含Ho元素的阻燃協效劑的制備方法及其阻燃改性通用塑料的應用
【專利說明】含Ho元素的阻燃協效劑的制備方法及其阻燃改性通用塑料的 應用
[0001] 本發明涉及一種含鈥(Ho)元素的阻燃協效劑的制備方法，然后應用在通用塑料 上，使其獲得了較好的阻燃性能。
【背景技術】
[0002] 傳統的通用塑料阻燃劑主要分為無機氫氧化物和有機鹵代烴兩大類，然而無機氫 氧化物阻燃劑用量大，損害通用塑料材料的機械性能;有機鹵代烴阻燃劑添加量少，但燃燒 后生成有毒揮發氣體，污染環境，因此在通用塑料中使用綠色膨脹型阻燃劑是本發明的亮 點之一〇
[0003]其次，膨脹型阻燃劑的添加量需要達到一定量才能發揮相應的阻燃作用，為了降 低膨脹型阻燃劑用量，提高通用塑料材料機械性能，并降低成本，提高利用，取得較好的阻 燃效，選用催化效果更好的4A分子篩作為阻燃協效劑是本發明的亮點之二。
[0004]再次，稀土元素Ho的加入能更好地提高4A分子篩的催化效果，使得塑料機體的阻 燃性能進一步提高，將含有Ho元素的4A分子篩作為膨脹型阻燃劑的協效劑應用到通用塑料 基體中是本發明的亮點之三。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于將Ho元素引入4A分子篩后，協同膨脹型阻燃劑應用在通用塑料 中取得了較好的阻燃效果。
[0006]本發明所提共的膨脹型阻燃通用塑料所需要的特征物質組分及其質量份數(每 1 〇〇份質量的塑料基體中添加劑的質量，以下簡稱"份"）如下：
[0007]通用塑料100份、膨脹型阻燃劑13-48份、偶聯劑1-3份、抗氧劑1-2份、阻燃協效劑 0-5份。
[0008]本發明所提供的膨脹阻燃體系及協效劑特征物質組分及質量份數為：聚磷酸銨 10-30份，季戊四醇3-12份，三聚氰胺0-6份，含Ho元素的4A分子篩0.5-5份。
[0009]本發明所提供的通用塑料包括低密度聚乙烯(LDPE)、聚4-甲基-1-戊烯(P4MP)、聚 偏氯乙稀樹脂(PVDC)、聚苯乙稀(PS)、丙稀腈-苯乙稀二元共聚物(AS)、丙稀晴-氯化聚乙 烯-苯乙烯三元共聚物(ACS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)、氨基樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯 (PU)、環氧樹脂、不飽和聚酯等通用塑料中的一種或者多種混合物。
[0010] 本發明所提供的復合膨脹型阻燃通用塑料制備方法如下：
[0011] (1 )4A分子篩經干燥，研磨細化至20-200μπι后，將4A分子篩與質量分數為10-40 % 銨鹽溶劑按質量比1:10混合，取質量為上述溶液的〇.5%-8%濃度為0.5-5mol/L的鈥鹽溶 液加入至上述溶液中，用〇.5-3mol/L的鹽酸調節溶液PH至3-6,于30-100°C攪拌l_5h，室溫 下抽濾，40-100°C下干燥l_24h;
[0012] (2)將通用塑料以及抗氧化劑、膨脹阻燃體系及協效劑于高速攪拌機中混合均勻， 經雙螺桿擠出機擠出造粒，烘干即得膨脹型阻燃通用塑料粒料。
[0013] 本發明具有以下有益效果：
[0014] 本發明所提供的含鈥的4A分子篩作為阻燃協效劑，在于膨脹型阻燃劑復配之后阻 燃通用塑料，具有阻燃效率高、成本低廉，無毒環保，制備工藝簡單的效果。
【具體實施方式】
[0015] 下述實施例中所指的份數均指質量份數。
[0016] 實施例1:
[0017] (1)4A分子篩經干燥，研磨過篩至20μπι后，將4A分子篩與質量分數為10%銨鹽溶劑 按質量比1:10混合，取質量為上述溶液的〇.5%，濃度為0.5mol/L的鈥鹽溶液加入至上述溶 液中，用lmol/L的鹽酸調節溶液PH至3.5，于40°C攪拌8h，室溫下抽濾，40°C下干燥24h，密封 備用。
[0018] (2)將聚丙烯100份、聚磷酸銨10份、季戊四醇3份、含Ho的4A分子篩0.5份、抗氧化 劑1份，于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，其中擠出溫度170-200°C，螺 桿轉速25-40r/min。將得到的顆粒經過壓片機壓片成型，得到膨脹型阻燃聚丙烯。
[0019] 實施例2:
[0020] (1)4A分子篩經干燥，研磨過篩后，將4A分子篩與質量分數為40%銨鹽溶劑按質量 比1:10混合，取質量為上述溶液的8%，濃度為lmol/L的鈥鹽溶液加入至上述溶液中，用 1mo1 /L的鹽酸調節溶液PH至6，于10 0 °C攪拌1h，室溫下抽濾，10 0 °C下干燥2h，密封備用。
[0021] (2)將聚丙烯100份、聚磷酸銨30份、季戊四醇12份、三聚氰胺6份、含Ho的4A分子篩 5份、抗氧化劑2份，于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，其中擠出溫度 170-200°C，螺桿轉速25-40r/min。將得到的顆粒經過壓片機壓片成型，得到膨脹型阻燃聚 丙烯。
[0022] 實施例3:
