本发明专利技术涉及一种含有天然蛋白纤维粉体的阻燃树脂母料及其制备方法。阻燃树脂母料由天然蛋白纤维粉体与协效阻燃剂复配形成的阻燃体系和低熔点树脂切片经过熔融共混而成，其中三种组分的质量百分比为：天然蛋白纤维粉体40-50％，协效阻燃剂20-30％，低熔点树脂切片20-40％。本发明专利技术的含有天然蛋白纤维粉体的阻燃树脂母料，遇到火源后碳层显著增加，防熔滴效果显著持久，阻燃功能优异，阻燃树脂母料采用天然蛋白纤维粉体与协效阻燃剂复配的阻燃体系，改变了传统的阻燃树脂母料需用大量阻燃剂的缺陷，其制造成本低，无特殊设备要求，原料易得，操作控制方便，易于实现工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种阻燃树脂母料及其制备方法，涉及树脂材料加工领域。
技术介绍
树脂材料用途十分广泛，但是大多数树脂材料容易燃烧，并且释放出大量的有害 气体和烟雾，严重危害环境、生物圈以及人们的健康生活，因此树脂材料的阻燃是全球最为 关注的热点之一。目前，添加不同阻燃体系成为树脂材料阻燃改性最为有效和普遍的方法。 欧育湘(国外阻燃剂发展动态及对发展我国阻燃剂工业之浅见，精细与专用化学品，2003 年第二期，3-6)报导了全球阻燃剂的需求呈增长趋势。目前全球阻燃剂的总用量已达105 万t/a，今后每年仍然将以年均4% 5%的速度递增。2005年，阻燃剂在树脂添加剂市场 的占有率已为19%。目前，最为常用的阻燃剂属于含卤阻燃体系，效果显著，但由于其在燃烧时释放大 量的有毒烟雾和氯化氢有毒气体，新型阻燃体系更加倾向于无卤化、低烟化和协效化。孙卫 青等人(聚乙烯塑料无卤阻燃技术进展，郑州大学学报，2002年第四期，60-64)报导了火灾 中烧灼致死的人数仅占15%，而85%的人都死于烟雾和有毒气体的窒息。而且随着环境问 题的日益严重，发达国家相继制定了严格的标准限制含卤阻燃体系用于聚合物材料中，并 开始通过法律、法规和技术贸易壁垒等方式限制甚至禁止含卤阻燃聚合物进入市场，而我 国聚合物材料所生产的阻燃树脂仍然以卤系阻燃体系为主，这已经对我国的自然环境、人 体健康、外贸出口造成巨大的影响。丁伟等人(聚烯烃无卤阻燃剂概况与发展方向，应用化 工，2005年第一期，5-8)报导2003年欧盟向中国发出贸易通碟，如果到2006年，中国还不 能解决电视、冰箱、洗衣机等外壳高分子材料中的含卤阻燃剂问题，那么，欧盟将停止进口 中国相关产品。由此，我国每年将损失2500亿元的相关产品的出口收入。新型阻燃体系的市场前景广阔，发展空间巨大，全球众多科研院所和公司企业一 直在寻找更有效的阻燃体系和阻燃方法。无卤阻燃体系有低烟、无毒的优点，不管是从发展 经济上考虑，还是从安全方面考虑，高效的无卤阻燃树脂是阻燃工业发展的方向，其中复配 而成的阻燃体系越来越显示出活跃的生命力和价值。无卤阻燃体系主要包括无机阻燃体系和有机阻燃体系(1)无机阻燃体系主要包括Si02、Sb203> ZnO, A1203、Mg(OH)2、红磷、石墨和聚磷酸铵。SiO2, Sb2O3, ZnO, Al2O3和Mg (OH) 2主要是通过在一定温度下脱水吸热、稀释可燃气 体和氧气的浓度来阻止燃烧，但是这些属于无机阻燃体系的阻燃剂与聚合物之间缺乏相容 性，且含量过高严重损害聚合物的机械性能；另外，无机阻燃体系常需要与磷系或卤系阻燃 体系复配来提升阻燃效果。红磷、聚磷酸铵以及磷系阻燃体系主要是通过捕捉H ·、H0 ·等 自由基，从而中断燃烧反应，但是红磷与空气长期接触会放出剧毒PH3气体，严重威胁人体 安全，聚磷酸铵和磷系阻燃体系也同样存在与聚合物相容性较差的问题，并且只有当阻燃 树脂中的P元素含量超过4%，阻燃树脂才能表现出阻燃性能，因此磷系阻燃体系的添加量在 15-40% ο(2)有机阻燃体系包括磷系阻燃体系、氮系阻燃体系和膨胀型阻燃体系。新兴的氮系阻燃体系和膨胀型阻燃体系已开始广泛的应用，氮系阻燃体系主要通 过降低氧浓度和捕捉自由基来阻止燃烧的，但氮系阻燃体系仍然需要复配同卤系、磷系阻 燃体系复配才能达到需要的阻燃等级。膨胀型阻燃体系主要包括碳源、酸源和气源组成，在 聚合物受热时分别起成炭、脱水和降低氧浓度的功能，进而达到阻止燃烧的目的，但其添加 量仍然需要20-40%。
技术实现思路
