一种无卤阻燃铝塑复合硬片材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃铝塑复合硬片材料及其制备方法。该材料由涂有乙烯-醋酸乙烯胶粘物层的铝膜与涂有有机硅聚合物层的聚乙烯基阻燃芯材复合制成，复合时所述的乙烯-醋酸乙烯胶粘物层与有机硅聚合物层相接；所述的聚乙烯基阻燃芯材由如下重量份的原料制成：54份-74份高密度聚乙烯、16份-28份磷酸三苯酯和10份-18份氮化硼纤维。该材料具有高效的阻燃和抑烟效果，优良的抗拉强度和阻隔性能，抗紫外老化性好。本发明专利技术制备方法先通过熔融共混挤出聚乙烯基阻燃芯材，再在芯材上涂覆一层有机硅聚合物，最后把已涂有EVA胶粘物层的铝膜贴覆在上面，经辊压热复合、冷辊压延后制得。该制备方法操作简单，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。该材料由涂有乙烯-醋酸乙烯胶粘物层的铝膜与涂有有机硅聚合物层的聚乙烯基阻燃芯材复合制成，复合时所述的乙烯-醋酸乙烯胶粘物层与有机硅聚合物层相接；所述的聚乙烯基阻燃芯材由如下重量份的原料制成：54份-74份高密度聚乙烯、16份-28份磷酸三苯酯和10份-18份氮化硼纤维。该材料具有高效的阻燃和抑烟效果，优良的抗拉强度和阻隔性能，抗紫外老化性好。本专利技术制备方法先通过熔融共混挤出聚乙烯基阻燃芯材，再在芯材上涂覆一层有机硅聚合物，最后把已涂有EVA胶粘物层的铝膜贴覆在上面，经辊压热复合、冷辊压延后制得。该制备方法操作简单，适于工业化生产。【专利说明】一种无南阻燃铝塑复合硬片材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料领域，具体涉及。
技术介绍
铝塑复合硬片材料是在硬质塑料上贴覆铝膜而制得的复合材料。铝塑复合硬片材料具有质地坚硬、外观时尚、抗紫外辐射、阻隔性好、施工方便等特点，已广泛应用于建筑工程防护、广告宣传牌匾、装修装饰、家具制造等领域。铝塑复合硬片材料相对于纯铝片材更经济和绿色环保，符合社会循环经济和低碳经济的发展要求。目前，铝塑复合硬片材料的基材普遍使用易燃的聚苯乙烯、尼龙等高分子材料，这为发生火灾埋下了隐患。为提升铝塑复合硬片材料在建筑工程、装饰装修材料等领域的防火安全性，促进这类产品的规模推广应用，开发高效阻燃、低烟环保的铝塑复合硬片材料势在必行。增强铝塑复合硬片材料的阻燃性能可以通过在基材和粘附层中添加阻燃剂来实现。由于硬片材料的厚度相对较薄，所以对于添加的阻燃剂的要求也相对较高。综合来看，适用于薄型片材的阻燃剂包含:(I)卤系阻燃剂，诸如十溴联苯醚、八溴代联苯等，这类阻燃剂通过捕捉高分子材料热裂解过程中产生的自由基来抑制燃烧行为，常与三氧化二锑联合使用，是一种传统高效的阻燃剂。然而，卤系阻燃剂热裂解时会释放出大量有毒烟尘，并且其通过自然界食物循环链进入人体内后很难再代谢出来，因此已被逐渐淘汰。(2)磷氮类阻燃剂，诸如有机磷酸酯、聚磷酸铵等，多数情况下磷-氮协同作用于被阻燃材料，通过在易燃高分子材料表面形成一层致密的膨胀型碳层，来阻隔氧气的渗透和火焰的蔓延。但是磷氮类阻燃剂的阻燃效率并不高，用于薄型片材时，碳源不丰富，从而导致碳层阻隔能力不足。(3)水合金属氧化物，主要是指氢氧化铝和氢氧化镁，这类阻燃剂价格低廉、热稳定性能好，不产生腐蚀气体且能中和高分子热裂解过程中释放出的酸性气体，通过失水吸热来降低环境温度，具有无毒、环保、抑烟的特点。例如，中国专利申请CN01114843.8公开了一种防火型塑铝复合板制造方法，包括将阻燃聚乙烯塑料加入单螺杆挤出机中挤成片材，以阻燃聚乙烯塑料成片材为芯层，外贴铝板复合外层，复合成铝塑复合板，其中，阻燃聚乙烯塑料的生产配方为:阻燃剂(氢氧化铝、氢氧化镁粉中一种或两种)75份、钛酸酯偶联剂(KH-201)0.75份、乙酸乙酯0.2份、聚乙烯27份、硬脂酸2份；阻燃聚乙烯塑料的加工工艺为:活化处理-混料-造粒；该塑铝复合板在燃烧时低烟、无有害气体产生，具有防火功能。然而，水合金属氧化物要使得被阻燃材料达到优异的阻燃性能，往往添加量很大，在一定程度上会破坏高分子材料固有的力学性能，无机分散相和高分子连续相之间的结合力较弱，复合材料变脆。另一方面，聚合物基复合材料体系中无机组份过大，使得材料熔体粘度过大、可塑性变差，难以加工成薄型的复合片材(厚度0.5mm-2.0mm)。