專利名稱：超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合制備無鹵阻燃塑料母料及專用樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻燃塑料母料及專用樹脂的制備方法，特別是涉及超支化聚 酰胺酯/混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母料及利用該母料制備的無鹵阻 燃塑料專用樹脂的制備方法。
技術(shù)背景"綠色"化學(xué)和化工革命，正促成高聚物材料阻燃化處理技術(shù)的不斷發(fā) 展，對(duì)阻燃助劑的綜合性能的要求日趨變高，既要達(dá)到規(guī)定的阻燃級(jí)別，還 要有良好的物理力學(xué)性能、耐腐蝕性、低煙性、無毒性及熱穩(wěn)定性等。含鹵阻燃技術(shù)通常采用多溴聯(lián)苯(六溴聯(lián)苯、八溴聯(lián)苯、九溴聯(lián)苯等)和多溴二苯醚(十溴二苯醚、八溴醚、四溴雙酚A、五溴二苯醚、六溴環(huán)十 二烷等)類物質(zhì)作阻燃劑，工藝成熟、效果不錯(cuò)。然而，這些傳統(tǒng)的含鹵阻燃劑，有著其固有的缺陷若從產(chǎn)品析出對(duì)人體具有潛在的危害，阻燃時(shí)不能抑煙而會(huì)釋放有毒的鹵化氫氣體，正面臨著淘汰的命運(yùn)。2003年2月，歐 盟議會(huì)和歐盟理事會(huì)出臺(tái)的《關(guān)于在電氣電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì) 指令》(R0HS)和《關(guān)于報(bào)廢電子電氣設(shè)備令》(WEEE)兩個(gè)禁令，在阻燃劑 方面明令限制多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚的使用。無鹵阻燃比較符合時(shí)代發(fā)展潮流，己經(jīng)成為阻燃化處理技術(shù)的熱點(diǎn)研究 課題。目前無鹵阻燃發(fā)展動(dòng)態(tài)主要包括(1)"綠色化"，發(fā)展低毒、少煙、 高分子量的綠色產(chǎn)品；(2)"高效化"，對(duì)阻燃劑進(jìn)行微細(xì)化，甚至納米化處理，以及開發(fā)高效表面處理劑、高性能增效劑，進(jìn)而發(fā)展新型、高效的協(xié)同阻燃體系。(3)"簡單化"，制備集酸源、炭源和氣源于一身的"三位一體" 的阻燃劑，以簡化阻燃劑的復(fù)配過程。已開發(fā)的無鹵阻燃體系主要有(i ) 無機(jī)填充阻燃，包括蒙脫土、氫氧化鎂、氫氧化鋁、潛在的氫氧化鈣及其與紅磷等物質(zhì)的復(fù)配體系等。(ii)膨脹型阻燃，由成炭劑(炭源)、脫水劑(酸 源)和發(fā)泡劑(氣源)構(gòu)成；成炭劑指含炭量高的多羥基有機(jī)化合物，常見的 有季戊四醇、尼龍6(PA6)等；脫水劑主要是一些無機(jī)酸鹽和無機(jī)酸酯類，如 磷酸銨鹽、磷酸酯、硼酸鹽和硅酸鹽等；常用的發(fā)泡劑有三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸銨、硼酸胺、雙氰胺甲醛樹脂等。(iii)有機(jī)硅阻燃， 一般單獨(dú)使用 有機(jī)硅的阻燃性能并不理想，常將之與其他阻燃劑互配協(xié)同阻燃。如，有機(jī) 硅/磷協(xié)同阻燃作用非常顯著。從已見的研究無鹵阻燃方面的公開文獻(xiàn)看，采用支化含氮多羥基有機(jī)物 與混合稀土氧化物(RE203)復(fù)配進(jìn)行阻燃研究，目前未見報(bào)道。超支化聚酰 胺酯(hyperbranched polyesteramide，簡稱為HBPEA),可由商品化原料 單體成功合成，分子鍵鏈中含有多活性羥端基(一0H)，及一定量的分子內(nèi) 腔羧基(一C00H)，極性和粘度等性質(zhì)具有可調(diào)整性，多支化的結(jié)構(gòu)在高溫 條件下與適宜的催化劑(如RE203)作用容易環(huán)化產(chǎn)生小分子揮發(fā)物質(zhì)并生 成不燃物質(zhì)，是潛在的成炭劑、脫水劑、發(fā)泡劑的集成體。將HBPEA與REA 復(fù)合，可制得具兼有"綠色化"、"簡單化"特點(diǎn)的高分子量無鹵阻燃劑，將 其與其它阻燃體系互配，有希望實(shí)現(xiàn)"高效化"。