專利名稱:一種溴化聚苯乙烯母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種溴化聚苯乙烯母粒及其制備方法。
背景技術(shù):
阻燃母粒也稱阻燃母料、防火母粒。在國(guó)外稱其為“濃縮物”,意之阻燃劑的濃縮。阻燃母粒產(chǎn)生已經(jīng)有幾十年歷史,其最初主要是解決阻燃劑粉料使用過程中分散不均,揚(yáng)塵污染嚴(yán)重的問題,經(jīng)過多年的發(fā)展,大量科學(xué)手段和新型技術(shù)的應(yīng)用,人們對(duì)阻燃母粒的研究已經(jīng)不僅僅局限與分散、防止污染這些常規(guī)問題上了。其已經(jīng)形成一個(gè)獨(dú)立學(xué)科并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)。大量的技術(shù)研究和應(yīng)用使阻燃母粒成為高科技、高技術(shù)型的產(chǎn)品。由于塑料中添加的阻燃劑大多為粉體,而且為了獲得較佳的阻燃效果和力學(xué)性能,粉體的細(xì)度一般在800目以上,在稱量、混合、造粒過程中容易產(chǎn)生大量的粉塵污染,惡化生產(chǎn)環(huán)境,對(duì)人體健康造成很大危害,而且會(huì)對(duì)加工設(shè)備造成一定程度的磨損。而如果生產(chǎn)過程中采用母粒做為添加助劑,則可以從根本上解決此問題。溴化聚苯乙烯作為阻燃劑,具有阻燃性高,流動(dòng)性好的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用在PBT、PET等工程塑料中。長(zhǎng)期以來,關(guān)于溴化聚苯乙烯母粒的研究主要側(cè)重于以下幾個(gè)方面①盡可能提高母粒中溴化聚苯乙烯的含量,使其能等量替換溴化聚苯乙烯粉體;②采用聚乙烯蠟或聚乙烯蠟和擴(kuò)散油做為載體,使其能應(yīng)用于多種通用塑料和工程塑料;③采用高速攪拌機(jī)攪拌,然后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)造粒。目前的這些研究主要還存在以下不足①阻燃母粒與阻燃劑粉體達(dá)到等效的情況下,需要增加阻燃母粒的添加量,而且阻燃母粒由于要經(jīng)過擠出造粒的工序,所以成本較高目前采用的加工工藝在高速攪拌過程中依然存在揚(yáng)塵的情況;③將高攪后的溴化聚苯乙烯粉體直接經(jīng)雙螺桿擠出造粒時(shí)由于粉體較細(xì)含量較高,下料困難,而且會(huì)對(duì)機(jī)筒和螺桿造成較大的磨損。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足,提供一種溴化聚苯乙烯母粒的制備方法?!N溴化聚苯乙烯母粒,由如下質(zhì)量百分比的組分所制成
溴化聚苯乙烯85 95%
載體3 14%
改性乙撐雙脂肪酸酰胺O. I 5%。 其中載體是作為該阻燃母粒的載體,主要作用是把溴化聚苯乙烯粉體粘合起來,以得到顆粒狀的溴化聚苯乙烯母料;改性乙撐雙脂肪酸酰胺的作用一方面是減少物料與設(shè)備之間的磨損,另一方面是提高溴化聚苯乙烯粉體在載體中的分散效果,同時(shí)由于具有親油、親水性,可以增加溴化聚苯乙烯粉體和載體的相容性,從而提高其界面粘結(jié)力,增加復(fù)合材料的阻燃性能和物理機(jī)械性能。在上述溴化聚苯乙烯母粒中,所述溴化聚苯乙烯是粉體,其平均粒徑為O. 03
O.I μ m0在上述溴化聚苯乙烯母粒中,所述載體為聚丙烯,包括均聚聚丙烯(PPH)、嵌段共聚聚丙烯(PPC)、無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、三元共聚聚丙烯的一種或兩種混合,聚丙烯的熔融指數(shù)為 10 50g/10min,230°C,2. 16 KG。在上述溴化聚苯乙烯母粒中,所述改性乙撐雙脂肪酸酰胺是以乙撐雙脂肪酸酰胺(EBS)為基料,在催化劑的作用下,含有極性基團(tuán)的反應(yīng)性單體與EBS反應(yīng)形成的BAB型共聚物。上述溴化聚苯乙烯母粒的制備方法,包括如下步驟
(1)將上述配方中的溴化聚苯乙烯、載體、改性乙撐雙脂肪酸酰胺按配比準(zhǔn)確稱量;
(2)先將載體、改性乙撐雙脂肪酸酰胺加入到加壓式翻轉(zhuǎn)密煉機(jī)中,控制密煉室內(nèi)的溫度為150 190°C,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20 80r/min,密煉時(shí)間為3 15min,待物料熔融后分三次將溴化聚苯乙烯粉體加入到密煉機(jī)中,每次投料間隔2 5min ;物料全部加入后再密煉5 15min ;
