專利名稱：一種低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種片狀模塑料，更確切地說(shuō)，是一種低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
片狀模塑料(Sheet Molding Compoud, SMC),是用不飽和聚酯樹(shù)脂、增稠劑、引發(fā)齊 、交聯(lián)劑、填料、脫模劑、著色劑等混合成樹(shù)脂糊浸潰玻璃纖維粗紗或者玻璃纖維氈，并在兩面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起來(lái)形成的模壓料。SMC作為一種迅速發(fā)展起來(lái)的模壓料具有機(jī)械化程度高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、原材料利用率高、生產(chǎn)成本低、制品表面光潔等優(yōu)點(diǎn)，然而片狀模塑料配方中存在大量可燃有機(jī)物(不飽和聚酯樹(shù)脂等)，易燃燒并產(chǎn)生濃煙和毒氣，這在一定程度上限制了其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。因此，片狀模塑料的阻燃問(wèn)題是復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)。 傳統(tǒng)的對(duì)片狀模塑料阻燃的研究往往停留在添加鹵系阻燃劑或者大量添加無(wú)機(jī)阻燃劑(例如堿金屬氫氧化物、堿金屬氧化物等)等方法上。但鹵素阻燃劑在其應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)高發(fā)煙性和強(qiáng)腐蝕性，從而會(huì)導(dǎo)致“二次危害”。尤其近年來(lái)人們對(duì)防火安全性更加關(guān)注，為防止在火災(zāi)時(shí)有毒有害氣體的產(chǎn)生，鹵系阻燃劑已不適合應(yīng)用到片狀模塑料中；雖然添加無(wú)機(jī)阻燃劑可以提高片狀模塑料的阻燃性能和降低有毒氣體的排出，但是大量添加無(wú)機(jī)阻燃劑會(huì)導(dǎo)致片狀模塑料的綜合力學(xué)性能和表面質(zhì)量大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，從而提供一種低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料及其制備方法。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料，由以下按重量份數(shù)配比的原料制成不飽和聚酯樹(shù)脂混合物60 80份、熱塑性高分子聚合物漿液20 60份，引發(fā)劑I 3份，增稠劑2 4份，阻聚劑O. 02 O. 5份，脫模劑5 15份，填料40 100份，氫氧化鋁粉末60 120份，有機(jī)硅協(xié)效劑I 10份、消煙劑I 8份、線性酚醛樹(shù)脂5 25份，增強(qiáng)纖維60 150份，其中，所述的不飽和聚酯樹(shù)脂混合物包含不飽和聚酯樹(shù)脂按重量份數(shù)占70 75份、苯乙烯溶液按重量份數(shù)占25 30份；所述的熱塑性高分子聚合物漿液為熱塑性高分子聚合物(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯類彈性體等)與單體苯乙烯按重量份數(shù)40 60的配比溶解制得；所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基過(guò)氧化碳酸異丙酯或者過(guò)氧化二異丙苯三種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的增稠劑為氧化鎂或氫氧化鎂或氫氧化鈣三種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；
