專利名稱：一種低煙密度的塑料組合物及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及高分子領域，特別涉及一種低煙密度的塑料組合物及其制備方法和應用。
背景技術：
塑料燃燒時的危害一方面來源于火焰帶來的熱輻射，另一方面源于燃燒時生成的有毒、有害產物，尤其是由于不完全氧化所生成的稠環芳烴類物質。針對后者，研究人員對塑料燃燒時的抑煙低毒研究已有廣泛開展。針對不同類型的熱塑性塑料，目前報道的抑煙低毒方案主要有:1.針對聚烯烴使用大量氫氧化物填充的方案，其原理是氫氧化物受熱后生成水，具有稀釋、吸附作用，從而降低煙密度；2.針對PVC及其合金，使用過渡族金屬化合物如八鑰酸銨等，其原理是改變烯烴的分解途徑，減少其成環反應，降低稠環芳烴產量；3針對聚氨酯采用三聚氰胺氰尿酸鹽，促進氧化產物二氧化碳的生成，減少不完全氧化等等。但是現有技術的抑煙劑的應用體系有限，并且不能針對全部或大部分類型的塑料同時起到降低煙密度和較少有毒氣體產生的效果。
發明內容
本發明的發明目的，是為了克服現有技術的不足，提供一種低煙密度的塑料組合物，該低煙密度的塑料組合物在燃燒時煙密度低，且燃燒釋放的氣體中一氧化碳的比例得到降低。本發明的另一目的在于提供所述低煙密度的塑料組合物的制備方法。
本發明的另一目的在于提供含硫化合物作為抑煙劑在制備低煙密度工程塑料中的應用。本發明上述目的通過如下技術方案予以實現:—種低煙密度的塑料組合物，所述塑料組合物中包含抑煙劑，所述抑煙劑包括至少一種含有正四價以上硫原子的無機含硫化合物，且所述抑煙劑不為非金屬的硫酸鹽或硫
酸氫鹽。如上所述，現有技術為了得到煙密度較低的塑料組合物，往往是通過在塑料配方中添加抑煙劑，但是現有的抑煙劑往往只能對特定的體系產生作用，因此應用存在局限。發明人發現，當將合適的含硫化合物添加至塑料配方中得到的塑料組合物，在燃燒時產生的煙密度顯著下降，同時，燃燒釋放的氣體中有害氣體的含量，特別是CO的含量也有一定程度的降低。因此本發明所述的塑料化合物在燃燒時對人體健康損害程度更低，增加了使用者的安全。本發明中，所述的含硫化合物可以是單獨作為抑煙劑使用，也可以與其他非含硫化合物混合作為抑煙劑使用。在常見的含有正四價以上硫原子的無機含硫化合物中，硫原子的化合價一般表現為正四價或正六價；其中，所述無機含硫化合物為金屬硫酸鹽、金屬硫酸氫鹽、亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽。
發明人經過反復實驗發現，本發明所述抑煙劑在燃燒過程中可以起到氧化作用，使得燃燒過程更加充分，可以減少稠環芳烴這種不完全氧化物及一氧化碳的產生。其中，所述無機含硫化合物為在氮氣氛，20°C /min的升溫速度的條件下，TGA1%分解溫度大于235°C的無機含硫化合物。在此范圍內的無機含硫化合物還具備良好的加工性能，在低煙密度塑料組合物的制備過程中，不會出現發泡或氣紋等現象，其也具有更佳的降低煙密度和CO含量的效果。其中，所述抑煙劑由無機含硫化合物單獨組成，所述無機含硫化合物為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鋁、亞硫酸鎂、亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫鉀。其中，所述低煙密度的塑料組合物，所述含硫化合物的用量為占塑料組合物總重量的I 50%。其中，所述的低煙密度的塑料組合物，所述含硫化合物的用量為占塑料組合物總重量的5 35%。 其中，所述低煙密度的塑料組合物，所述塑料組合物中的塑料為熱固性塑料或熱
塑性塑料。所述熱固性塑料包括但不限于環氧樹脂、聚氨酯、不飽和聚酯樹脂；所述熱塑性塑料包括但不限于聚酰胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。所述低煙密度的塑料組合物的制備方法，當所述塑料為熱塑性塑料時，在擠出共混階段加入無機含硫化合物，擠出得到塑料組合物；當所述塑料為熱固性塑料時，在塑料需要進行固化時，加入無機含硫化合物，然后再進行固化，得到塑料組合物。含硫化合物作為抑煙劑在制備低煙密度塑料中的應用。所述的低煙密度的塑料組合物可以應用于各種對塑料組合物阻燃性能有高要求的場合。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:本發明所述的一種低煙密度的塑料組合物，該低煙密度的塑料組合物在燃燒時煙密度低，且燃燒釋放的氣體中一氧化碳的比例得到降低。本發明提供了含硫化合物作為抑煙劑在制備低煙密度塑料中的應用，經過發明人的大量實驗證明，本發明提供的多種抑煙劑均能產生明顯的抑煙及降低CO比例的效果，并且不受塑料體系的限制，可以應用于多種不同類型的塑料中，比目前已知的抑煙劑具有更廣的應用范圍。
具體實施例方式下面結合一些具體實施方式
