环保阻燃塑料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种环保阻燃塑料、制备方法及应用。所述环保阻燃塑料由下述重量份的原料制备而成：聚酯90‑110份、阻燃剂5‑15份、增塑剂2‑5份、抗氧化剂1‑3份、抗紫外剂0.5‑1份。所述阻燃剂由一种N‑磷化合物取代膦亚胺型阻燃剂和一种膦酸酯型阻燃剂复配而成，与现有技术相比，本发明专利技术制备的环保阻燃塑料，制备工艺流程简单。阻燃剂性能好，同时对材料的力学性能影响小，很好的扩宽了塑料应用场景。

Environmentally friendly flame retardant plastics, preparation methods and Application

【技术实现步骤摘要】
环保阻燃塑料、制备方法及应用
本专利技术涉及塑料
，尤其涉及一种环保阻燃塑料、制备方法及应用。
技术介绍
聚酯塑料是由一种或几种多元醇和多元酸(或酸酐)以缩聚的方式制备而成的一种分子主链上含有酯基基团的杂链聚合物。聚酯塑料以优良的力学性能、电绝缘性、耐腐蚀性和耐热性，以及成本低廉、易加工成型等优点，因此普遍用于制备各类纺织品、包装材料、机械零件、农用薄膜、生物医药等制品。聚酯的分子主链主要由碳和氢可燃性元素组成，是一种易燃材料，遇火将会熔融，释放出大量的热量，并且产生有害的烟雾颗粒。聚酯燃烧释放的热量和烟雾将会危害生命和污染环境，这一缺陷极大的限制了聚酯塑料的应用领域。因此，研究如何提高聚酯塑料的阻燃性能，具有重大的研究意义。将高效和环保的阻燃剂加入聚酯塑料中进行阻燃性能的研究成为扩大应用聚酯塑料领域的关键。磷系阻燃剂是一种低烟、低毒，对环境友好的无卤素阻燃剂，目前已成为无卤素阻燃剂研究领域的热门课题。目前将磷系阻燃剂应用于聚酯塑料，一般的将单一磷系阻燃剂加入到聚酯塑料中，就目前而言，没有一种磷系阻燃剂能够达到较好的阻燃效果的同时对力学性能影响较小。例如，膦酸酯类化合物是最重要的含磷阻燃剂之一，比一般含磷阻燃剂的耐水解性、热稳定性更好，具有添加量少、与聚酯塑料的相容性好以及阻燃改性后对材料的力学性能影响小等优点。但是，膦酸酯类化合物阻燃性能一般，没有其它含磷阻燃剂效果好，使其应用与发展受到很大的限制。再例如，膦亚胺类化合物是一类应用的比较少的含磷阻燃剂，其分子链中含-P＝N-结构，磷和氮原子上能够被不同的官能团取代，膦亚胺阻燃剂具有良好的阻燃性能，但是膦亚胺化合物的填充会对聚酯塑料的力学性能产生不利的影响，而且化合物中亚胺结构容易水解，因此，需要添加大量的膦亚胺类阻燃剂，才能持续保持良好的阻燃效果。可见，现有的单一磷系阻燃剂难以同时达到对聚酯的力学性能影响小、良好阻燃性与塑料材料的相容性良好效果。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是在聚酯塑料中添加由一种膦酸酯类化合物和一种膦亚胺类化合物复配而成的阻燃剂，以解决现有聚酯塑料阻燃效果不好的问题，同时对聚酯塑料的力学性能影响小。为实现上述目的，本专利技术提供了一种环保阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚酯置于烘箱中干燥；(2)注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；(3)将干燥后的聚酯送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；(4)将阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、抗紫外剂加入到熔融状态的聚酯中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却；(5)开模将模具内的产品取出。步骤(1)中所述的干燥温度为100-120℃，干燥时间为3-5h。步骤(2)中所述的螺筒温度为250-270℃。步骤(2)中所述的模具温度为60-100℃。步骤(4)中所述的模具冷却温度为25-30℃。上述各原料重量份比例为：聚酯90-110份、阻燃剂5-15份、增塑剂2-5份、抗氧化剂1-3份、抗紫外剂0.5-1份。所述阻燃剂由式(1)化合物和/或式(2)化合物组成，以下为了便于说明将式(1)化合物阻燃剂简称阻燃剂A，式(2)化合物阻燃剂简称为阻燃剂B。优选地，所述阻燃剂由阻燃剂A与阻燃剂B按质量比1：(5-10)组成。所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2─乙基己)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中任意一种。所述抗氧化剂为对苯二酚、对苯二胺、2,6-二叔丁基酚中任意一种。所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑中任意一种。本专利技术还提供了一种环保阻燃塑料，由下述重量份原料组成：聚酯90-110份、阻燃剂5-15份、增塑剂2-5份、抗氧化剂1-3份、抗紫外剂0.5-1份；优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中任意一种；优选的，所述抗氧化剂为对苯二酚、对苯二胺、2,6-二叔丁基酚中任意一种；优选的，所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑中任意一种；所述阻燃剂由式(1)化合物和/或式(2)化合物组成；进一步，本专利技术还提供了上述在电子电器、家用电器、通讯工具、汽车制造行业的应用。