所述的阻聚劑為對(duì)苯二酚或2 —叔丁基對(duì)苯二酚或?qū)Ρ锦N物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的脫模劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣或硬脂酸鎂三種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的填料為硅微粉或碳酸鈣或氫氧化鋁或硫酸鋇四種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的有機(jī)硅協(xié)效劑為硅酮類阻燃協(xié)效劑；所述的消煙劑為鑰系消煙劑；所述的增強(qiáng)纖維為玄武巖纖維、玻璃纖維和炭纖維的三種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物。作為本發(fā)明的較佳的實(shí)施例，所述的增稠劑中的氧化鎂或氫氧化鎂或氫氧化鈣的 粒徑為2500目以上，所述的硬脂酸鋅或硬脂酸鈣或硬脂酸鎂的粒徑為1000目以上，所述的填料的粒徑為800 1250目并經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理，所述的氫氧化鋁粒徑為5000目以上并經(jīng)偶聯(lián)劑處理，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑，所述的消煙劑為三氧化鑰或鑰酸鋅基復(fù)合物或者八鑰酸銨，所述的線性酚醛樹(shù)脂為苯酚型線性酚醛樹(shù)脂或?qū)κ宥』尤?shù)脂或辛基酚醛樹(shù)脂。本發(fā)明還公開(kāi)了一種制備低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料的方法，按重量份數(shù)，包含以下步驟I)、將所述的不飽和聚酯樹(shù)脂混合物和所述的線性酚醛樹(shù)脂進(jìn)行研磨，直至所述的線性酚醛樹(shù)均勻地分散在所述的不飽和聚酯樹(shù)脂混合物中2)、將I)中得到的混合物和所述的消煙劑、有機(jī)硅協(xié)效劑、引發(fā)劑、阻聚劑與內(nèi)脫模劑一起加入到配料釜中進(jìn)行攪拌至均勻；3)、再將所述的填料和氫氧化鋁粉末加入到步驟I)中的配料釜中進(jìn)行攪拌至均勻，最后加入增稠劑混合均勻；4)將3)中得到的樹(shù)脂糊涂布于聚乙烯薄膜上，將所述的增強(qiáng)纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上，經(jīng)輥壓收卷后得到所述的低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料。本發(fā)明的低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料利用氫氧化鋁、有機(jī)硅協(xié)效劑與消煙劑以及線性酚醛樹(shù)脂進(jìn)行組合，形成一種新型的環(huán)保阻燃體系用以制備低煙無(wú)鹵阻燃的片狀模塑料。相比于傳統(tǒng)的阻燃劑，這種組合型阻燃劑的優(yōu)勢(shì)在于提高復(fù)合材料的阻燃性能、降低燃燒煙密度，同時(shí)也保持了材料優(yōu)良力學(xué)性能，解決了現(xiàn)有阻燃片狀模塑料燃燒煙密度大和綜合力學(xué)性能較低的缺點(diǎn)。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于①有機(jī)硅阻燃協(xié)效劑與氫氧化鋁并用時(shí)，在燃燒過(guò)程中，氫氧化鋁受熱分解降低燃燒表面溫度，有機(jī)硅阻燃協(xié)效劑可形成硅炭保護(hù)層，這種保護(hù)層與常規(guī)炭層相比結(jié)構(gòu)更致密穩(wěn)定，能起到隔熱隔氧阻斷燃燒的作用，同時(shí)還具有良好的抑煙性能；②線性酚醛樹(shù)脂具有高成炭性，在燃燒過(guò)程中進(jìn)一步保證炭層結(jié)構(gòu)致密穩(wěn)定，有利于阻燃性能的提高；③消煙劑鑰酸鹽主要在凝聚相發(fā)揮作用，通過(guò)金屬偶合形成交聯(lián)聚合物鏈吸附芳香族化合物降低煙塵來(lái)源減少生煙量；④使用多種纖維復(fù)配增強(qiáng)片狀模塑料，能有效的提高片狀模塑料的綜合力學(xué)性能。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。