HBPEA/RE203復(fù)合無鹵阻燃 應(yīng)用于高聚物材料阻燃化處理技術(shù)，有利于簡化工藝，節(jié)約能源，提高社會(huì) 和經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種超支化聚酰胺酯(HBPEA)與混合稀土氧化物 (RE20:,)復(fù)合無鹵阻燃塑料母料及利用該母料制備的無鹵阻燃塑料專用樹脂 的制備方法。其技術(shù)方案是專利"一種混合稀土氧化物/超支化聚酰胺酯復(fù) 合材料的制備方法"先將含有多活性羥端基(一0H)官能團(tuán)的HBPEA與REA 進(jìn)行物理混合或化學(xué)偶聯(lián)處理制成復(fù)合高分子助劑(HBPEA/RE203)，再按實(shí) 際需求配方量加入基體樹脂、HBPEA/RE203、加工流動(dòng)助劑、無機(jī)填料，混合 均勻，擠出造粒，制得以HBPEA與RE203復(fù)合無鹵阻燃為特征的塑料母粒料。 同時(shí)依據(jù)不同使用要求，往母料繼續(xù)加入基體樹脂PE、 PVC、 PP或ABS，充 分高速捏合和螺桿壓擠混合，最后造粒制得無鹵阻燃專用樹脂。本技術(shù)首創(chuàng)利用超支化聚酰胺酯(HBPEA)與混合稀土氧化物(RE203) 復(fù)合制成高分子助劑，并應(yīng)用于塑料材料。當(dāng)材料燃燒時(shí)，高溫會(huì)促成HBPEA 與RE203的不斷反應(yīng)并生成膨松狀的耐高溫不燃物質(zhì)，有利于提高材料的阻 燃性能。本發(fā)明專用樹脂可用于制備汽車部件、電器外殼、電器元件、建材、 室內(nèi)裝飾等產(chǎn)品。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用了如下的具體制備方法 制備超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母料 各組分以每IOO份的基體樹脂量為基準(zhǔn)，組分之間的用量比為基體樹脂 100HBPEA/RE203 150-200加工流動(dòng)助劑 2-10碳酸鈣 80-160所述的加工流動(dòng)助劑是指高分子蠟、硬酯酸、硬酯酸鎂或鄰苯二甲酸二 辛酯(DOP)。所述的HBPEA/RE203是按照專利"一種混合稀土氧化物/超支化聚酰胺酯復(fù)合材料的制備方法"得到的。制備時(shí)，將上述各組分計(jì)量加入到高速混合機(jī)內(nèi)，在110 130 'C下， 高速攪拌10min，得到超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母料。制備超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料專用樹脂 往上述母料繼續(xù)加入母料初始基體樹脂的8 15倍量的重量份樹脂PE、 PP、 ABS或PVC，維持溫度，繼續(xù)高速攪拌10 min進(jìn)行充分混合,最后擠出 造粒制得超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料專用樹脂。 實(shí)施例1在高速捏合機(jī)中，加入IOO kg的PE、 175 kg HBPEA/RE203、 10 kg高分 子蠟、160 kg 1000-1250目碳酸鈣，維持體系溫度120 °C，保持高速攪拌 10min，冷卻，出料，擠出造粒，得到超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母粒料。往所得母料中加入800 kg PE,維持溫度，繼續(xù)高速攪拌10min后，移入多螺桿機(jī)壓擠混合并牽引、切割、造粒，得到超支化聚酰胺酯與混合稀土 氧化物復(fù)合的無鹵阻燃塑料專用樹脂。 實(shí)施例2在高速捏合機(jī)中，加入100 kg的PP、 150 kg HBPEA/RE203、 5 kg硬酯 酸、120 kg 1000-1250目碳酸鈣，維持體系溫度130 °C ，保持高速攪拌10 min， 冷卻，出料，擠出造粒，得到超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻 燃塑料母粒料。往所得母料中加入1500 kg PP,維持溫度，繼續(xù)高速攪拌10 min后， 移入多螺桿機(jī)壓擠混合并牽引、切割、造粒，得到超支化聚酰胺酯與混合稀 土氧化物復(fù)合的無鹵阻燃塑料專用樹脂。