所以，针对质地坚硬、厚度较薄的铝塑复合材料，需通过合理的结构设计，引入新的阻燃工艺，制备出一种无卤、抑烟、高效阻燃的功能型铝塑复合硬片材料，以扩大铝塑复合硬片材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术提供了一种无卤阻燃铝塑复合硬片材料，其具有高效的阻燃和抑烟性能，抗拉强度高，阻隔和抗紫外老化性好等特点。本专利技术还提供了一种无卤阻燃铝塑复合硬片材料的制备方法，该制备方法操作简单，适于工业化生产。本专利技术采用如下技术方案:一种无卤阻燃铝塑复合硬片材料，由涂有乙烯-醋酸乙烯(EVA)胶粘物层的铝膜与涂有有机硅聚合物层的聚乙烯基阻燃芯材复合制成，复合时所述的乙烯-醋酸乙烯胶粘物层与有机硅聚合物层相接。所述的聚乙烯基阻燃芯材由如下重量份的原料主要经熔融共混挤出制成:54份-74份高密度聚乙烯(HDPE)、16份-28份磷酸三苯酯和10份-18份氮化硼纤维。在一定温度下磷酸三苯酯热分解产生磷酸，磷酸促使表层聚乙烯材料脱水成炭，炭层能有效隔离氧气和热量的蔓延，保护底层材料阻止其进一步燃烧；导热和耐火性能优异的氮化硼纤维纵横交错地均匀分布于阻燃芯材中，当燃烧使体系达到一定温度后，纤维表层与炭层相互粘结形成网状交联结构，该结构能够有效增强大面积炭层的强度，防止炭层结构坍塌导致芯材暴露于空气中而复燃。优选的，所述的氮化硼纤维长度为2mm-3mm，直径为4.5 μ m-9.5 μ m,可以更好地达到本专利技术的效果。所述的有机硅聚合物选用聚硅硼氧烷，平均分子量为2000-3000。聚硅硼氧烷在燃烧过程中可在炭层表面形成连续抗氧化的硅酸盐保护层，提升炭层的致密性和阻隔性，进一步抑制氧气的扩散和热辐射；另一方面聚硅硼氧烷具备气相阻燃效果，燃烧过程中，聚硅硼氧烷中的硼以偏硼酸和偏硼酸酯的形式存在，它可以消除聚乙烯在热裂解中产生的过氧自由基，抑制聚合物的氧化裂解。所述的聚硅硼氧烷可以采用以下制备方法，包括:将硼酸、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，加热至60°c -70°C，搅拌回流，然后缓慢加入氯化氢水溶液，回流反应3h-3.5h后，减压蒸馏得到澄清透明聚硅硼氧烷；其中，硼酸与正硅酸乙酯的摩尔比为2.1-2.2:1，氯化氢与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1-0.15:1(优选为0.1-0.12:1)。硼酸与正硅酸乙酯两者的摩尔比例过大制得的聚硅硼氧烷呈粉末状、分子量低且韧性差；两者比例过小也不利于分子量增长，并且聚硅硼氧烷对基材的附着力和对EVA胶粘层的粘结性能变差。所述的EVA胶粘物由如下重量份的原料主要经熔融共混挤出制成:30份-40份EVA树脂、25份-30份松香、18份-23份石蜡、5份填料、7份-17份钥化合物和适量的抗氧齐U。EVA胶粘物层中加入的钥化合物可以促进EVA胶粘物层主体树脂EVA热解交联结炭；同时在高温下发生多烯阳离子裂化反应，增加气相中可供燃烧的燃料而减少生烟量，并将芯材和有机硅聚合物热裂解后形成的芳香族烟尘母体牢固地键合在金属-芳香系复合物中。所述的填料可选用本领域常用的无机填料，优选粘土、碳酸钙、硫酸钡中的一种。所述的钥化合物选用三氧化钥、七钥酸铵、八钥酸铵中的一种。所述的抗氧剂可选用本领域常用的抗氧剂，优选2，6-二叔丁基对甲苯酚、4，4,_双(6-叔丁基间甲酚)硫醚中的一种。所述的抗氧剂的用量可以按照本领域常规用量添加，优选所述的抗氧剂的重量为EVA树脂、松香、石蜡、填料和钥化合物总重量的0.05% -0.2%。所述的有机硅聚合物在聚乙烯基阻燃芯材上的载涂量优选为50g/m2_250g/m2，EVA胶粘物在铝膜上的上胶量优选为30g/m2-75g/m2，可以更好地达到本专利技术的效果。所述的铝膜赋予复合硬片材料好的阻隔和抗紫外老化性，可选用纯铝箔，制作片材时一般选用厚度为0.0lmm-0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃铝塑复合硬片材料，其特征在于，由涂有乙烯‑醋酸乙烯胶粘物层的铝膜与涂有有机硅聚合物层的聚乙烯基阻燃芯材复合制成，复合时所述的乙烯‑醋酸乙烯胶粘物层与有机硅聚合物层相接；所述的聚乙烯基阻燃芯材由如下重量份的原料制成：54份‑74份高密度聚乙烯、16份‑28份磷酸三苯酯和10份‑18份氮化硼纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盛奇龙，周箭，王佳仕，
申请(专利权)人：义乌市晒康塑胶厂，
类型：发明
国别省市：浙江;33