實(shí)施例一本發(fā)明的片狀模塑料，其組份按質(zhì)量份數(shù)，選取不飽和聚酯樹(shù)脂60份，聚苯乙烯漿液40份，引發(fā)劑I. 5份，增稠劑3份、阻聚劑O. 03份、脫模劑8份、填料60份、氫氧化鋁80份、有機(jī)硅協(xié)效劑5份、消煙劑3份、線性酚醛樹(shù)脂15份、玻璃纖維50份、玄武巖纖維10份，先將不飽和聚酯樹(shù)脂與線性酚醛樹(shù)脂于三輥研 磨機(jī)研磨，將線性酚醛樹(shù)脂均一的分散在樹(shù)脂中；再將研磨好的樹(shù)脂、消煙劑、有機(jī)硅協(xié)效劑、引發(fā)劑、阻聚劑與脫模劑一起加入到配料釜中以400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘；將填料碳酸鈣和氫氧化鋁加入到配料釜中以800轉(zhuǎn)/分鐘強(qiáng)力攪拌15分鐘；最后加入增稠劑攪拌均勻；將配好的樹(shù)脂糊均勻涂布于聚乙烯薄膜上，將切割好的玻璃纖維與玄武巖纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上，經(jīng)輥壓收卷后得到低煙無(wú)鹵阻燃片狀模塑料。實(shí)施例二 本發(fā)明的片狀模塑料，其組份按質(zhì)量份數(shù)，選取不飽和聚酯樹(shù)脂60份，聚苯乙烯漿液40份，引發(fā)劑I. 5份，增稠劑3份、阻聚劑O. 04份、脫模劑9份、填料60份、氫氧化鋁100份、有機(jī)硅協(xié)效劑5份、消煙劑4份、線性酚醛樹(shù)脂20份、玻璃纖維50份、玄武巖纖維10份，先將不飽和聚酯樹(shù)脂與線性酚醛樹(shù)脂于三輥研磨機(jī)研磨，將線性酚醛樹(shù)脂均一的分散在樹(shù)脂中；再將研磨好的樹(shù)脂、消煙劑、有機(jī)硅協(xié)效劑、引發(fā)劑、阻聚劑與脫模劑一起加入到配料釜中以400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘；將填料碳酸鈣和氫氧化鋁加入到配料釜中以800轉(zhuǎn)/分鐘強(qiáng)力攪拌15分鐘；最后加入增稠劑攪拌均勻；將配好的樹(shù)脂糊均勻涂布于聚乙烯薄膜上，將切割好的玻璃纖維與玄武巖纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上，經(jīng)輥壓收卷后得到低煙無(wú)鹵阻燃片狀模塑料。實(shí)施例三本發(fā)明的片狀模塑料，其組份按質(zhì)量份數(shù)，選取不飽和聚酯樹(shù)脂60份，聚苯乙烯漿液40份，引發(fā)劑I. 5份，增稠劑3份、阻聚劑O. 06份、脫模劑9份、填料60份、氫氧化鋁100份、有機(jī)硅協(xié)效劑8份、消煙劑5份、線性酚醛樹(shù)脂20份、玻璃纖維60份、玄武巖纖維20份，先將不飽和聚酯樹(shù)脂與線性酚醛樹(shù)脂于三輥研磨機(jī)研磨，將線性酚醛樹(shù)脂均一的分散在樹(shù)脂中；再將研磨好的樹(shù)脂、消煙劑、有機(jī)硅協(xié)效劑、引發(fā)劑、阻聚劑與脫模劑一起加入到配料釜中以400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘；將填料碳酸鈣和氫氧化鋁加入到配料釜中以800轉(zhuǎn)/分鐘強(qiáng)力攪拌15分鐘；最后加入增稠劑攪拌均勻；將配好的樹(shù)脂糊均勻涂布于聚乙烯薄膜上，將切割好的玻璃纖維與玄武巖纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上，經(jīng)輥壓收卷后得到低煙無(wú)鹵阻燃片狀模塑料。實(shí)施例四本發(fā)明的片狀模塑料，其組份按質(zhì)量份數(shù)，選取不飽和聚酯樹(shù)脂70份，聚苯乙烯漿液30份，引發(fā)劑2份，增稠劑3份、阻聚劑O. 07份、脫模劑9份、填料60份、氫氧化鋁90份、有機(jī)硅協(xié)效劑6份、消煙劑6份、線性酚醛樹(shù)脂20份、玻璃纖維60份、玄武巖纖維20份，先將不飽和聚酯樹(shù)脂與線性酚醛樹(shù)脂于三輥研磨機(jī)研磨，將線性酚醛樹(shù)脂均一的分散在樹(shù)脂中；再將研磨好的樹(shù)脂、消煙劑、有機(jī)硅協(xié)效劑、引發(fā)劑、阻聚劑與脫模劑一起加入到配料釜中以400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘；將填料碳酸鈣和氫氧化鋁加入到配料釜中以800轉(zhuǎn)/分鐘強(qiáng)力攪拌15分鐘；最后加入增稠劑攪拌均勻；將配好的樹(shù)脂糊均勻涂布于聚乙烯薄膜上，將切割好的玻璃纖維與玄武巖纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上，經(jīng)輥壓收卷后得到低煙無(wú)鹵阻燃片狀模塑料。