實(shí)施例3在高速捏合機(jī)中，加入IOO kg的ABS、 160 kg HBPEA/RE203、 2 kg硬脂 酸鎂、80 kg 1000-1250目碳酸鈣，維持體系溫度IIO °C，保持高速攪拌IO min，冷卻，出料，擠出造粒，得到超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合 無鹵阻燃塑料母粒料。往所得母料中加入1200 kg ABS,維持溫度，繼續(xù)高速攪拌IO min后，移入多螺桿機(jī)壓擠混合并牽引、切割、造粒，得到超支化聚酰胺酯與混合稀 土氧化物復(fù)合的無鹵阻燃塑料專用樹脂。 實(shí)施例4在高速捏合機(jī)中，加入100kg的PVC、 180 kg HBPEA/RE203、 10 kg D0P、 100 kg 1000-1250目碳酸鈣，維持體系溫度110 °C，保持高速攪拌10 min， 冷卻，出料，擠出造粒，得到超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母粒料。往所得母料中加入1000 kg PVC，高速攪拌10 min后，移入多螺桿機(jī)壓 擠混合并牽引、切割、造粒，得到超支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合的 無鹵阻燃塑料專用樹脂。
權(quán)利要求
1、一種支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母料及專用樹脂的制備方法，其特征是制備支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母料時(shí)各組分以每100份的基體樹脂量為基準(zhǔn)，組分之間的用量比為基體樹脂 100BPEA/RE2O3 150-200加工流動(dòng)助劑2-10碳酸鈣80-160制備時(shí)，將上述各組分計(jì)量加入到高速混合機(jī)內(nèi)，在110～130℃下，高速攪拌10min，得到無鹵阻燃塑料母料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母 料及專用樹脂的制備方法，其特征是所述的加工流動(dòng)助劑是指PE、高分子蠟、 硬脂酸、硬脂酸鎂或鄰苯二甲酸二辛酯。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母 料及專用樹脂的制備方法，其特征是在所述的母料中繼續(xù)加入母料初始基體樹 脂的8 15倍量的重量份的樹脂PE、 PP、 ABS或PVC，高速攪拌10 min，擠出造 粒制得無鹵阻燃塑料專用樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及阻燃塑料母料及專用樹脂的制備方法。制備支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母料時(shí)，以每100份的基體樹脂量為基準(zhǔn)，組分之間的用量比為基體樹脂100份，BPEA/RE₂O₃150-200份，加工流動(dòng)助劑2-10份，碳酸鈣80-160份。將上述各組分計(jì)量加入到高速混合機(jī)110～130℃下，攪拌10min，得到支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料母料。往上述母料繼續(xù)加入母料初始基體樹脂的8～15倍量的重量份樹脂PE、PP、ABS或PVC，充分混合后擠出造粒制得支化聚酰胺酯與混合稀土氧化物復(fù)合無鹵阻燃塑料專用樹脂。利用本發(fā)明所述的制備方法制備出的材料，具有耐高溫不燃的性能，可用于制備汽車部件、電器外殼、電器元件、建材、室內(nèi)裝飾等產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C08K13/02GK101333298SQ20081007150
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者劉欣萍, 肖荔人, 兢 許, 錢慶榮, 陳慶華, 陳榮國, 黃寶銓 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)