一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛，包括聚甲醛和膨胀复配阻燃体系，所述膨胀复配阻燃体系包括无机阻燃添加剂、吸醛剂、成炭剂、阻燃剂、硅烷偶联剂，各组分比例为：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1‑5份、吸醛剂6.9‑7.97份、成炭剂1.25‑5.98份、阻燃剂13.8‑15.94份、硅烷偶联剂0.3‑1.7份。本发明专利技术能充分发挥膨胀复配阻燃体系各组分之间的协同阻燃作用，在使用较低添加量复配阻燃体系提高阻燃聚甲醛阻燃效果的同时，减少了对阻燃聚甲醛力学性能的影响。

An expansive compound flame retardant system with flame retardant POM and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛及其制备方法
本专利技术属于阻燃高分子材料制备领域，具体涉及一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛及其制备方法。
技术介绍
聚甲醛是五大工程塑料之一，被广泛用来替代有色金属和合金，但其LOI只有15.0％，是最难阻燃的高分子材料之一。聚甲醛的易燃性由其分子结构特点决定，其分子链由亚甲基和氧构成，氧含量高达53％，燃烧时对外界氧的需求较少，能够在很低的氧浓度下迅速燃烧。另外，聚甲醛的热稳定性较差，受热易发生“拉链式”分解并产生甲醛，而甲醛是一种极易燃烧的低挥发性物质，燃烧时会加速聚甲醛的分解。目前，针对聚甲醛的阻燃改性方法主要如下：一是从分子结构入手，通过使用新型共聚单体或采用各种不同的封端剂来提高聚甲醛的热稳定性(周珮珮.金荣福.合肥工业大学学报(自然科学版),1990,02:105-111)；二是通过添加阻燃剂来提高其阻燃性能(张青,陈英红,武慧智.塑料科技,2009,11:31-33)。从现有的文献报道来看，前者虽然能在一定程度上提高聚甲醛的热分解温度，但所得产品还远远达不到阻燃的要求；而后者作为一种最简单的提高材料阻燃性能的方法，在聚甲醛阻燃研究中也遇到了很多问题，如：聚甲醛分子链对酸性或碱性物质比较敏感，很多添加型阻燃剂会加剧聚甲醛在加工过程中的分解(刘鹏波,徐闻,李英杰.高分子材料科学与工,2004,20(6):120-123)；一般填料或阻燃剂与聚甲醛的相容性较差，既恶化材料的力学性能，又容易使阻燃聚甲醛出现“起霜”和“出汗”现象，从而导致其阻燃性能降低(HatsuhikoHarashina,YoshihisaTajima,TakahitoItoh.PolymerDegradationandStability,2006,91:1996-2002)；为了获得较好的阻燃效果，需在聚甲醛中添加大量的阻燃剂，因而会对其本身的理化性能产生极大的影响(张美玲,曲敏杰,李晶,等.塑料科技,2008,12:90-94)。但是，尽管添加型阻燃剂在提高聚甲醛阻燃性能的研究过程中还存在诸多问题，它依然是目前提高聚甲醛阻燃性能最为简单有效的方式。因此，寻找最佳的复配阻燃体系，充分发挥各组分之间的协效阻燃作用，在使用低添加量阻燃体系提高聚甲醛阻燃性能的同时尽量减少其力学性能降低等，均还值得深入地研究。
技术实现思路
本专利技术提供一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛及其制备方法，充分发挥膨胀复配阻燃体系各组分之间的协同阻燃作用，在使用较低添加量复配阻燃体系提高阻燃聚甲醛阻燃效果的同时，减少了对阻燃聚甲醛力学性能的影响。本专利技术的技术方案如下：一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛，包括聚甲醛和膨胀复配阻燃体系，所述膨胀复配阻燃体系包括无机阻燃添加剂、吸醛剂、成炭剂、阻燃剂、硅烷偶联剂，各组分重量百分比为：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1-5份、吸醛剂6.9-7.97份、成炭剂1.25-5.98份、阻燃剂13.8-15.94份、硅烷偶联剂0.3-1.7份。优选的，所述无机添加剂为氧化铈，所述吸醛剂为三聚氰胺，所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇中的一种，所述阻燃剂为聚磷酸铵，所述硅烷偶联剂为KH-560。本专利技术还提供一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)按如下重量百分比称量：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1-5份、吸醛剂6.9-7.97份、成炭剂1.25-5.98份、阻燃剂13.8-15.94份、硅烷偶联剂0.3-1.7份；(2)将步骤(1)中称量好的原料分别放入烘箱中干燥，然后混合均匀；(3)将步骤(2)所得混合物用单螺杆挤出机挤出，得到料粒；(4)将步骤(3)所得料粒干燥，然后注塑成型。优选的，所述步骤(1)中所述无机添加剂为氧化铈，所述吸醛剂为三聚氰胺，所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇中的一种，所述阻燃剂为聚磷酸铵，所述硅烷偶联剂为KH-560。优选的，所述步骤(2)中烘箱干燥条件设置为85℃，4小时。优选的，所述步骤(3)中挤出温度为165-180℃。优选的，所述步骤(4)中注塑成型温度为160-165℃。