一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料及制备方法原料各组分重量百分含量为：热塑性树脂28～48％，空心玻璃微珠50～70％；热稳定剂0.1～0.3％；相容剂1～3％；润滑剂0.4～0.8％。其制备工艺为：将称量好的热塑性树脂、热稳定剂、相容剂、润滑剂在混料机中混合均匀，将制备的物料从平行双螺杆挤出机的主喂料口加入，空心玻璃微珠从侧喂料口加入，熔融混合均化后，挤出并造粒；挤出加工时，机筒温度控制在160℃～280℃。本发明专利技术有效解决了直接使用空心玻璃微珠粉体易造成粉尘污染、计量不准、分层及破碎的问题，所制备的母料有机挥发物含量低、气味小，环保性能好。本发明专利技术原料来源广泛，价格低廉，所制备的母料具有优异的抗翘曲及协同阻燃效果。

A kind of environmental protection masterbatch with anti warping and synergistic flame retardant and its preparation method

The invention discloses an environmental protection masterbatch with anti warping and synergistic flame retardant function and a preparation method. The weight percentage of each component of the raw material is: thermoplastic resin 28-48%, hollow glass bead 50-70%; heat stabilizer 0.1-0.3%; compatibilizer 1-3%; lubricant 0.4-0.8%. The preparation process is as follows: the weighed thermoplastic resin, heat stabilizer, compatibilizer and lubricant are mixed evenly in the mixer, the prepared materials are added from the main feeding port of the parallel twin-screw extruder, the hollow glass beads are added from the side feeding port, after the melt mixing and homogenization, they are extruded and granulated; during the extrusion process, the barrel temperature is controlled at 160 \u2103 ~ 280 \u2103. The invention effectively solves the problems that the direct use of hollow glass bead powder is easy to cause dust pollution, inaccurate measurement, stratification and crushing, and the prepared masterbatch has low content of organic volatiles, small smell and good environmental protection performance. The raw material of the invention has wide source and low price, and the prepared masterbatch has excellent anti warping and synergistic flame retardant effect.