[0023] (1)4A分子篩經干燥，研磨過篩后，將4A分子篩與質量分數為20%銨鹽溶劑按質量 比1:10混合，取質量為上述溶液的5%，濃度為lmol/L的鈥鹽溶液加入至上述溶液中，用 1mo1 /L的鹽酸調節溶液PH至5，于10 0 °C攪拌1h，室溫下抽濾，10 0 °C下干燥2h，密封備用。 [0024] (2)將聚丙烯100份、聚磷酸銨23份、季戊四醇8份、含Ho的4A分子篩2.5份、抗氧化 劑1份，于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，其中擠出溫度170-200°C，螺 桿轉速25-40r/min。將得到的顆粒經過壓片機壓片成型，得到膨脹型阻燃聚丙烯。
[0025] 實施例4:
[0026] (1)4A分子篩經干燥，研磨過篩后，將4A分子篩與質量分數為15%銨鹽溶劑按質量 比1:10混合，取質量為上述溶液的3%，濃度為lmol/L的鈥鹽溶液加入至上述溶液中，用lmol/L的鹽酸調節溶液PH至4.5，于100°C攪拌lh，室溫下抽濾，100°C下干燥2h，密封備用。 [0027] (2)將乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、聚磷酸銨15份、季戊四醇5份、三聚氰胺5份、含 Ho的4A分子篩2份、抗氧化劑1份于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料 烘干后經壓片機壓片成型即得膨脹型阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0028] 實施例5:
[0029] (1)4A分子篩經干燥，研磨過篩后，將4A分子篩與質量分數為15%銨鹽溶劑按質量 比1:10混合，取質量為上述溶液的3%，濃度為lmol/L的鈥鹽溶液加入至上述溶液中，用 lmol/L的鹽酸調節溶液PH至4.5，于100°C攪拌lh，室溫下抽濾，100°C下干燥2h，密封備用。
[0030] (2)將聚苯乙烯100份、聚磷酸銨20份、季戊四醇5份、含Ho的4A分子篩2.5份、抗氧 化劑1份于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料烘干后經壓片機壓片成 型即得膨脹型阻燃聚苯乙烯。
[0031] 表1.各實施例阻燃測試結果
【主權項】
1. 一種含鈥(Ho)元素的阻燃協效劑的制備方法:4A分子篩經干燥，研磨細化至20-200μ m后，將4Α分子篩與質量分數為10-40 %銨鹽溶劑按質量比1:10混合，取質量為上述溶液的 0.5%-8%濃度為0.5-5mol/L的鈥鹽溶液加入至上述溶液中，用lmol/L的鹽酸調節溶液PH至 3.5-6，于40-100°(3攪拌1-811，室溫下抽濾，40-100°(3下干燥2-2411。2. 根據權利要求1所述的阻燃協效劑的制備方法，其特征在于分子篩的粒徑為20-200μ m〇3. 根據權利要求1所述的阻燃協效劑的制備方法，其特征在于改性過程中所用的銨鹽 溶劑的質量分數為10-40 %。4. 根據權利要求1所述的阻燃協效劑的制備方法，其特征在于改性過程中所用的鈥鹽 溶液的濃度為0.5-5mol/L，且所用的量為權利要求3中所述溶液質量的0.5-8%。5. 根據權利要求1所述的阻燃協效劑的制備方法，其特征在于溶液的PH被鹽酸調節至 3.5~6〇6. 根據權利要求1所述的阻燃協效劑的制備方法，其特征在于反應溫度為40-100°C。7. 根據權利要求1所述的阻燃協效劑的制備方法，其特征在于反應時間為l_8h。8. -種膨脹型阻燃劑協同其他化合物復合阻燃通用塑料的方法，將通用塑料100份、抗 氧化劑1-2份、膨脹阻燃體系13-48份于高速攪拌機中混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒， 經烘干即得膨脹型阻燃通用塑料粒料。其特征在于，還包括含Ho元素的4A分子篩0.5-5份作 為阻燃協效劑。9. 根據權利要求8所述的復合阻燃通用塑料，其特征在于所述的通用塑料包括低密度 聚乙烯(LDPE)、聚4-甲基-1-戊烯(P4MP)、聚偏氯乙烯樹脂(PVDC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-苯乙稀二元共聚物(AS)、丙稀晴-氯化聚乙稀-苯乙稀三元共聚物(ACS)、乙稀-醋酸乙稀共 聚物(EVA)、氨基樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯(PU)、環氧樹脂、不飽和聚酯等通用塑料中的一種 或者多種混合物。10. 根據權利要求8所述的膨脹型阻燃體系，其特征在于，該體系包含聚磷酸銨10-30 份、季戊四醇3-12份、三聚氰胺0-6份。
【專利摘要】本發明涉及一種含鈥(Ho)元素的阻燃協效劑的制備方法，然后應用在通用塑料上，使其獲得了較好的阻燃性能。依據本發明所制備的復合膨脹型阻燃通用塑料，其所需要的特征物質及其質量份數如下：通用塑料100份、聚磷酸銨10-30、季戊四醇3-12份、三聚氰胺0-6份、抗氧劑1-2份和含鈥的新型分子篩0-6份。本發明所提供的新型分子篩作為阻燃協效劑時具有阻燃效率高、成本低、環保無毒的特點。
【IPC分類】C08K13/04, C08K3/32, C08L25/06, C08K5/3492, C08L23/08, C08K7/26, C08L23/12, C08K5/053
【公開號】CN105462072
【申請號】CN201610022613
【發明人】張勝, 宋曉卉, 谷曉昱, 唐武飛, 王愛娟
【申請人】北京化工大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月13日