實(shí)施例五本發(fā)明的片狀模塑料，其組份按質(zhì)量份數(shù)，選取不飽和聚酯樹(shù)脂70份，聚苯乙烯漿液30份，引發(fā)劑2份，增稠劑3份、阻聚劑O. 07份、脫模劑10份、填料70份、氫氧化鋁110份、有機(jī)硅協(xié)效劑7份、消煙劑6份、線性酚醛樹(shù)脂20份、玻璃纖維70份、玄武巖纖維30份，先將不飽和聚酯樹(shù)脂與線性酚醛樹(shù)脂于三輥研磨機(jī)研磨，將線性酚醛樹(shù)脂均一的分散在樹(shù)脂中；再將研磨好的樹(shù)脂、消煙劑、有機(jī)硅協(xié)效劑、引發(fā)劑、阻聚劑與脫模劑一起加入到配料釜中以400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘；將填料碳酸鈣和氫氧化鋁加入到配料釜中以800轉(zhuǎn)/分鐘強(qiáng)力攪拌15分鐘；最后加入增稠劑攪拌均勻；將配好的樹(shù)脂糊均勻涂布于聚乙烯薄膜上，將切割好的玻璃纖維與玄武巖纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上，經(jīng)輥壓收卷后得到低煙無(wú)鹵阻燃片狀模塑料。實(shí)施例六本發(fā)明的片狀模塑料，其組份按質(zhì)量份數(shù)，選取不飽和聚酯樹(shù)脂80份，聚苯乙烯漿液20份，引發(fā)劑3份，增稠劑4份、阻聚劑O. 08份、脫模劑10份、填料70份、氫氧化鋁110份、有機(jī)硅協(xié)效劑8份、消煙劑7份、線性酚醛樹(shù)脂20份、玻璃纖維90份、玄武巖纖維30份，先將不飽和聚酯樹(shù)脂與線性酚醛樹(shù)脂于三輥研磨機(jī)研磨，將線性酚醛樹(shù)脂均一的分散在樹(shù)脂中；再將研磨好的樹(shù)脂、消煙劑、有機(jī)硅協(xié)效劑、引發(fā)劑、阻聚劑與脫模劑一 起加入到配料釜中以400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘；將填料碳酸鈣和氫氧化鋁加入到配料釜中 以800轉(zhuǎn)/分鐘強(qiáng)力攪拌15分鐘；最后加入增稠劑攪拌均勻；將配好的樹(shù)脂糊均勻涂布于聚乙烯薄膜上，將切割好的玻璃纖維與玄武巖纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上，經(jīng)輥壓收卷后得到低煙無(wú)鹵阻燃片狀模塑料。分別對(duì)上述的各實(shí)施例的片狀模塑料制品按GB標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表I (其中，表I中的最后一列中列舉了現(xiàn)有的片狀模塑料的物理特性，作為對(duì)比)表I
實(shí)施例~實(shí)施例~實(shí)施例~實(shí)施例~實(shí)施例~實(shí)施例 測(cè)試項(xiàng)目_對(duì)比例
I23456
氧指數(shù)(％) 40434546474829
彎曲強(qiáng)度(MPa) 140136155160173190110
沖擊強(qiáng)度
727075738511065
(KJ · m、)
il'f Tl:燃燒T級(jí) ULV-OULV-OULV-OULV-OULV-OULV-OULV-I
煙密度等級(jí) 51383028272585以上僅僅以一個(gè)實(shí)施方式來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路，在系統(tǒng)允許的情況下，本發(fā)明可以擴(kuò)展為同時(shí)外接更多的功能模塊，從而最大限度擴(kuò)展其功能。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的 保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料，其原料按重量份數(shù)包含不飽和聚酯樹(shù)脂混合物60 80份、熱塑性高分子聚合物漿液20 60份，引發(fā)劑I 3份，增稠劑2 4份，阻聚劑O. 02 O. 5份，脫模劑5 15份，填料40 100份，氫氧化鋁粉末60 120份，有機(jī)硅協(xié)效劑I 10份、消煙劑I 8份、線性酚醛樹(shù)脂5 25份，增強(qiáng)纖維60 150份，其中所述的不飽和聚酯樹(shù)脂混合物包含不飽和聚酯樹(shù)脂按重量份數(shù)占70 75份、苯乙烯溶液按重量份數(shù)占25 