對本發明低煙密度的塑料組合物、制備方法及其應用做進一步描述。具體實施例為進一步詳細說明本發明，非限定本發明的保護范圍。本發明的實施例采用以下原料:實施例中所用的無機硫酸鹽、無機硫酸氫鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽均為廣州化學試劑廠生產的分析純產品。環氧樹脂體系:巴陵石化的雙酚A型環氧樹脂E-44與巴斯夫生產的乙二胺；
聚氨酯體系:江蘇嘉豐化學股份有限公司PEG1000與煙臺萬華聚氨酯有限公司生產的多亞甲基多苯基異氰酸酯WANNATE PM-700 ；聚碳酸酯:LG化學的 PCTRIREX3030PJ ；聚苯乙烯:奇美實業股份有限公司的PH-888G ；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物:臺灣國喬石化公司的D-150PBT TH6100新疆藍山屯河聚酯有限公司；PET FC-01-68佛山佛塑科技集團股份有限公司；聚酰胺:PA66EPR27神馬尼龍化工有限公司；十溴二苯乙烷、銻白、 磷酸三苯酯均為市售的產品。組合物性能測試方法:熱塑性塑料中的硫化物在雙螺桿共混擠出時添加，熱固性塑料的硫化物在固化前添加。實驗所測煙密度按照GB/T8627-2007標準實施，樣品尺寸為25mmX25mmX6mm ;實驗所測錐形量熱儀按照GB/T16172-2007標準實施，樣品尺寸為IOOmmX IOOmmX 3mm，輻照能量為50kw/m2。一氧化碳含量、二氧化碳含量通過錐形量熱儀測定。以下以具體實施例的方式加以說明，所述原料均為重量份。實施例f 7中塑料組合物的制備按如下方法進行:所述熱固性樣品制備均為在容器中添加樹脂及固化劑、抑煙劑，經高速攪拌混合，注入特定片狀金屬模具，部分種類樣品經加熱固化所得。所述熱塑性樣品制備均為將樹脂與抑煙劑混合，經雙螺桿擠出機在該樹脂加工溫度下擠出造粒，用注塑機注塑成指定尺寸樣片。實施例1低煙密度環氧樹脂按表1中的比例，制備實施例1所述低煙密度環氧樹脂。表權利要求
1.一種低煙密度的塑料組合物，其特征在于，所述塑料組合物中包含抑煙劑，所述抑煙劑包括至少一種含有正四價以上硫原子的無機含硫化合物，且所述抑煙劑不為非金屬的硫酸鹽或硫酸氫鹽。
2.如權利要求1所述低煙密度的塑料組合物，其特征在于，所述無機含硫化合物為金屬硫酸鹽、金屬硫酸氫鹽、亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽。
3.如權利要求1或2所述低煙密度的塑料組合物，其特征在于，在氮氣氛，20°C/min的升溫速度的條件下，所述無機含硫化合物的TGA1%分解溫度大于235°C。
4.如權利要求1或2所述低煙密度的塑料組合物，其特征在于，所述無機含硫化合物為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鋁、亞硫酸鎂、亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫鉀。
5.如權利要求1或2所述的低煙密度的塑料組合物，其特征在于，所述無機含硫化合物的用量為占塑料組合物總重量的廣50%。
6.如權利要求1或2所述的低煙密度的塑料組合物，其特征在于，所述無機含硫化合物的用量為占塑料組合物總重量的5 35%。
7.如權利要求1或2所述低煙密度的塑料組合物，其特征在于，所述塑料組合物中的塑料為熱固性塑料或熱塑性塑料。
8.如權利要求7所述低煙密度的塑料組合物，其特征在于，所述塑料組合物中的塑料為環氧樹脂、聚氨酯、不飽和聚酯樹脂、聚酰胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
9.權利要求1-8中任意一項權利要求所述低煙密度的塑料組合物的制備方法，其特征在于，當所述塑料為熱塑性塑料時，在擠出共混階段加入無機含硫化合物，擠出得到塑料組合物； 當所述塑料為熱固性塑料時，在塑料需要進行固化前，加入無機含硫化合物，然后再進行固化，得到塑料組合物。
10.權利要求1-8任意一項權利要求所述無機含硫化合物作為抑煙劑在制備低煙密度塑料中的應用。
全文摘要
本發明公開一種低煙密度的塑料組合物及其制備方法和應用；所述低煙密度的塑料組合物中包含抑煙劑，所述抑煙劑包括至少一種含有正四價以上硫原子的無機含硫化合物，且所述無機含硫化合物不為非金屬的硫酸鹽或硫酸氫鹽。所述低煙密度的塑料組合物在燃燒時煙密度低，且燃燒釋放的氣體中一氧化碳的比例得到降低。含硫化合物作為抑煙劑應用于制備低煙密度塑料，經過發明人的大量實驗證明，本發明提供的多種抑煙劑均能產生明顯的抑煙及降低CO比例的效果，并且不受塑料體系的限制，可以應用于多種不同類型的塑料中，比目前已知的抑煙劑具有更廣的應用范圍。
文檔編號C08L77/00GK103224690SQ20121059241
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者許晶瑋, 杜榮華, 程慶, 王林, 吳博, 郭濤 申請人:金發科技股份有限公司, 上海金發科技發展有限公司