一种高性能透明阻燃压克力板材制造技术

本发明专利技术提供一种高性能透明阻燃压克力板材，涉及高分子材料技术领域；按照重量份数计，其原料包括如下组分：MMA预聚料100份；自由基淬灭剂1

【技术实现步骤摘要】
一种高性能透明阻燃压克力板材


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种高性能透明阻燃压克力板材。

技术介绍

[0002]压克力材料(PMMA)的热稳定性较差且极易燃烧，限制了其在更多领域内的使用。纯PMMA的极限氧指数只有17.0，在锥形量热测试中PMMA热释放速率的峰值1058kW/m2。不仅如此，PMMA还是一种典型的线型聚物材料，它的燃烧过程往往伴随严重的滴落现象，从而易造成次生灾害。
[0003]压克力材料被点燃受热后，自由基解聚成甲基丙烯酸甲酯气体，从而剧烈燃烧。压克力材料的易燃性与其热解机理密切相关，在250
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280℃时，压克力会快速发生自由基解聚裂解成甲基丙烯酸气体，其裂解温度低于大部分阻燃剂的裂解温度，纯PMMA在燃烧时，完全裂解燃烧，几乎无烟，不易成碳。
[0004]阻燃剂领域，常用的阻燃剂有卤系、磷系及金属化合物阻燃剂，主要的阻燃机理有气相淬灭、气相稀释、气相吸热、气相阻隔、气相吹熄、凝聚相淬灭、凝聚相阻隔、凝聚相隔热等。由于PMMA燃烧机理是剧烈的自由基解聚，生成的大量高浓度MMA气体剧烈燃烧，因此气相淬灭、气相吸热、气相阻隔、气相吹熄对于PMMA的阻燃几乎无效；气相稀释则需要大量不可燃气源添加，易造成PMMA力学、耐热性能的下降，透明度降低；在不解决自由基解聚的情况下，凝聚相阻隔不可实现。
[0005]综上，基于PMMA的燃烧机理，利用现有的阻燃机理很难在不牺牲PMMA力学性能以及耐热性能的基础上，提高压克力材料的阻燃性能。
>[0006]因此，如何提高压克力材料的阻燃性能是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中难以在不牺牲PMMA力学性能以及耐热性能的基础上，提高压克力材料的阻燃性能的问题，本专利技术提供一种高性能透明阻燃压克力板材，从压克力燃烧机理出发，使用自由基淬灭剂、低Td阻燃剂、高Td阻燃剂、低温发泡剂在恰当的组合下协同阻燃，在未牺牲压克力板材原有的力学性能和耐热性能的基础上，获得了透明阻燃压克力板材，解决了现有技术中压克力板材热稳定性差的问题。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0009]一种高性能透明阻燃压克力板材，按照重量份数计，其原料包括如下组分：
[0010][0011]其中，所述低温发泡剂的起始发泡温度不小于130℃，且不大于250℃；所述低Td阻燃剂的起始分解温度不大于280℃；所述高Td阻燃剂的起始分解温度范围为300℃
‑
500℃。
[0012]可选地，所述自由基淬灭剂选自受阻胺类自由基淬灭剂、亚磷酸类自由基淬灭剂、苯甲基类自由基淬灭剂中的至少一种。
[0013]可选地，所述受阻胺类自由基淬灭剂为三嗪
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哌啶缩合物。
[0014]可选地，所述低温发泡剂的发气量不小于100mL/g。
[0015]可选地，所述低温发泡剂选自偶氮类化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物中的至少一种。
[0016]可选地，所述低Td阻燃剂选自包含(C6H5O)
n
P＝O结构的含磷阻燃剂、包含O
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PR2＝O结构的含磷阻燃剂中的至少一种；其中，R为烷烃、芳烃或H基团；n是1、2或3。
[0017]可选地，所述包含(C6H5O)
n
P＝O结构的含磷阻燃剂为间苯二酚双(二苯基)磷酸酯类阻燃剂。
[0018]可选地，所述包含O
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PR2＝O结构的含磷阻燃剂为次磷酸钠。
[0019]可选地，所述高Td阻燃剂选自熔点不小于50℃的含磷阻燃剂。
[0020]可选地，所述高Td阻燃剂选自磷腈类阻燃剂、磷杂菲类阻燃剂、磷酸金属盐类阻燃剂、丙烯酸金属盐类阻燃剂中的至少一种。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术提供的高性能透明阻燃压克力板材，从压克力的燃烧机理出发，使用自由基淬灭剂、低Td阻燃剂、高Td阻燃剂、低温发泡剂在恰当的组合下协同阻燃，在未牺牲压克力板材原有的力学性能和耐热性能的基础上，提高了压克力板材的阻燃性能，减少了压克力板材燃烧引起的次生灾害，有利于扩大压克力板材的使用范围。