30份；所述的熱塑性高分子聚合物漿液為熱塑性高分子聚合物與單體苯乙烯按重量份數(shù)的一定配比溶解制得；所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基過(guò)氧化碳酸異丙酯或者過(guò)氧化二異丙苯三種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的增稠劑為氧化鎂或氫氧化鎂或氫氧化鈣三種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的阻聚劑為對(duì)苯二酚或2 —叔丁基對(duì)苯二酚或?qū)Ρ锦N物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的脫模劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣或硬脂酸鎂三種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的填料為硅微粉或碳酸鈣或氫氧化鋁或硫酸鋇四種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物；所述的有機(jī)硅協(xié)效劑為硅酮類阻燃協(xié)效劑；所述的消煙劑為鑰系消煙劑；所述的增強(qiáng)纖維為玄武巖纖維、玻璃纖維和炭纖維的三種物質(zhì)中的一種或幾種的混合物?！?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料，其特征在于，所述的增稠劑中的氧化鎂或氫氧化鎂或氫氧化鈣的粒徑為2500目以上，所述的硬脂酸鋅或硬脂酸鈣或硬脂酸鎂的粒徑為1000目以上，所述的填料的粒徑為800 1250目并經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理，所述的氫氧化鋁粒徑為5000目以上并經(jīng)偶聯(lián)劑處理，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑，所述的消煙劑為三氧化鑰或鑰酸鋅基復(fù)合物或者八鑰酸銨，所述的線性酚醛樹(shù)脂為苯酚型線性酚醛樹(shù)脂或?qū)κ宥』尤?shù)脂或辛基酚醛樹(shù)脂。
3.一種制備權(quán)利要求I中所述的低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料的方法，包含以下步驟I)將所述的不飽和聚酯樹(shù)脂混合物和所述的線性酚醛樹(shù)脂進(jìn)行研磨，直至所述的線性酚醛樹(shù)均勻地分散在所述的不飽和聚酯樹(shù)脂混合物中；2)將I)中得到的混合物和所述的消煙劑、有機(jī)硅協(xié)效劑、引發(fā)劑、阻聚劑與內(nèi)脫模劑一起加入到配料釜中進(jìn)行攪拌至均勻；3)再將所述的填料和氫氧化鋁粉末加入到步驟I)中的配料釜中進(jìn)行攪拌至均勻，最后加入增稠劑混合均勻；4)將3)中得到的樹(shù)脂糊涂布于聚乙烯薄膜上，將所述的增強(qiáng)纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上，經(jīng)輥壓收卷后得到所述的低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低煙無(wú)鹵環(huán)保阻燃型片狀模塑料，按重量份數(shù)，包含不飽和聚酯樹(shù)脂混合物60～80份、熱塑性高分子聚合物漿液20～60份，引發(fā)劑1～3份，增稠劑2～4份，阻聚劑0.02～0.5份，脫模劑5～15份，填料90～140份，氫氧化鋁粉末80～150份，有機(jī)硅協(xié)效劑1～10份、消煙劑1～8份、線性酚醛樹(shù)脂5～25份，增強(qiáng)纖維80～200份。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的阻燃劑，提高復(fù)合材料的阻燃性能、降低燃燒煙密度，同時(shí)也保持了材料優(yōu)良的力學(xué)性能，解決了現(xiàn)有阻燃片狀模塑料燃燒煙密度大和綜合力學(xué)性能較低的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K7/06GK102942761SQ201210409989
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者劉春林, 成文俊, 吳盾, 陶國(guó)良, 何越江 申請(qǐng)人:常州大學(xué)