【技术实现步骤摘要】
一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料及制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种抗翘曲兼具协同阻燃效果的环保功能母料。该母料可用于热塑性树脂改性，也可与基体树脂或改性树脂配混后采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法直接加工成型。
技术介绍
热塑性树脂复合材料具有来源广、种类多、密度小、价格便宜且易加工成型的特点，在国民经济各个领域具有非常广泛的应用。热塑性树脂复合材料通常采用注塑、挤塑、吹塑、热压等成型工艺，在模具中热熔状态下定型，然后冷却固化制得相应制件。但制件自模具中取出冷却到室温以及后期放置过程中，由于受热胀冷缩、取向不同、厚度不均等影响，往往会产生不同方向上的收缩差异而翘曲变形。解决热塑性树脂复合材料翘曲变形一直是业内研究的一个重点，尤其是在纤维增强类热塑性树脂复合材料方面。目前，改善热塑性树脂复合材料翘曲变形的方法主要有：采用非结晶型抗收缩聚合物、采用非圆形截面的玻璃纤维以及添加球形各向同性填料，如玻璃微珠、空心玻璃微珠。空心玻璃微珠是一种规则球形结构的刚性粉状材料，具有密度低、分散性、流动性及稳定性好、各向同性的优点，将其应用到热塑性树脂复合材料中不仅可以降低材料密度、导热系数，提高材料刚性及热稳定性，还可以有效改善树脂成型时树脂分子链或纤维状填充材料取向不均引起的收缩翘曲，提高制件的尺寸稳定性。如公开号为CN101580636A及CN107892772A的专利就是采用空心玻璃微珠来提高材料的抗翘曲性能。此外，空心玻璃微珠主要成分为碱石灰硼硅酸盐，本身不燃，其硅还能促进燃烧成炭，抑制燃烧，起到协同阻燃作用。然而，在上述专利中，空心玻璃微珠均是作为一种粉体材料直接应用，不仅工艺过程复杂，计量困难，还容易造成粉尘污染及物料分层使材料的稳定性变差。公开号CN108276670A的专利技术专利公开了一种聚丙烯注塑用低比重填充母料及其制备方法，其包括如下重量份数的组分：聚丙烯35-50份、空心玻璃微珠20-40份、滑石粉20-25份、相容剂3-5份、抗氧剂0.5-1份及炭黑1-2份，其中空心玻璃微珠粒径为15～20μm。该专利技术专利不仅简化了聚丙烯注塑时添加粉状空心玻璃微珠的操作，避免添加时产生扬尘，还解决了粉状的空心玻璃微珠在聚丙烯中分散难、易分层问题，但由于滑石粉会导致阻燃剂失效，其配方中引入滑石粉降低甚至丧失了空心玻璃微珠的协同阻燃效果，且空心玻璃微珠粒径要求过小、范围过窄，抗翘曲效果不明显，且原料来源困难，价格也昂贵，不利于大范围推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，而提供一种使用方便、环保性好且成本低的抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料。本专利技术的另一个目的是提供上述抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料的制备方法。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料，按照重量百分比，原料各组分百分含量为：其中：热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶中的任意一种或两种及以上混合物。原料各组分重量百分含量优选为：所述的空心玻璃微珠粒径为20～60μm，密度为0.8～1.8g/cm3，且经过改性剂表面改性处理，改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任意一种。所述的热稳定剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的任意一种或两种及以上混合物。所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃弹性体、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的任意一种或两种及以上混合物。所述的润滑剂为硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺中的一种或二者任意比例的混合物。本专利技术一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料的制备方法，其特征在于采用以下工艺：(1)按原料配比称取各种组分；(2)将称量好的热塑性树脂、热稳定剂、相容剂、润滑剂在混料机中混合均匀；(3)将步骤(2)制备的物料从平行双螺杆挤出机的主喂料口加入，空心玻璃微珠从侧喂料口加入，熔融混合均化后，挤出并造粒；挤出加工时，机筒温度控制在160℃～280℃。步骤(3)中挤出机的机筒温度控制在210℃～245℃范围为佳。本专利技术一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料的制备方法，综合考虑产品的综合性能，在原料各组分重量百分含量按照以下配比下为优：所述的热塑性树脂聚酰胺，所述的热稳定剂为胺类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂之比为2:1的混合物，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体，所述的润滑剂为硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺之比为4:3的混合物。与现有技术相比，本专利技术一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料及制备方法采用以上技术方案后具有以下积极效果：(1)本专利技术有效解决了直接使用空心玻璃微珠粉体易造成粉尘污染、计量不准、分层及破碎的问题，所制备的母料空心玻璃微珠含量高，使用方便，既可用于热塑性树脂改性，也可与基体树脂或改性树脂配混后采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法直接加工成型；(2)本专利技术严格筛选并控制小分子助剂的使用，所制备的母料有机挥发物含量低、气味小，环保性能好；(3)本专利技术空心玻璃微珠来源广泛，价格低廉，所制备的母料具有优异的抗翘曲及协同阻燃效果。具体实施方式为进一步描述本专利技术，下面结合实施例，对本专利技术一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料及制备方法进行进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这都属于本专利技术的保护范围。实施例1将45.7kg均聚聚丙烯、0.2kg受阻酚类抗氧剂、0.1kg亚磷酸酯类抗氧剂、1.5kg马来酸酐接枝聚丙烯、0.5kg乙撑双硬脂酰胺在混料机中混合均匀后从平行双螺杆挤出机主喂料口加入，52kg空心玻璃微珠从侧喂料口加入，熔融混合均化后，挤出并造粒，挤出机机筒温度控制在175℃～220℃。实施例2将37.2kg均聚聚丙烯、0.1kg受阻酚类抗氧剂、0.1kg亚磷酸酯类抗氧剂、2kg马来酸酐接枝聚丙烯、0.6kg乙撑双硬脂酰胺在混料机中混合均匀后从平行双螺杆挤出机主喂料口加入，60kg空心玻璃微珠从侧喂料口加入，熔融混合均化后，挤出并造粒，挤出机机筒温度控制在175℃～220℃。实施例3将31.5kg均聚聚丙烯、0.1kg受阻酚类抗氧剂、0.1kg亚磷酸酯类抗氧剂、2.5kg马来酸酐接枝聚丙烯、0.8kg乙撑双硬脂酰胺在混料机中混合均匀后从平行双螺杆挤出机主喂料口加入，65kg空心玻璃微珠从侧喂料口加入，熔融混合均化后，挤出并造粒，挤出机机筒温度控制在175℃～220℃。实施例4将42kg聚酰胺6、0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料，其特征在于原料各组分重量百分含量为：/n

【技术特征摘要】
1.一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料，其特征在于原料各组分重量百分含量为：



所述的热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶中的任意一种或两种及以上混合物。


2.如权利要求1所述的一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料，其特征在于原料各组分重量百分含量为：





3.如权利要求1或2所述的一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料，其特征在于：所述的空心玻璃微珠粒径为20～60μm，密度为0.8～1.8g/cm3，且经过改性剂表面改性处理，改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任意一种。


4.如权利要求3所述的一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料，其特征在于：所述的热稳定剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的任意一种或两种及以上混合物。


5.如权利要求4所述的一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃弹性体、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物、苯乙烯-丙烯腈...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴喜元，汪俊，陈锐，刘亚辉，陈金伟，魏礼明，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，中钢集团马鞍山矿院新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34