本专利技术所述膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛的极限氧指数(LOI)最高可达52，UL-94燃烧等级为V-0等级，其拉抻强度为21.52MPa。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：通过配方设计充分发挥膨胀复配阻燃体系各组分之间的协同阻燃作用，特别是氧化铈的协同增效作用，在使用较低添加量复配阻燃体系提高阻燃聚甲醛阻燃效果的同时，减少了对阻燃聚甲醛力学性能的影响当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应该理解，这些实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限定本专利技术的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本专利技术做出的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1将70份聚甲醛、30份膨胀型复配阻燃体系(其中氧化铈1.88份、聚磷酸铵15.00份、三聚氰胺7.50份、季戊四醇5.62份)置于烘箱中于85℃干燥4h，然后迅速混合均匀。混合物用单螺杆挤出机在165-180℃下挤出造粒，并于85℃干燥8小时，所得粒料在160-165℃下注塑成型为标准试样。经检测，试样的LOI为47，垂直燃烧性能达到UL-94V-1级，拉伸强度为23.84MPa。实施例2将70份聚甲醛、30份膨胀型复配阻燃体系(其中氧化铈0.1份、聚磷酸铵15.95份、三聚氰胺7.97份、季戊四醇5.98份)置于烘箱中于85℃干燥4h，然后迅速混合均匀。混合物用单螺杆挤出机在165-180℃下挤出造粒，并于85℃干燥8小时，所得粒料在160-165℃下注塑成型为标准试样。经检测，试样的LOI为47，垂直燃烧性能达到UL-94V-1级，拉伸强度为22.87MPa。实施例3将70份聚甲醛、30份膨胀型复配阻燃体系(其中氧化铈0.3份、聚磷酸铵15.84份、三聚氰胺7.92份、季戊四醇5.94份)置于烘箱中于85℃干燥4h，然后迅速混合均匀。混合物用单螺杆挤出机在165-180℃下挤出造粒，并于85℃干燥8小时，所得粒料在160-165℃下注塑成型为标准试样。经检测，试样的LOI为52，垂直燃烧性能达到UL-94V-0级，拉伸强度为21.52MPa。实施例4将70份聚甲醛、30份膨胀型复配阻燃体系(其中氧化铈0.3份、聚磷酸铵15.30份、三聚氰胺7.66份、季戊四醇5.74份、硅烷偶联剂KH-5601.0份)置于烘箱中于85℃干燥4h，然后迅速混合均匀。混合物用单螺杆挤出机在165-180℃下挤出造粒，并于85℃干燥8小时，所得粒料在160-165℃下注塑成型为标准试样。经检测，试样的LOI为51，垂直燃烧性能达到UL-94V-1级，拉伸强度为24.75MPa。由上述实施例配方和各配方的性能测试可知，本专利技术的膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛中复配阻燃体系的添加量较低，且其极限氧指数(LOI)可达52，UL-94燃烧等级为V-0等级，拉抻强度为21.52MPa。以上公开的本专利技术优选实施例只是用于帮助阐述本专利技术。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该专利技术仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛，包括聚甲醛和膨胀复配阻燃体系，其特征在于，所述膨胀复配阻燃体系包括无机阻燃添加剂、吸醛剂、成炭剂、阻燃剂、硅烷偶联剂，各组分比例为：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1‑5份、吸醛剂6.9‑7.97份、成炭剂1.25‑5.98份、阻燃剂13.8‑15.94份、硅烷偶联剂0.3‑1.7份。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛，包括聚甲醛和膨胀复配阻燃体系，其特征在于，所述膨胀复配阻燃体系包括无机阻燃添加剂、吸醛剂、成炭剂、阻燃剂、硅烷偶联剂，各组分比例为：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1-5份、吸醛剂6.9-7.97份、成炭剂1.25-5.98份、阻燃剂13.8-15.94份、硅烷偶联剂0.3-1.7份。2.根据权利要求1所述膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛，其特征在于，所述无机添加剂为氧化铈，所述吸醛剂为三聚氰胺，所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇中的一种，所述阻燃剂为聚磷酸铵，所述硅烷偶联剂为KH-560。3.一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)按如下比例称量：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1-5份、吸醛剂6.9-7.97份、成炭剂1.25-5.98份、阻燃剂13.8-15.94份、硅烷偶联剂0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘惠平，林晓兰，朱鹏，刘章蕊，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31