具体实施方式
[0023]现在对本专利技术作进一步详细的说明。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]为解决现有技术中难以在不牺牲PMMA力学性能以及耐热性能的基础上，提高压克力材料的阻燃性能的问题，本专利技术提供一种高性能透明阻燃压克力板材，按照重量份数计，其原料包括如下组分：
[0025][0026]其中，本专利技术中的低温发泡剂是指起始发泡温度不小于130℃，且不大于250℃的发泡剂；低Td(分解温度)阻燃剂是指起始分解温度不大于280℃的阻燃剂；高Td阻燃剂是指起始分解温度范围为300℃
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500℃的阻燃剂。
[0027]本专利技术优选MMA预聚料为通过MMA单体制备，该MMA单体为工业用甲基丙烯酸甲酯，CAS编号80
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6；由于压克力板材制备过程中，一般都需要经历约120℃的热处理，这个过程中，发泡剂不能分解发泡，因此本专利技术优选发泡剂起始发泡温度≥130℃；该高性能透明阻燃压克力板材，根据PMMA的燃烧机理，在点燃初期，利用自由基淬灭剂进行凝聚相淬灭，减慢解聚反应速率，减少气相MMA的浓度，辅以低Td阻燃剂、低温发泡剂进行气相淬灭、气相阻隔、气相稀释；被持续点燃时，高Td阻燃剂开始分解，补充自由基淬灭成分浓度，进一步阻燃。
[0028]本专利技术提供的高性能透明阻燃压克力板材，从压克力的燃烧机理出发，使用自由基淬灭剂、低Td阻燃剂、高Td阻燃剂、低温发泡剂在恰当的组合下协同阻燃，在未牺牲压克力板材原有的力学性能和耐热性能的基础上，提高了压克力板材的阻燃性能，减少了压克力板材燃烧引起的次生灾害，有利于扩大压克力板材的使用范围。
[0029]此外，为减小对压克力板材力学性能以及耐热性能的影响，本专利技术优选各助剂的熔点均≥50℃。
[0030]本专利技术中的自由基淬灭剂需要在压克力板材点燃初期进行凝聚相淬灭，因此需要选用耐热好、分子量较大或分解物沸点较高的化合物，否则自由基淬灭剂无法稳定停留在凝聚相捕捉自由基；同时，为保证压克力板材的透明度，还需要考虑相容性；基于此，本专利技术优选自由基淬灭剂选自受阻胺类自由基淬灭剂、亚磷酸类自由基淬灭剂、苯甲基类自由基淬灭剂中的至少一种。
[0031]本专利技术进一步优选受阻胺类自由基淬灭剂为高分子量三嗪
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哌啶缩合物，该高分子量三嗪
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哌啶缩合物(受阻胺类)的可选型号有宿迁联盛光稳定剂119、光稳定剂944等。
[0032]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能透明阻燃压克力板材，其特征在于，按照重量份数计，其原料包括如下组分：其中，所述低温发泡剂的起始发泡温度不小于130℃，且不大于250℃；所述低Td阻燃剂的起始分解温度不大于280℃；所述高Td阻燃剂的起始分解温度范围为300℃
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500℃。2.如权利要求1所述的高性能透明阻燃压克力板材，其特征在于，所述自由基淬灭剂选自受阻胺类自由基淬灭剂、亚磷酸类自由基淬灭剂、苯甲基类自由基淬灭剂中的至少一种。3.如权利要求2所述的高性能透明阻燃压克力板材，其特征在于，所述受阻胺类自由基淬灭剂为三嗪
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哌啶缩合物。4.如权利要求1所述的高性能透明阻燃压克力板材，其特征在于，所述低温发泡剂的发气量不小于100mL/g。5.如权利要求4所述的高性能透明阻燃压克力板材，其特征在于，所述低温发泡剂选自偶氮类化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物中的至少一种。6.如权利要求1所述的高性能透明...

【专利技术属性】
技术研发人员：王权，汤月生，林海，肖建霞，
申请(专利权)人：汤臣江苏材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：