(3)上述密煉后的膠頭經(jīng)傳輸帶輸送到單螺桿擠出機(jī)的料斗里,經(jīng)料斗里的切刀切成碎塊,然后在重力作用下進(jìn)入擠出機(jī)的機(jī)筒,經(jīng)單螺桿熔融混煉擠出,經(jīng)風(fēng)冷磨面切粒制成溴化聚苯乙烯母粒。在上述制備方法中,所述單螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為20 55 ;所述單螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為120 170°C ;所述單螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速300 1000r/min。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下積極效果(1)本發(fā)明采用的溴化聚苯乙烯由于其粒度小而具有特殊的延展性能,在阻燃性能方面比溴化聚苯乙烯粉體有了明顯的提高,而且對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱性能和各向異性的影響也比溴化聚苯乙烯粉體更小;
(2)本發(fā)明制備的溴化聚苯乙烯母粒由于是顆粒狀,和基礎(chǔ)樹脂的顆粒尺寸基本一致,所以物料混合均勻,有效避免了粉體和粒料混合不均勻?qū)е虏牧腺|(zhì)量不穩(wěn)定的情況;(3)本發(fā)明選用的母粒載體主要是熔融指數(shù)較高的聚丙烯,由于其流動(dòng)性較好,對(duì)粉體的包覆效果非常好,從而避免了切粒時(shí)易產(chǎn)生碎屑或粉末的現(xiàn)象,另一方面也提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本;(4)本發(fā)明采用密煉-擠出的連續(xù)生產(chǎn)工藝,相比傳統(tǒng)的先高速攪拌,然后再經(jīng)雙螺桿擠出的工藝相比具有如下優(yōu)點(diǎn)一是密煉機(jī)和單螺桿擠出機(jī)的生產(chǎn)效率高,相同能耗和產(chǎn)量下,生產(chǎn)成本低;二是密煉機(jī)熔融共混過程在密閉的腔體中進(jìn)行,不易揚(yáng)塵,生產(chǎn)清潔,減少了對(duì)工人身體健康的危害,而且分散效果要比雙螺桿要好;三是采用密煉機(jī)可大大提高溴化聚苯乙烯母粒的填充量,而且混合效果好。(5)本發(fā)明制備的溴化聚苯乙烯母粒具有易分散、阻燃效率高、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn),對(duì)復(fù)合材料的物理機(jī)械性能、耐熱性能、加工性能和表面色澤的影響都比溴化聚苯乙烯粉體要小。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
按以下質(zhì)量百分比組成進(jìn)行配比溴化聚苯乙烯85% (山東壽光光大工貿(mào)有限責(zé)任公司),均聚聚丙烯(PPH) 14% (牌號(hào)EP500N,中海殼牌石化公司),改性乙撐雙脂肪酸酰胺(EBS) 1%(成都同立助劑有限公司)。上述物料準(zhǔn)確稱量后將PPH、改性乙撐雙脂肪酸酰胺加入到加壓式翻滾密煉機(jī)中,控制密煉室內(nèi)的溫度為150°C,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40r/min,密煉時(shí)間為3min,待物料熔融后分三次將溴化聚苯乙烯粉體加入到密煉機(jī)中,每次投料間隔2min ;物料全部加入后再密煉15min。上述密煉后的膠頭經(jīng)傳輸帶輸送到單螺桿擠出機(jī)的料斗里,經(jīng)料斗內(nèi)的切刀將膠頭切成碎塊,控制機(jī)筒各段溫度為150°C,主機(jī)轉(zhuǎn)速800r/min,經(jīng)單螺桿熔融混煉擠出,然后經(jīng)風(fēng)冷磨面切粒制成溴化聚苯乙烯母粒。實(shí)施例2
按以下質(zhì)量百分比組成進(jìn)行配比溴化聚苯乙烯90% (山東壽光光大工貿(mào)有限責(zé)任公司),均聚聚丙烯(PPH) 8. 5% (牌號(hào)EP500N,中海殼牌石化公司),改性乙撐雙脂肪酸酰胺
I.5% (市購常規(guī)型號(hào))。上述物料準(zhǔn)確稱量后將PPH、改性乙撐雙脂肪酸酰胺加入到加壓式翻滾密煉機(jī)中,控制密煉室內(nèi)的溫度為160°C,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40r/min,密煉時(shí)間為3min,待物料熔融后分三次將溴化聚苯乙烯粉體加入到密煉機(jī)中,每次投料間隔3min ;物料全部加入后再密煉lOmin。上述密煉后的膠頭經(jīng)傳輸帶輸送到單螺桿擠出機(jī)的料斗里,經(jīng)料斗內(nèi)的切刀將膠頭切成碎塊,控制機(jī)筒各段溫度為160°C,主機(jī)轉(zhuǎn)速700r/min,經(jīng)單螺桿熔融混煉擠出,然后經(jīng)風(fēng)冷磨面切粒制成溴化聚苯乙烯母粒。實(shí)施例3