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术所提供的环保阻燃塑料，以膦酸酯类化合物阻燃剂A和膦亚胺类化合物阻燃剂B作为阻燃剂，克服了上述单一阻燃剂的缺点；阻燃剂A的阻燃效果差，阻燃剂B对聚酯塑料的力学性能影响大。复配后充分发挥各自优点；阻燃剂A对聚酯塑料的力学性能影响很小，阻燃剂B的阻燃效果好，大幅度提升聚酯塑料的阻燃性能，同时对聚酯塑料的力学性能影响很小。(2)阻燃剂A化学结构中具有多个芳环及磷含量高特点，能够与聚酯基体及阻燃剂B形成氢键、π-π键共轭效应，由于阻燃剂A和B分子间的存在相互作用力，使阻燃剂B中亚胺结构变的稳定，不容易发生水解，因此解决了阻燃剂B性质不稳定，影响阻燃效果的问题。当阻燃剂A和B与聚酯基体构成的整个体系中氢键及π-π键同时作用时则会产生较大的结合能，从而赋予材料较高的力学性能。当受到外力作用时，氢键和π-π键首先断裂耗散能量，提高材料的韧性和机械强度。(3)与现有技术相比，本专利技术制备的环保阻燃塑料，阻燃剂添加总量少，阻燃效果好，同时对材料的力学性能影响很小，使聚酯塑料在很多领域具有很好的应用前景。具体实施方式实施例和对比例中各原料来源：阻燃剂A的合成方法参考专利技术专利CN110283359A中实施例4合成方法得到。阻燃剂B的合成方法参考专利技术专利CN110372745A中实施例5合成方法得到。对比例4-5中阻燃剂C为式(3)化合物苯乙烯基膦酸二甲酯，参考文献(范望喜，张舟，李文元，等.苯乙烯基膦酸酯阻燃剂的合成与表征[J].涂料工业，2019，42(3):29-31.)中的合成方法得到，聚酯Polyethyleneterephthalate(PET)属于高分子化合物。是由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)经过缩聚产生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。本专利技术所使用的聚酯选用巴斯夫生产的牌号为ULTRADURPBTB4030G6共聚聚酯。实施例1一种环保阻燃塑料，由下述重量份的原料制备而成：聚酯100份、阻燃剂10份、增塑剂2份、抗氧化剂2份、抗紫外剂0.8份。所述阻燃剂由阻燃剂A和阻燃剂B组成。所述阻燃剂由阻燃剂A与阻燃剂B按质量比1：5组成。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯。所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚。所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。环保阻燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：/n(1)将聚酯置于烘箱中干燥；/n(2)注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；/n(3)将干燥后的聚酯送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；/n(4)将阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、抗紫外剂加入到熔融状态的聚酯中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却；/n(5)开模将模具内的产品取出。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酯置于烘箱中干燥；
(2)注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；
(3)将干燥后的聚酯送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；
(4)将阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、抗紫外剂加入到熔融状态的聚酯中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却；
(5)开模将模具内的产品取出。


2.如权利要求1所述的环保阻燃塑料的制备方法，其特征在于，所述的干燥温度为100-120℃，干燥时间为3-5h；所述的螺筒温度为250-270℃所述的模具温度为60-100℃；所述的模具冷却温度为25-30℃。


3.如权利要求1所述的环保阻燃塑料的制备方法，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：聚酯90-110份、阻燃剂5-15份、增塑剂2-5份、抗氧化剂1-3份、抗紫外剂0.5-1份。


4.如权利要求3所述的环保阻燃塑料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中任意一种。


5.如权利要求3所述的环保阻燃塑料的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为对苯二酚、对苯二胺、2,6-二叔丁基酚中任意一种。


6.如权利要求3所述的环保阻燃塑料的制备方法，其特征在于：所述抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶丹平，
申请(专利权)人：叶丹平，
类型：发明
国别省市：河南;41