一種富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途。將其加入到阻燃材料中作為抗滴落劑，可以替代傳統(tǒng)的聚四氟乙烯型抗滴落劑，在添加量相同的條件下其效果明顯優(yōu)于聚四氟乙烯型抗滴落劑。
【專利說明】一種富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料阻燃改性領(lǐng)域，尤其涉及一種富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們對聚合物的阻燃要求也越來越嚴格。很多時候都要求常用塑料(如:聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚酯等材料)具有阻燃性能，即UL-94之VO級別或者更高的5V級別。
[0003]就目前的聚合物阻燃來說，主要有含鹵阻燃、無鹵阻燃兩大類。在實際研究及應(yīng)用中，不管是含鹵阻燃還是無鹵阻燃為了減少主阻燃劑的用量還要達到理想的阻燃效果，往往在聚合物中加入抗滴落劑與主阻燃劑復配使用，這樣可以起到較好的阻燃效果。目前抗滴落劑市面上幾乎全為聚四氟乙烯型抗滴落劑。
[0004]富勒烯(Fullerene)是一種碳的同素異形體。任何由碳一種元素組成，以球狀，橢圓狀，或管狀結(jié)構(gòu)存在的物質(zhì)，都可以被叫做富勒烯。富勒烯與石墨結(jié)構(gòu)類似，但石墨的結(jié)構(gòu)中只有六元環(huán)， 而富勒烯中可能存在五元環(huán)。1985年Robert Curl等人制備出了 C60。1989年,德國科學家Huffman和Kraetschmer的實驗證實了 C60的籠型結(jié)構(gòu)，從此物理學家所發(fā)現(xiàn)的富勒烯被科學界推向一個嶄新的研究階段。富勒烯的結(jié)構(gòu)和建筑師Fuller的代表作相似，所以稱為富勒烯。富勒烯是繼金剛石、石墨和線性碳(carbyne)之后碳元素的第四種晶體形態(tài)。其中柱狀或管狀的分子又叫做碳納米管或巴基管。C60分子具有芳香性，溶于苯呈醬紅色。可用電阻加熱石墨棒或電弧法使石墨蒸發(fā)等方法制得。C60有潤滑性，可能成為超級潤滑劑。金屬摻雜的C60有超導性，是有發(fā)展前途的超導材料。C60還可能在半導體、催化劑、蓄電池材料和藥物等許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。C60分子可以和金屬結(jié)合，也可以和非金屬負離子結(jié)合。當堿金屬原子和C60結(jié)合時，電子從金屬原子轉(zhuǎn)到C60分子上，可形成具有超導性能的MxC60，其中M為鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs);x為摻進堿金屬原子的數(shù)目。K3C60在18K以下是超導體，在18K以上是導體，摻進原子數(shù)可達6個，K6C60是絕緣體。C60是既有科學價值又有應(yīng)用前景的化合物，在生命科學、醫(yī)學、天體物理等領(lǐng)域也有一定的意義。碳60(C60)和碳70(C70)是最常見的，也是能夠量產(chǎn)的富勒烯，富勒烯的碳納米管，巴基管成員還有C28、C32、C240、C540。C78、C82、C84、C90、C96等也有管狀等其他形狀。富勒烯是一種新發(fā)現(xiàn)的工業(yè)材質(zhì)，它的特性:1、硬度比鉆石還硬；2、軔度(延展性)比鋼強100倍；3、它能導電，導電性比銅強，重量只有銅的六分之一 ；4、它的成分是碳，所以可從廢棄物中提煉?？上胂裎覀兊奈磥砩钪袑⒂小盁o金屬電線”、“富勒烯(非金屬)鋼筋的建筑物”、“富勒烯防彈背心”、“富勒烯汽車殼”等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途，本發(fā)明首次提出富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑使用，可替代傳統(tǒng)的抗滴落劑，抗滴落效果顯著。[0006]本發(fā)明的一種富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途，所述富勒烯為C60富勒烯或C70富勒烯。
[0007]上述組合物中的基體材料為聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯。
[0008]上述述富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途，將其作為阻燃抗滴落劑使用時，其用量為組合物中基體材料重量的0.1%-1%。
[0009]上述富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途，在制備組合物材料時，所述組合物按重量份數(shù)組成如下:基體材料100份、富勒烯0.1~1份、阻燃劑12~30份、抗氧劑0.2^0.5份、潤滑劑0.1~0.3份、光穩(wěn)劑0.1~0.3份。
[0010]上述阻燃劑選用十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂、四溴雙酚Α、氯化聚乙烯、三氧化二銻、無鹵氮磷阻燃劑的一種或多種。
[0011]上述抗氧劑選用四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)、輯-雙-(3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧劑1098)、β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)中的兩種進行復配使用。