按以下質(zhì)量百分比組成進(jìn)行配比溴化聚苯乙烯95% (山東壽光光大工貿(mào)有限責(zé)任公司),無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)4.5% (牌號(hào)EP500N,中海殼牌石化公司),改性乙撐雙脂肪酸酰胺O. 5% (市購常規(guī)型號(hào))。上述物料準(zhǔn)確稱量后將PPR、改性乙撐雙脂肪酸酰胺加入到加壓式翻滾密煉機(jī)中,控制密煉室內(nèi)的溫度為160°C,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45r/min,密煉時(shí)間為5min,待物料熔融后分三次將溴化聚苯乙烯粉體加入到密煉機(jī)中,每次投料間隔5min ;物料全部加入后再密煉lOmin。上述密煉后的膠頭經(jīng)傳輸帶輸送到單螺桿擠出機(jī)的料斗里,經(jīng)料斗內(nèi)的切刀將膠頭切成碎塊,控制機(jī)筒各段溫度為160°C,主機(jī)轉(zhuǎn)速600r/min,經(jīng)單螺桿熔融混煉擠出,然后經(jīng)風(fēng)冷磨面切粒制成溴化聚苯乙烯母粒。對(duì)本發(fā)明制備的溴化聚苯乙烯母粒的效果進(jìn)行以下對(duì)比實(shí)驗(yàn)
表I材料配方
權(quán)利要求
1.ー種溴化聚苯こ烯母粒,其特征在于由如下質(zhì)量百分比的組分所制成 溴化聚苯こ烯85 95% 載體3 14% 改性こ撐雙脂肪酸酰胺O. I 5%。
2.如權(quán)利要求I所述的溴化聚苯こ烯母粒,其特征在于,所述溴化聚苯こ烯是粉體,其平均粒徑為O. 03 O. I μ m。
3.如權(quán)利要求I所述的溴化聚苯こ烯母粒,其特征在于,所述載體為聚丙烯,包括均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯的ー種或兩種混合,聚丙烯的熔融指數(shù)為 10 50g/10min,230°C,2. 16KG。
4.如權(quán)利要求I所述的溴化聚苯こ烯母粒,其特征在于,所述改性こ撐雙脂肪酸酰胺是以こ撐雙脂肪酸酰胺為基料,在催化劑的作用下,含有極性基團(tuán)的反應(yīng)性單體與EBS反應(yīng)形成的BAB型共聚物。
5.權(quán)利要求I所述溴化聚苯こ烯母粒的制備方法,其特征在于包括如下步驟 (1)將上述配方中的溴化聚苯こ烯、載體、改性こ撐雙脂肪酸酰胺按配比準(zhǔn)確稱量; (2)先將載體、改性こ撐雙脂肪酸酰胺加入到加壓式翻轉(zhuǎn)密煉機(jī)中,控制密煉室內(nèi)的溫度為150 190°C,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20 80r/min,密煉時(shí)間為3 15min,待物料熔融后分三次將溴化聚苯こ烯粉體加入到密煉機(jī)中,每次投料間隔2 5min ;物料全部加入后再密煉.5 15min ; (3)上述密煉后的膠頭經(jīng)傳輸帶輸送到單螺桿擠出機(jī)的料斗里,經(jīng)料斗里的切刀切成碎塊,然后在重力作用下進(jìn)入擠出機(jī)的機(jī)筒,經(jīng)單螺桿熔融混煉擠出,經(jīng)風(fēng)冷磨面切粒制成溴化聚苯こ烯母粒。
6.如權(quán)利要求I所述的制備方法,其特征在于所述單螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為20 55;所述單螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為120 170°C;所述單螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速300 IOOOr/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溴化聚苯乙烯母粒及其制備方法。溴化聚苯乙烯母粒由如下質(zhì)量百分比的組分所制成溴化聚苯乙烯85~95%,載體3~14%,改性乙撐雙脂肪酸酰胺0.1~5%。本發(fā)明制備的溴化聚苯乙烯母粒有效避免了粉體和粒料混合不均勻?qū)е虏牧腺|(zhì)量不穩(wěn)定的情況;本發(fā)明采用密煉-擠出的連續(xù)生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)清潔,分散效果好,大大提高溴化聚苯乙烯母粒的填充量,混合效果好;本發(fā)明制備的溴化聚苯乙烯母粒具有易分散、阻燃效率高、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn),對(duì)復(fù)合材料的物理機(jī)械性能、耐熱性能、加工性能和表面色澤的影響都比溴化聚苯乙烯粉體要小。
文檔編號(hào)C08J3/22GK102627812SQ20121007424
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者任萍 申請(qǐng)人:廣州京英塑料有限公司, 廣州市聚賽龍工程塑料有限公司