针对上述存在问题，本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种由低熔点树脂切 片、天然蛋白纤维粉体、协效阻燃剂经过熔融共混而成的阻燃树脂母料及其制备方法，为满 足本专利技术目的的技术解决方案是 一种含有天然蛋白纤维粉体的阻燃树脂母料，阻燃树脂母料由天然蛋白纤维粉体 与协效阻燃剂复配形成的阻燃体系和低熔点树脂切片经过熔融共混而成，阻燃体系在阻燃 树脂母料中为分散相，低熔点树脂切片为连续相，且三种组分占阻燃树脂母料的质量百分 比如下天然蛋白纤维粉体 40-50%，协效阻燃剂20-30%，低熔点树脂切片20-40%。含有天然蛋白纤维粉体的阻燃树脂母料的制备方法采用以下步骤A低熔点树脂切片和天然蛋白纤维粉体的干燥将低熔点树脂切片和天然蛋白纤维粉体分别放入干燥箱中进行干燥，干燥温度为 105°C，干燥时间为池，得到干燥后的低熔点树脂切片和天然蛋白纤维粉体并分开放置备 用；B干燥后天然蛋白纤维粉体的表面改性按照占阻燃树脂母料质量百分比为40-50%的比例，将经A制备的干燥后天然蛋 白纤维粉体置于高速混合机内，并在其中添加占干燥后天然蛋白纤维粉体质量0. 5-5%的 相容剂，高速混合机的混合温度为60-80°C，混合时间为10-20min，得到表面改性后的改性 天然蛋白纤维粉体；C改性天然蛋白纤维粉体/协效阻燃剂阻燃体系的复配与干燥 经B得到的改性天然蛋白纤维粉体保留在高速混合机内，在其中添加占阻燃树脂 母料质量百分比为20-30%的协效阻燃剂，高速混合机的混合温度为60-80°C，在高速混合 机中搅拌10-20min进行复配，然后将高速混合机的混合温度提升至105°C，在高速混合机 中搅拌Ih后得到复配后的阻燃体系；D低熔点树脂切片与阻燃体系的熔融共混与造粒将经C制备的阻燃体系保留在高速混合机内，按照占阻燃树脂母料质量百分比为 20-40%的比例在其中添加经A制备的干燥后低熔点树脂切片，高速混合机的混合温度为 60-80°C，在高速混合机中搅拌10-20min后取出放入双螺杆挤出机中进行熔融共混，熔融 共混温度为170-200°C，然后将熔融共混后的混合料进行造粒、冷却和切粒，得到阻燃树脂母料。由于采用了以上技术方案，本专利技术具有以下特点1天然蛋白纤维粉体富含C、N、S元素，同时还含有少量的P元素，其中N、S两种元 素具有在高温条件下可以抢夺0元素的特性，并发生化学反应释放不燃气体，进而稀释燃 烧材料周围的氧浓度，达到阻燃效果。另外，P元素具有在高温下形成自由基的能力，能够阻 止燃烧氧化反应的进行，这也是为什么天然蛋白纤维，如羊毛、蚕丝、羽绒不易燃烧的原因。 同时，由于拥有大量的C元素，天然蛋白纤维粉体的剩碳率可达20-35%。将超细蛋白纤维 粉体和协效阻燃剂复配后形成新的既含N元素又含P元素的复配阻燃体系，根据协效阻燃 剂的不同，可以复配成不同阻燃效果的阻燃体系，而且阻燃树脂母料中天然蛋白纤维粉体 燃烧后可以在树脂中形成大量隔绝空气的碳层，不仅减弱了树脂的熔滴现象，而且达到阻 燃的效果，因此可以放大协效阻燃剂的阻燃效果，降低协效阻燃剂的添加量。2天然蛋白纤维粉体与协效阻燃剂进行复配，利用天然蛋白纤维粉体中富含的C、 N、S、P元素与协效阻燃剂的相互配合形成新的阻燃体系，同现有阻燃体系相比，天然蛋白纤 维粉体燃烧后可以在树脂中形成大量隔绝空气的碳层，增强了协效阻燃剂的阻燃效果。另 外，溶液状协效阻燃剂是一种优良的阻燃剂，溶液阻燃剂中P元素含量高，但由于其在液体 状态下不能填充到树脂中，而只能对树脂表面进行涂层来达到阻燃效果，这种方法只对薄 膜和纤维有效。而天然蛋白纤维粉体具有强吸附性能，利用本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种含有天然蛋白纤维粉体的阻燃树脂母料，其特征在于：阻燃树脂母料由天然蛋白纤维粉体与协效阻燃剂复配形成的阻燃体系和低熔点树脂切片经过熔融共混而成，阻燃体系在阻燃树脂母料中为分散相，低熔点树脂切片为连续相，且三种组分占阻燃树脂母料的质量百分比如下：天然蛋白纤维粉体 ４０－５０％，协效阻燃剂 ２０－３０％，低熔点树脂切片 ２０－４０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫林，刘欣，王栋，崔卫钢，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：83
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