[0012]上述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。
[0013]上述光穩(wěn)劑為UV-3853PP5 (UV-3853PP5成分為:50%質(zhì)量份的2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇硬脂酸酯與50%質(zhì)量份的低聚丙烯混合物)和UV-5411 (UV-5411成分為:(2- (2-羥基-5-叔幸基 苯基)苯并三唑)以重量比1:1復配使用。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)異之處:
1、本發(fā)明首次將富勒烯作為抗滴落劑，與傳統(tǒng)的抗滴落劑---聚四氟乙烯(PTFE)型抗滴落劑相比，在相同含量的情況下，其效果比傳統(tǒng)的抗滴落劑好。用量少，一般為組合物中基體材料質(zhì)量的0.1%-1%。
[0015]2、擴寬了富勒烯的應(yīng)用范圍，打破了市場抗滴落劑的單一性。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合一些實施例與對比例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]實施例以及對比例中用到的材料有:
C60富勒烯型號:XFC01南京先豐納米材料科技有限公司；
C70富勒烯型號:XFC02南京先豐納米材料科技有限公司；
聚丙烯型號:PP BX3920韓國SK ;
聚碳酸酯型號:PC 200-10 LG陶氏聚碳酸酯樹脂有限公司；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂型號=ABS 720英力士 ABS公司；
聚酰胺型號:PA6 M53200廣州新會美達；
聚對苯二甲酸乙二醇酯型號:PET-125美國MDI公司；
阻燃劑A型號:十溴二苯乙烷(8010)美國雅寶公司；
阻燃劑B型號:溴化環(huán)氧樹脂山東天一化學；
阻燃劑C型號:四溴雙酚A山東天一化學；
阻燃劑D型號:氯化聚乙烯2135濰坊亞星化學；阻燃劑E型號:三氧化二銻益陽恒昌銻白廠；
阻燃劑F型號:無鹵氮磷阻燃劑WR02蘇州安鴻泰；
PTFE型抗滴落劑型號:PTFE PTF-5050上海仙邦化學；
抗氧劑A型號:Irganoxl010瑞士汽巴精化；
抗氧劑B型號:Irganoxl098瑞士汽巴精化；
抗氧劑C型號:Irganoxl076瑞士汽巴精化；
抗氧劑D型號:Irganoxl68瑞士汽巴精化；
潤滑劑型號=EBS印尼朝陽化學有限公司；
光穩(wěn)劑A型號:UV-3853PP5美國氰特；
光穩(wěn)劑B型號:UV-5411美國氰特。
[0018]以下阻燃測試項目，執(zhí)行UL-94標準。
[0019]本發(fā)明所列出的實施例只是本發(fā)明的典型實施例，然本發(fā)明的保護范圍不局限于此。
[0020]實施例1
將重量份為100份的聚丙烯PP BX3920，21份的阻燃劑A (十溴二苯乙烷)，7份的阻燃劑E(三氧化二銻)，0.1份富勒烯XFCOl，0.1份抗氧劑A，0.1份抗氧劑D、0.1份潤滑劑EBS、0.05份光穩(wěn)劑A、0.05份光穩(wěn)劑B加入高速混合機中進行混合均勻。其中，高速混合機的溫度為65°C、高速混合機的速度為100轉(zhuǎn)/分鐘。接著將混合好的材料加入雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、造粒、裝包。擠出機的溫度從喂料段到機頭依次為180°C、205°C、205°C、200°C、200°C、20(rC、195°C、195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿長徑比為40。其阻燃性能見表-1。
[0021]對比例I
將重量份為100份的聚丙烯PP BX3920，21份的阻燃劑A (十溴二苯乙烷)，7份的阻燃劑E (三氧化二銻)，0.1份抗氧劑A，0.1份抗氧劑D、0.1份潤滑劑EBS、0.05份光穩(wěn)劑A、0.05份光穩(wěn)劑B加入高速混合機中進行混合均勻。其中，高速混合機的溫度為65°C、高速混合機的速度為100轉(zhuǎn)/分鐘。接著將混合好的材料加入雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、造粒、裝包。擠出機的溫度從喂料段到機頭依次為180°c、205°C、205°C、200 V、200 V、200 V、195°C、195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿長徑比為40。其阻燃性能見表-1。
[0022]實施例2
將重量份為100份的聚丙烯PP BX3920, 30份的阻燃劑F，0.5份富勒烯XFC02，0.25份抗氧劑A，0.25份抗氧劑D、0.3份潤滑劑EBS、0.15份光穩(wěn)劑A、0.15份光穩(wěn)劑B加入高速混合機中進行混合均勻。其中，高速混合機的溫度為75°C、高速混合機的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘。接著將混合好的材料加入雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、造粒、裝包。擠出機的溫度從喂料段到機頭依次為180 V、205 V、205 V、200 V、200 V、200 V、195 V、195 V，螺桿轉(zhuǎn)速為220轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿長徑比為44。其阻燃性能見表-1。
