專利名稱：增強補韌型抗靜電阻燃母粒及制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及塑料抗靜電阻燃材料，尤其涉及對既抗靜電又阻燃性能要求高的塑料 制品。如煤礦井下塑料制品，易燃易爆氣體輸送管道和塑料電器制品等領域。
背景技術：
塑料為非導電易燃高分子材料。許多應用領域，如電器零部件，煤礦井下用塑料 管材，板材網(wǎng)絡制品，煤氣、天然氣等可燃性氣體輸送用塑料管道或塑料容器，塑料電器制 品，為了避免火災，既要求阻燃，又要求抗靜電。目前生產這一類塑料制品，一般采用專用料 的形式。如專利 200610043497. 0，200610040792. 0,02135418. 6，200410036589. 7 中所述 即把抗靜電組分和阻燃組分加入到基體樹脂中，經雙螺桿擠出機造粒制成專用料，再用專 用料生產制品。這種做法存在兩個缺點其一所用樹脂在生產制品之前都要走一遍雙螺 桿，既浪費電能，又對樹脂的力學性能造成損害。一般PE經雙螺桿擠出機擠出后，綜合力學 性能要降低5 8%，PP降低幅度更大，要超過10%。其二不同場合下使用的制品，對抗 靜電和阻燃性能要求不完全相同，需要生產眾多種類的專用料才能滿足需要，給生產帶來 許多不便。采用本發(fā)明，補強增韌型抗靜電阻燃母粒的形式，既節(jié)省能源，減小對樹脂力學 性能的損害，使用又非常方便。只要調節(jié)母粒與基體樹脂的比例，便可生產具有各種不同抗 靜電阻燃性能的塑料制品。雖然沒有目前已有類似母粒形式的專利，如=200410067507. 5， 92112913. 0，但它們的局限性大，僅適用一種材料的制品，不具通用性且性能較差。本發(fā)明 可適用多種不同材料制品，并能滿足各種場合下對抗靜電阻燃性能要求高的制品。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要內容是提供一種具有抗靜電阻燃功能母粒的制備方法與應用?？轨o電阻燃母粒是由阻燃劑、抗靜電劑、加工助劑和載體樹脂四部分組成，它們之 間的重量比例為阻燃劑抗靜電劑加工助劑載體樹脂=30 50 20 30 15 35 10 15。所用阻燃劑有鹵素系列，它們是十溴聯(lián)苯醚，十溴二苯乙烷，四溴雙酚A，四溴丁 烷，氯化石蠟；磷系列多聚磷酸銨，磷酸三甲酯，包膜紅磷和其他系列產品硼酸鋅，硅酸 銨，三氧化二銻，氫氧化鎂和氫氧化鋁?？蛇x用其中一種或兩種以上任意比例的混合物。采 用多種復配比單一品種效果好。不同阻燃劑阻燃機理不完全相同，通過多種復配可以充分 發(fā)揮各自的優(yōu)勢，獲得更佳的阻燃效果。如果用非鹵素系列阻燃劑，可制得無鹵低煙母粒， 更符合環(huán)保要求。阻燃劑在母粒中所占重量比例為30 50%，最佳比例為35 45%。所用抗靜電劑為導電石墨，導電炭黑，烷基磷酸酯二乙醇銨鹽，硬脂酰胺，丙基， 二甲基_ β _羥乙基銨硝酸鹽，單硬脂酸甘油酯，烷基磷酸酯，二乙醇銨鹽，十二烷基二甲基 甜菜堿和辛基酚聚氧乙烯醚中的一種或兩種以上任意比例混合物。如果利用某些抗靜電劑 之間的協(xié)同效應，可以減小用量，并獲得較好的抗靜電效果?？轨o電劑在母粒中所占重量比 例為20 30%，最佳比例為15 25%。
所用加工助劑為PE蠟，PP蠟，固體石蠟，白油，無規(guī)PP，硬脂酸及其鹽，鋁酸酯偶 聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑，酸式亞磷酸酯偶聯(lián)劑，稀土偶聯(lián)劑和硅油中的一種或兩種以上任意比 例的混合物。這些加工助劑的功能是潤滑作用，降低各組分之間的界面能，增加相容性，既 便于擠出造粒，又利于母粒在基體樹脂中分散。多種加工助劑復配使用比單一使用效果更 好。加工助劑在母粒中所占比例為15 35%，最佳比例為20 30%。所用載體樹脂為PE，PP, EVA, EAA, POE, PVC, ABS, PS, PET和PA中的一種或兩種 以上任意比例的混合物。顧名思義，載體樹脂的作用是將所有組分捏合在一起，本身作為載 體，將其帶進基體樹脂中。為此，可用作載體的樹脂，應具備兩個條件，其一熔體流動速率 要大，其二 與基體樹脂相容性要好。載體數(shù)值在母粒中所占比例為10 15%，最佳比例 為11 13%。為了保證本發(fā)明抗靜電阻燃母粒，補強增韌性能，所用到的無機組分的厚生粒子 粒徑都是納米級或接近納米級。只有選用如此小的粒徑，才能在增加比例大的情況下，使制 品的力學性能不受影響，甚至有所增加。