3得到的混合原料，利用双螺杆挤出机进行挤出，通过加热和双螺杆的旋转，将混合原料预熔、预混和加压，挤出形成连续的珠粒；

7、步骤s5、冷却和切割：将挤出形成连续的珠粒经过冷却后，根据所需的尺寸和形状进行切割，得到epp珠粒；

8、步骤s6、烘干：将切割后的epp珠粒进行烘干以去除多余的水分，使用烘干设备，按照要求对珠粒进行烘干；

9、步骤s7、筛选半成品：对烘干后的珠粒进行筛选和分级，以获得符合要求的半成品，并将筛选的半成品用于发泡，使epp珠粒形成具有阻燃性能的泡沫结构。

10、优选的，所述将聚丙烯树脂进行预处理，聚丙烯树脂在使用前先进行干燥，以去除其中的水分，将树脂放入烘箱中，在60℃~80℃温度下进行干燥4~6h。

11、优选的，按照总配方称量80%质量百分比的聚丙烯树脂、称量5%质量百分比的发泡剂，称量15%质量百分比的阻燃剂，并且阻燃剂为无机阻燃剂与芥酸酰胺的混合物，其中芥酸酰胺占阻燃剂总质量的20%。

12、更进一步的，所述无机阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁或氢氧化铝和氢氧化镁质量比2:1的混合物，而发泡剂选自丁烷或戊烷或丁烷与戊烷质量比1：1的混合物。

13、优选的，所述将混合原料预熔，将混合好的原料依次加入到挤出机的进料口，打开挤出机控制系统，进入温度设定界面，依次选择螺杆的各个段位，逐个设置对应的温度值，设置螺杆的温度区间为210℃~220℃，挤出机通过加热系统提供热能，将混合原料加热至熔融状态，使混合原料在双螺杆挤出机中预熔；所述预混，在挤出机的预混区域，通过双螺杆的旋转将混合原料推动和搅拌，促进混合原料的熔化和混合，确保各组分充分分散。

14、优选的，所述加压，通过挤出机的螺杆旋转和加压装置的作用，将混合好的原料加压推送到挤出口，在挤出口处，混合好的原料会通过模具孔形成连续的珠粒。

15、优选的，所述冷却和切割，启动挤出机和螺杆旋转，使混合原料经过挤出口形成连续的珠粒，连续的珠粒经过挤出后，通过传送带被送入切割装置进行定长切割，并通过冷却装置进行快速冷却，降低珠粒的温度，促使珠粒固化。

16、优选的，所述将切割后的epp珠粒进行烘干，启动烘干设备，使热风开始对珠粒进行烘干，定期检查珠粒的状况，确保热风能够均匀地覆盖所有珠粒，并保持空气流通，以便快速去除水分，当珠粒的水分达到要求的含量，停止烘干设备，并让珠粒在烘干机内部冷却至室温。

17、优选的，所述对烘干后的珠粒进行筛选和分级，将烘干后的珠粒均匀地倒入筛选设备的进料口，启动筛选设备，使其开始振动、旋转并产生气流，以便将珠粒分离和分类，通过筛选设备，珠粒将根据其尺寸和形状被分类，并将筛选出来的珠粒按照尺寸和形状进行分级。

18、优选的，所述将筛选的半成品用于发泡，通过将筛选和分级好的珠粒倒入发泡设备中，启动发泡设备，使之产生足够的热量和压力，使珠粒开始发泡膨胀，通过对筛选出的半成品进行发泡，使epp珠粒形成具有阻燃性能的泡沫结构。

19、本发明的优点是：

20、本发明提供了一种阻燃epp珠粒的制备方法，具备以下有益效果：

21、1、产品具有优异的防火性能：由于在原料中添加了阻燃剂，得到的epp珠粒在面临火灾时具有较好的阻燃性能，有效减缓火势蔓延速度，降低火灾危害；

22、2、由于阻燃剂混合了无机阻燃剂和芥酸酰胺，其中芥酸酰胺对无机阻燃剂具有良好的分散性,能够在确保产品阻燃性能的前提下相应减少无机阻燃剂的用量，防止无机阻燃剂对产品力学性能造成不利影响，有效提高产品的力学性能，提高产品品质。

