本发明专利技术公开了一种阶梯式阻燃塑料及其制备方法，按重量份数计包括以下组分：塑料800～1200份，无机阻燃粉30～120份，硼酸锌3～8份，硅微粉2～5份，消烟剂1～2份，碳酸钙1～2份，高分子分散剂0.3～1.2份，助剂0.3～2份；所述制备方法包括步骤：无机阻燃粉的制备，阻燃材料的修饰，复合阻燃材料的制备，阻燃塑料的制备。通过本发明专利技术提供的阶梯式阻燃塑料及其制备方法，得到的塑料能够在不同温度下形成不同的阻燃外壳，从而具备多级阻燃效果，对塑料基材形成阶梯式的阻燃保护。
A Stepped Flame Retardant Plastic and Its Preparation Method
【技术实现步骤摘要】
一种阶梯式阻燃塑料及其制备方法
本专利技术涉及高分子聚合物材料
，特别涉及一种阶梯式阻燃塑料及其制备方法。
技术介绍
随着高分子材料、电子、电器、机械、汽车、船舶、航空航天和化学工业的快速发展，塑料制品越来越广泛地应用于人们的生活和生产中的各个领域，同时塑料的可燃性引起的火灾也给人们带来巨大的生命和财产损失。现有技术中，通常通过添加阻燃剂来提高塑料的阻燃性能。阻燃剂又称难燃剂、耐火剂或者防火剂，是赋予易燃聚合物难燃性的功能性材料，经过阻燃剂加工后的塑料制品，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止或者终止火焰的传播，从而达到阻燃效果。阻燃剂的使用对人类的生命及财产安全起到巨大的保护作用，因此塑料阻燃剂和阻燃材料的研制、生产及推广得到了快速发展。现有阻燃剂主要包括两大类，卤系阻燃剂和非卤系阻燃剂，其中卤系阻燃剂主要有氯化石蜡、四溴双酚A、十溴二苯醚，由于卤系阻燃剂的阻燃效果好、对材料的性能影响小、性价比高而得到广泛使用，占市场主导地位。但是卤系阻燃剂由于存在环保方面的缺陷，阻燃过程中会释放腐蚀性气体、有毒物质和大量有害烟雾，欧美等发达国家相继推出法规来约束该类阻燃剂的使用，目前卤系阻燃剂的用量正在逐渐减少。非卤系阻燃剂主要包括有机磷系阻燃剂、无机阻燃剂等。其中有机磷系阻燃剂对聚合物的物理机械性能影响较小，和聚合物有较好的兼容性，成为近年来备受青睐的阻燃剂。但是有机磷类阻燃剂多为液体，具有挥发性强，发烟量大，遇热稳定性差的缺点。无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、硼酸锌、氧化锑等，具有稳定性好、不挥发、原料来源丰富并对环境友好等优势，但是无机阻燃剂通常需要填充量大，与高分子材料相容性差，导致树脂混炼、成型时流动性差，合成材料的加工和机械性能下降，从而使得其应用受到局限。但是无论是卤系阻燃剂还是非卤系阻燃剂，目前都只具有一级阻燃的效果，当塑料温度不断升高时，其阻燃性能会随温度的升高而失效。可见，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种阶梯式阻燃塑料及其制备方法，旨在解决现有技术中非卤系阻燃材料分散性、流动性差，无法提供多级阻燃效果的缺陷。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种阶梯式阻燃塑料，按重量份数计包括以下组分：塑料800～1200份；无机阻燃粉30～120份；硼酸锌3～8份；硅微粉2～5份；消烟剂1～2份；碳酸钙1～2份；高分子分散剂0.3～1.2份；助剂0.3～2份。所述阶梯式阻燃塑料中，所述塑料为PVC、PP、PA、ABS中的一种。所述阶梯式阻燃塑料中，所述无机阻燃粉由无机硅铝成壳材料制备而成，所述无机硅铝成壳材料按重量份数计包括：SiO240～55份；H3BO320～40份；CaCO35～10份；K2CO33～10份；Al2O31～8份；NaNO31～5份；Na2O1～5份；Na2SO40.1～0.5份；La2O30.05～0.2份；ZrO20.05～0.1份。所述阶梯式阻燃塑料中，所述硅微粉的粒径为0.1～0.3μm，且粒径为0.1μm的硅微粉不少于80%。所述阶梯式阻燃塑料中，所述消烟剂包括Al(OH)3、Mg（OH）2中的一种或两种。所述阶梯式阻燃塑料中，所述高分子分散剂为环氧树脂类改性材料，包括液体端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂、液体端羟基丁腈橡胶改性环氧树脂及有机硅改性环氧树脂中的一种。所述阶梯式阻燃塑料中，所述助剂包括润滑剂、增塑剂、热稳定剂中的一种或几种。所述阶梯式阻燃塑料中，所述润滑剂包括乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。一种如上所述的阶梯式阻燃塑料的制备方法，所述方法包括：步骤S1.无机阻燃粉的制备：按配比称取无机硅铝成壳材料中各组分投入高温转炉里，高温熔融后骤冷，得破碎状琉璃块，然后将琉璃块磨碎后得无机阻燃粉；步骤S2.阻燃材料的修饰：将步骤S1中制得的无机阻燃粉、硅微粉及高分子分散剂按配比取料，先加入无机阻燃粉及硅微粉于超细研磨机，然后边研磨边加入高分子分散剂，研磨至1250～2000目，得修饰后的阻燃材料；步骤S3.复合阻燃材料的制备：按配比取步骤S2中修饰后的阻燃材料、硼酸锌及消烟剂于搅拌机中，混合均匀得复合阻燃材料；步骤S4.