為了使如此小的無機納米粒子能夠均勻分散在塑 料中，必須選擇高性能的加工助劑和合理加工工藝。本發(fā)明抗靜電阻燃母粒的制備方法可選擇以下兩種工藝路線的任何一種a.按 配方比例將各組分加入到密煉機或捏合機內于160 200°C下塑化混煉15 30min，當整 個物料呈均勻的面團狀，取出放入單螺桿擠出機中在160 200°C下擠出造粒而成。b.按 配方比例將各組分加入到高速攪拌機內于80 110°C高速混合10 15min，物料呈濕潤細 小顆粒狀，取出，用往復式單螺桿擠出機于160 200°C下擠出造粒而成。兩種工藝中的加工溫度取決于載體樹脂的軟化點。軟化點越高，加工溫度也就越 高。兩種工藝雖然不同但效果一樣，都可以制成質量好的抗靜電阻燃母粒。本發(fā)明補強增韌型抗靜電阻燃母粒，通過選擇不同載體樹脂制得的母粒，可以適 用各種樹脂，如PE，PP, PVC, PS, ABS, PET, PA等。母?？轨o電性和阻燃性能高，是目前類似 產品無法比擬的，而且不影響制品的力學性能。本發(fā)明補強增韌型抗靜電阻燃母粒的應用領域是對抗靜電性、阻燃性二者要求較 高的塑料制品，如煤礦井下各種塑料制品，各種易燃易爆的可燃性氣體輸送用塑料管道和 塑料電器零部件。用戶可根據(jù)制品對抗靜電性和阻燃性不同要求選擇添加比例，添加量越 大，抗靜電和阻燃性能越好。一般添加10 25%便可達到標準要求，如在PE中添加20% 母粒制成額的管材，管材內外壁電阻小于1. OX IOV有焰燃燒時間小于3秒，無焰燃燒時間 小于20秒，力學性能等各項指標均達到或超過國家煤炭行業(yè)MT558. 1-2005井下用塑料管 材標準要求。
具體實施例方式為了進一步闡明本發(fā)明具體內容，特列出以下實施例。但這些實施例僅僅是示范 性的，并不對本發(fā)明的應用范圍構成任何限制。在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下，對本 發(fā)明的細節(jié)和描述方式進行的任何常規(guī)替換均將落入本發(fā)明保護范圍。實施例一稱取十溴二苯乙烷18kg，氯化石蠟2kg，三氧化二銻5kg，氫氧化鋁2kg，氫氧化鎂 6kg，硼酸鋅2kg，導電炭黑16kg，硬脂酸胺2kg，烷基磷酸酯3kg，單硬脂酸甘油脂2kg，二乙醇銨鹽2kg，PE蠟4kg，固體石蠟6kg，白油4kg，硬脂酸4kg，硬脂酸鋅2kg，鋁酸酯偶聯(lián)劑4kg，無規(guī)PP 4kg,PE 8kg,EVA 4kg，加入到75立升密煉機內于165°C下密煉20分鐘，取出 用單螺桿擠出機于165°C下擠出造粒，即得IOOkg抗靜電阻燃母粒。用該母粒按20%比例與PE混合均勻。制成煤礦井下用0UOX3. 4mra管材。放置 一周后測試表面電阻和阻燃性能，結果如下 管材的各項力學指標均超過國家標準要求。實施例二 稱取包膜紅磷20kg，多聚磷酸銨6kg，硼酸鋅4kg，氫氧化鎂8kg，硅酸銨2kg，導電 石墨16kg，丙基，二甲基-β -羥乙基銨硝酸鹽4kg，烷基磷酸酯2kg，十二烷基二甲基甜菜 堿3kg，白油6kg，PP蠟4kg，硬脂酸4kg，硬脂酸鎂2kg，鈦酸酯偶聯(lián)劑4kg，二甲硅油1kg，PP 10kg，PE 4kg，加入到300立升高速攪拌機內，于105°C下高速攪拌12min，取出，用往復式雙 螺桿擠出機于180°C下擠出造粒，制得IOOkg低煙無鹵環(huán)保型抗靜電阻燃母粒。用該母粒按10%的比例與PP混合均勻，拉制成煤礦井下用厚度為6mm的頂面網(wǎng) 材。放置一周后測其表面電阻和阻燃性能，結果如下 頂面網(wǎng)點各項力學性能均超過國家標準要求。
權利要求
一種補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于母粒組成為阻燃劑、抗靜電劑、加工助劑和載體樹脂，它們之間重量比例為阻燃劑∶抗靜電劑∶加工助劑∶載體樹脂＝30～50∶20～30∶15～35∶10～15。
2.根據(jù)權利要求1所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于其中所用阻燃 劑為十溴聯(lián)苯醚、十溴二苯乙烷、四溴雙酚A、四溴丁烷、氯化石蠟、磷酸三甲酯、多聚磷酸 銨、包膜紅磷、硼酸鋅、硅酸銨、三氧化二銻、氫氧化鎂和氫氧化鋁中的一種或兩種以上任意 比例的混合物。
3.根據(jù)權利要求1、2所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于其組成中的阻 燃劑使用無鹵型阻燃劑制得低煙、無鹵、環(huán)保型抗靜電阻燃母粒。