[0023]對比例2
將重量份為100份的聚丙烯PP BX3920, 30份的阻燃劑F，0.25份抗氧劑A，0.25份抗氧劑D、0.3份潤滑劑EBS、0.15份光穩(wěn)劑A、0.15份光穩(wěn)劑B加入高速混合機中進行混合均勻。其中，高速混合機的溫度為75°C、高速混合機的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘。接著將混合好的材料加入雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、造粒、裝包。擠出機的溫度從喂料段到機頭依次為 180。。、205 0C、205 0C、200 V、200 V、200 °C、195 °C、195 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為 220 轉(zhuǎn) / 分鐘，螺桿長徑比為44。其阻燃性能見表-1。
[0024] 實施例3
將重量份為100份的聚丙烯PP BX3920, 28份的阻燃劑F，1份富勒烯XFCOl，0.2份抗氧劑A，0.25份抗氧劑D、0.25份潤滑劑EBS、0.1份光穩(wěn)劑A、0.1份光穩(wěn)劑B加入高速混合機中進行混合均勻。其中，高速混合機的溫度為70°C、高速混合機的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘。接著將混合好的材料加入雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、造粒、裝包。擠出機的溫度從喂料段到機頭依次為180 V、205 V、205 V、200 V、200 V、200 V、195 V、195 V，螺桿轉(zhuǎn)速為220轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿長徑比為44。其阻燃性能見表-1。
[0025]對比例3
將重量份為100份的聚丙烯PP BX3920, 28份的阻燃劑F，0.2份抗氧劑A，0.25份抗氧劑D、0.25份潤滑劑EBS、0.1份光穩(wěn)劑A、0.1份光穩(wěn)劑B加入高速混合機中進行混合均勻。其中，高速混合機的溫度為70°C、高速混合機的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘。接著將混合好的材料加入雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、造粒、裝包。擠出機的溫度從喂料段到機頭依次為180 0C > 2050C、205 V、200 V、200 V、200°C、195 °C、195 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為 220 轉(zhuǎn) / 分鐘，螺桿長徑比為44。其阻燃性能見表-1。
[0026]對比例4
將重量份為100份的聚丙烯PP BX3920, 28份的阻燃劑F，1份抗滴落劑PTF-5050，0.2份抗氧劑A，0.25份抗氧劑D、0.25份潤滑劑EBS、0.1份光穩(wěn)劑A、0.1份光穩(wěn)劑B加入高速混合機中進行混合均勻。其中，高速混合機的溫度為70°C、高速混合機的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘。接著將混合好的材料加入雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、造粒、裝包。擠出機的溫度從喂料段到機頭依次為 180°C、205 V、205 V、200 V、200 V、200°C、195°C、195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為220轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿長徑比為44。其阻燃性能見表-1。
[0027]表-1實施例1-3以及對比例f 4的阻燃性能
【權(quán)利要求】
1.一種富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途，所述富勒烯為C60富勒烯或C70富勒烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途，其特征在于:所述組合物中的基體材料為聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹月旨、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項所述富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途，其特征在于:將其作為阻燃抗滴落劑使用時，其用量為組合物中基體材料重量的0.1%-1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述富勒烯作為組合物阻燃抗滴落劑的用途，其特征在于:在制備組合物材料時，所述組合物按重量份數(shù)組成如下:基體材料100份、富勒烯0.1~ 1份、阻燃劑.12~30份、抗氧劑0.2~0.5份、潤滑劑0.1~0.3份、光穩(wěn)劑0.1~0.3份。
【文檔編號】C08L77/02GK103951845SQ201410131801
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】楊桂生, 俞飛 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司