阻燃塑料的制备：通过自动混料配料系统按配比取塑料、复合阻燃材料、润滑剂及其他助剂，加入混料机混匀，然后将混合料送入挤塑机塑化，再经造粒机造粒，得阶梯式阻燃塑料粒子。所述阶梯式阻燃塑料的制备方法中，所述步骤S1具体包括：按配比称取无机硅铝成壳材料中各组分，搅拌混匀，然后快速投入至1100～1200℃的高温转炉里，升温至1200～1350℃烧结熔融1～2h，保温30～60min，将液态熔体投入冷冻纯水中骤冷，形成破碎状琉璃块，然后将琉璃块磨碎后得无机阻燃粉。有益效果：本专利技术提供了一种阶梯式阻燃塑料及其制备方法，所述塑料通过添加复合阻燃材料，能够在在不同温度及不同的灼烧时间下形成渐进式坚固阻燃保护外壳，从而具备多级阻燃效果，对塑料基材进行阶梯式的阻燃保护。与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)添加的硼酸锌为低熔点化合物，能在低温下形成玻璃态无机膨胀涂层覆盖于聚合物上，从而阻断燃烧，促进聚合物成炭，覆盖的玻璃态涂层能阻碍挥发性可燃物的逸出，因而具有抑烟的效果，同时，由于硼酸锌的脱水，从而具有吸热、发泡及冲稀可燃物的功效；(2)添加的无机阻燃粉能在600℃～800℃形成玻璃态外壳，玻璃态外壳能够有效隔离空气，使塑料在中高温条件下依然具有阻燃特性，并且不延燃、滴落，从而具有二重阻燃效果；(3)添加的碳酸钙、硅微粉具有填充作用，并且在高温条件下，碳酸钙能分解成氧化钙和二氧化碳，氧化钙及硅微粉能够与无机阻燃粉协同作用，对炭化后聚合物起阻燃作用，同时，生成的二氧化碳具有灭火的作用；(4)所述高分子分散剂，能对无机阻燃粉及硅微粉进行改性，提高无机阻燃粉及硅微粉与塑料基材的相容性，使无机阻燃粉及硅微粉能够均匀的分散在基材中，具有更好的阻燃效果，同时，高分子分散剂能使无机阻燃粉和硅微粉与塑料紧密结合，从而提升制品的力学强度。具体实施方式本专利技术提供一种阶梯式阻燃塑料及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种阶梯式阻燃塑料，按重量份数计包括以下组分：塑料800～1200份；无机阻燃粉30～120份；硼酸锌3～8份；硅微粉2～5份；消烟剂1～2份；碳酸钙1～2份；高分子分散剂0.3～1.2份；助剂0.3～2份。上述配比的阶梯式阻燃塑料，是以塑料为基材，所述塑料基材包括PVC、PP、PA、ABS中的一种，通过添加无机阻燃粉、硅微粉、硼酸锌、碳酸钙，分别能在300～470℃、600～800℃、955～1100℃形成不同玻化壳，所述玻化外壳能有效阻断燃烧，防止塑料的延燃和滴落，具有阶梯式阻燃效果。具体应用过程中，当各种基材的阶梯式阻燃塑料用于电线电缆、装饰型材板材、家具型材板材或广告板材时，阶梯式阻燃性能能有效阻断燃烧，防止材料的粉化，避免延燃滴落，从而有效防止火势的蔓延，为逃生和消防营救极大的争取时间。上述配比中，所述硼酸锌为极小的片晶，活性高，属于无机类阻燃本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阶梯式阻燃塑料，其特征在于，按重量份数计包括以下组分：塑料 800～1200份；无机阻燃粉 30～120份；硼酸锌 3～8份；硅微粉 2～5份；消烟剂 1～2份；碳酸钙 1～2份；高分子分散剂 0.3～1.2份；助剂 0.3～2份。
【技术特征摘要】
1.一种阶梯式阻燃塑料，其特征在于，按重量份数计包括以下组分：塑料800～1200份；无机阻燃粉30～120份；硼酸锌3～8份；硅微粉2～5份；消烟剂1～2份；碳酸钙1～2份；高分子分散剂0.3～1.2份；助剂0.3～2份。2.根据权利要求1所述的阶梯式阻燃塑料，其特征在于，所述塑料为PVC、PP、PA、ABS中的一种。3.根据权利要求1所述的阶梯式阻燃塑料，其特征在于，所述无机阻燃粉由无机硅铝成壳材料制备而成，所述无机硅铝成壳材料按重量份数计包括：SiO240～55份；H3BO320～40份；CaCO35～10份；K2CO33～10份；Al2O31～8份；NaNO31～5份；Na2O1～5份；Na2SO40.1～0.5份；La2O30.05～0.2份；ZrO20.05～0.1份。4.根据权利要求1所述的阶梯式阻燃塑料，其特征在于，所述硅微粉的粒径为0.1～0.3μm，且粒径为0.1μm的硅微粉不少于80%。5.根据权利要求1所述的阶梯式阻燃塑料，其特征在于，所述消烟剂包括Al(OH)3、Mg（OH）2中的一种或两种。6.根据权利要求1所述的阶梯式阻燃塑料，其特征在于，所述高分子分散剂为环氧树脂类改性材料，包括液体端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂、液体端羟基丁腈橡胶改性环氧树脂及有机硅改性环氧树脂中的一种。7.根据权利要求1所述的阶梯式阻燃塑料，其特征在于，所述助剂包括润滑剂、...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄永忠，黄健欣，温晓辉，黄俊，刘继武，
申请(专利权)人：广讯检测广东有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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