4.根據(jù)權利要求1所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于組成中的抗靜電 劑為導電石墨；導電炭黑；烷基磷酸酯二乙醇銨鹽；硬脂酰胺；丙基，二甲基羥乙基銨 硝酸鹽；單硬脂酸甘油脂；烷基磷酸酯；二乙醇銨鹽；十二烷基二甲基甜菜堿和辛基酚聚氧 乙烯醚中的一種或兩種以上任意比例混合物。
5.根據(jù)權利要求1、2所述補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于組成中所用阻燃 齊 ，抗靜電劑中的無機組分選自包膜紅磷、硼酸鋅、硅酸銨、三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化 鋁、導電石墨或導電炭黑。
6.根據(jù)權利要求1、2所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于組成中所用阻 燃劑、抗靜電劑中的無機組分，其厚生粒子的粒徑小于0. 2 μ m。
7.根據(jù)權利要求1、2所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于組成中所用阻 燃劑，抗靜電劑中的無機組分，其厚生粒子的粒徑小于lOOnm。
8.根據(jù)權利要求1所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于組成中的加工助 劑為PE蠟、PP蠟、固體石蠟、白油、無規(guī)PP、硬脂酸及其鹽、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、 酸式亞磷酸酯偶聯(lián)劑、稀土偶聯(lián)劑和硅油中的一種或兩種以上任意比例混合物。
9.根據(jù)權利要求1所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒，其特征在于組成中的載體樹 脂為聚乙烯、聚丙烯、乙烯_醋酸乙烯芳聚物、乙烯_丙烯酸共聚物、乙烯_辛烯共聚物、聚 氯乙烯、ABS、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的一種或兩種以上任意比例混合物。
10.一種權利要求1所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒制備方法，其特征在于將母 粒組成中各組分按配方比例加入到密煉機或捏合機內，于160 200°C下塑化混煉，15 30min后，再通過單螺桿擠出機于160 200°C下造粒；或者將各組分按比例加入到高混機 內于80 110°C下高速混合10 15min，再通過往復式單螺桿擠出機于160 200°C下造 粒，即得到抗靜電阻燃母粒。
11.一種權利要求1所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒的應用，其特征在于將其應用 于對抗靜電和阻燃性能均要求較高的PE、PP、PS、ABS、PVC、PET和PA等各種塑料制品。
12.根據(jù)權利要求11所述的補強增韌型抗靜電阻燃母粒的應用，其特征在于可應用 于煤礦井下塑料制品；煤氣、天然氣塑料輸送管道和各種塑料電器制品。根據(jù)制品對抗靜電 阻燃性能要求不同，添加比例不同，添加量為10 25%便可達到抗靜電阻燃的要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種補強增韌型抗靜電阻燃母粒及制備方法與應用。該抗靜電阻燃母粒的主要組分有阻燃劑、抗靜電劑、加工助劑和載體樹脂。將各種組分按配方比例配制后，先經密煉機或捏合機塑化混煉，再經單螺桿擠出機造粒，或采用高混機將各組分混合均勻，再經往復式單螺桿擠出機造粒而成。該抗靜電阻燃母粒除了具備抗靜電阻燃功能外，還具備了補強增韌的作用。該母粒主要用于對抗靜電阻燃性能以及補強增韌性能要求都較高的塑料制品和煤礦井下塑料管材和頂網(wǎng)；煤氣運輸管道和各種電器塑料制品。
文檔編號C08L67/00GK101838418SQ20091011944
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權日2009年3月16日
發(fā)明者馮軍凱, 宋寶祥, 王錫臣 申請人:山西達興新材料科技有限公司