23、3、原料少，工艺简单，生产成本低。

24、4、产品适用于对防火性能要求较高的应用领域，包括建筑、电子电气设备。

技术特征：

1.一种阻燃epp珠粒的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：所述将聚丙烯树脂进行预处理，聚丙烯树脂在使用前先进行干燥，以去除其中的水分，将树脂放入烘箱中，在60℃~80℃温度下进行干燥4~6h。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：按照总配方称量80%质量百分比的聚丙烯树脂、称量5%质量百分比的发泡剂，称量15%质量百分比的阻燃剂，并且阻燃剂为无机阻燃剂与芥酸酰胺的混合物，其中芥酸酰胺占阻燃剂总质量的20%。

4.根据权利要求3所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：所述无机阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁或氢氧化铝和氢氧化镁质量比2:1的混合物，而发泡剂选自丁烷或戊烷或丁烷与戊烷质量比1：1的混合物。

5. 根据权利要求1所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：所述将混合原料预熔，将混合好的原料依次加入到挤出机的进料口，打开挤出机控制系统，进入温度设定界面，依次选择螺杆的各个段位，逐个设置对应的温度值，设置螺杆的温度区间为210℃~220℃，挤出机通过加热系统提供热能，将混合原料加热至熔融状态，使混合原料在双螺杆挤出机中预熔；所述预混，在挤出机的预混区域，通过双螺杆的旋转将混合原料推动和搅拌，促进混合原料的熔化和混合。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：所述加压，通过挤出机的螺杆旋转和加压装置的作用，将混合好的原料加压推送到挤出口，在挤出口处，混合好的原料会通过模具孔形成连续的珠粒。

7.根据权利要求1所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：所述冷却和切割，启动挤出机和螺杆旋转，使混合原料经过挤出口形成连续的珠粒，连续的珠粒经过挤出后，通过传送带被送入切割装置进行定长切割，并通过冷却装置进行快速冷却，降低珠粒的温度，促使珠粒固化。

8.根据权利要求1所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：所述将切割后的epp珠粒进行烘干，启动烘干设备，使热风开始对珠粒进行烘干，定期检查珠粒的状况，确保热风能够均匀地覆盖所有珠粒，并保持空气流通，以便快速去除水分，当珠粒的水分达到要求的含量，停止烘干设备，并让珠粒在烘干机内部冷却至室温。

9.根据权利要求1所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：所述对烘干后的珠粒进行筛选和分级，将烘干后的珠粒均匀地倒入筛选设备的进料口，启动筛选设备，使其开始振动、旋转并产生气流，以便将珠粒分离和分类，通过筛选设备，珠粒将根据其尺寸和形状被分类，并将筛选出来的珠粒按照尺寸和形状进行分级。

10.根据权利要求1所述的一种阻燃epp 珠粒的制备方法，其特征在于：所述将筛选的半成品用于发泡，通过将筛选和分级好的珠粒倒入发泡设备中，启动发泡设备，使之产生足够的热量和压力，使珠粒开始发泡膨胀，通过对筛选出的半成品进行发泡，使epp珠粒形成具有阻燃性能的泡沫结构。

技术总结
本发明公开了一种阻燃epp珠粒的制备方法，步骤包括准备聚丙烯树脂作为基础材料，选择发泡剂和阻燃剂作为添加剂，按照总配方称量质量百分比77%~80%的聚丙烯树脂、5%~10%的发泡剂、13%~15%的阻燃剂，阻燃剂中包含占阻燃剂总质量的18%~20%的芥酸酰胺，将聚丙烯树脂进行预处理，并将之与发泡剂和阻燃剂混合得到原料，通过加热和双螺杆的旋转，将原料预熔、预混和加压，利用双螺杆挤出机将混合原料挤出形成连续的珠粒，将挤出形成连续的珠粒经过冷却后进行切割，得到epp珠粒，将切割后的epp珠粒进行烘干，对烘干后的珠粒进行筛选和分级，并将筛选的半成品用于发泡，使epp珠粒形成具有阻燃性能的泡沫结构。

技术研发人员：钱江,吴燕
受保护的技术使用者：苏州祥侯新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24