本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
屬于化工塑料制劑產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種難燃且著火后具有自熄性能的賽璐珞制品及其制造方法。
背景技術(shù):
賽璐珞制品作為早期的“塑料之王”,尤其為人類承救大象尋找象牙代用品做過(guò)歷史貢獻(xiàn);然而隨著科技進(jìn)步,自上世紀(jì)60年代以來(lái)當(dāng)許多其它的新型塑料相繼問(wèn)世后,由于賽璐珞的極易燃焼隱患,它的使用范圍就漸漸小了。但與其它塑料相比,賽璐珞仍具有諸多無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),如富于彈性、強(qiáng)度好、硬度高、透明度佳以及工業(yè)上易制成各種色彩斑斕、五光十色的紐扣、發(fā)夾、眼鏡框架、風(fēng)琴、鋼琴、敲打樂(lè)器等的裝飾材料;特別是用它作成的乒乓球強(qiáng)度大、彈跳高、一只球可打多場(chǎng)比賽,所以120年來(lái)它成為乒乓球材的不二選擇。我國(guó)是世界上最大賽璐珞生產(chǎn)基地,有大小企業(yè)(含賽璐珞膜)數(shù)十家,總產(chǎn)量約4千噸。因安全上迫使其必需與時(shí)俱進(jìn),國(guó)際乒聯(lián)對(duì)乒乓球(不可上飛機(jī)、運(yùn)輸要用冷凍柜)用賽璐珞易燃材料設(shè)定了限期(2015年底)停用的限令,基于此研究賽璐珞制品及其乒乓球材料的阻燃問(wèn)題勢(shì)在必行,也說(shuō)明本發(fā)明除在工藝技術(shù)方面具有重要的科研價(jià)值外,更具有被認(rèn)為要“黯然出局”的百年賽璐珞行業(yè)因本創(chuàng)新技術(shù)而重回振興,勢(shì)必引發(fā)大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)際影響力。
本發(fā)明申請(qǐng)人曾在申請(qǐng)?zhí)枮?01310478885.1的中國(guó)專利申請(qǐng)文本中披露了一種難燃性賽璐珞用硝化棉。這種難燃性賽璐珞用硝化棉由賽璐珞級(jí)硝化棉和阻燃劑按60%~80%∶20%~40%的重量比組成,該硝化棉制品雖然具有阻燃性,但加工過(guò)程采用環(huán)己酮作溶劑,除氣味操作者難以接受外,后工序不易干燥;且單純采用該硝化棉制品在實(shí)際應(yīng)用中仍存在制品可塑性差,倘若用較多樟腦增塑又會(huì)影響阻燃性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方面存在的問(wèn)題加以解決,提供一種配方科學(xué)、制備方便、可在不改變現(xiàn)有制品生產(chǎn)設(shè)備及工藝生產(chǎn)線的原則下僅對(duì)配方做出調(diào)整就能獲得難燃或即使著火也具有自熄性能的難燃性賽璐珞制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種難燃性賽璐珞原料的制備方法,所述的難燃性賽璐珞原料由下述重量比的物質(zhì)組成:
賽璐珞級(jí)硝化棉 50%~75%,
阻燃劑 22%~40%,
助劑 0~15%,
其中,所述的賽璐珞級(jí)硝化棉采用硝化度為172.8~179.2ml/g的硝化棉,所述的阻燃劑結(jié)構(gòu)式如下:
式中R為烷基或苯基,其可為伯、仲、叔基,碳數(shù)為2~6,X為鹵素,其可為氯、溴,其數(shù)量n為1~3;磷酸根可為單根,也可為2~3的聚磷酸根;
制備所述難燃性賽璐珞原料的步驟為:
將阻燃劑加入由酮類和/或酯類和/或醇類溶劑構(gòu)成的有機(jī)混合溶劑中,在30~65℃溫度下攪拌,有機(jī)溶劑的投入量為硝化棉干量的0.7~1.5倍,攪拌20~50分鐘,直至阻燃劑溶解;再加入硝化棉和助劑后進(jìn)行捏合、控制塑化溫度60~75℃,塑化時(shí)間50~85分鐘,制備得到難燃性賽璐珞的塑化料團(tuán);將塑化料團(tuán)經(jīng)螺旋造粒機(jī)加工處理,得到難燃性賽璐珞的料粒。
上述難燃性賽璐珞原料的制備方法中,阻燃劑為三鹵乙基磷酸酯、三(2,3二鹵丙基)磷酸酯、三(三鹵苯基)磷酸酯、三(二鹵苯基)磷酸酯或上述磷酸酯的組合。
上述難燃性賽璐珞原料的制備方法中,阻燃劑為三鹵乙基聚磷酸酯、三(2,3二鹵丙基)聚磷酸酯、三(三鹵苯基)聚磷酸酯、三(二鹵苯基)聚磷酸酯或上述聚磷酸酯的組合。
上述難燃性賽璐珞原料的制備方法中,其它助劑為:Sb2O3、二氧化鈦、增白劑、黃變抑制劑、珠光劑、染料或柔軟劑。
上述難燃性賽璐珞原料的制備方法中,有機(jī)混合溶劑為丙酮和/或醋酸丁酯和/或醋酸乙酯和/或乙醇。
一種制備難燃性賽璐珞板材棒材的方法,其特征在于:將難燃性賽璐珞的塑化團(tuán)料壓濾后,在60~75℃溫度范圍內(nèi)內(nèi),用煉膠機(jī)壓煉成厚度為10~30mm的均勻膠料,再經(jīng)20MPa、75~95℃、4小時(shí)熱壓、停放48小時(shí)以上,經(jīng)刨片、烘干,使得制品中水和溶劑總含量小于1.5%,再經(jīng)壓平上光后,制得難燃性賽璐珞板材、棒材。
一種難燃性賽璐珞工業(yè)產(chǎn)品的制備方法,將難燃性賽璐珞的料粒經(jīng)壓力機(jī)工藝加工后制備得到難燃性賽璐珞工業(yè)產(chǎn)品。
本發(fā)明具有有益技術(shù)效果如下:
一、本發(fā)明顛覆了傳統(tǒng)的樟腦為賽璐珞主增塑劑百年不變的工藝,即棄用樟腦,采用阻燃劑替換它,除能達(dá)到現(xiàn)有賽璐珞制品各種機(jī)械性能外,更重要的改變了現(xiàn)有賽璐珞易燃的致命缺陷,從而使制品獲得安全、防霉、避鼠和抗靜電等多重功效。
二、本發(fā)明制備的難燃性賽璐珞硝化棉料粒難點(diǎn)燃,即使點(diǎn)著,一旦火源離開(kāi),火焰也會(huì)自行熄滅;制備的板材和棒材經(jīng)激光刻字機(jī)刻字、激光工藝雕刻均不會(huì)著火;人工用小火點(diǎn)燃,難點(diǎn)燃,即使點(diǎn)著,燃速慢燃勢(shì)弱,一旦火源離開(kāi),板材上的火焰也能自然熄滅;且該材料機(jī)械強(qiáng)度、最大斷裂伸長(zhǎng)率、彈性與現(xiàn)工業(yè)賽璐珞無(wú)差異。
三、本發(fā)明在制備不透明賽璐珞用硝化棉或賽璐珞板材時(shí),添加適量的無(wú)機(jī)助劑如Sb2O3(銻白)、二氧化鈦、增白劑、黃變抑制劑、珠光劑、染料、柔軟劑等復(fù)配助劑,因助劑大都不能溶于溶劑,故在捏合時(shí)加入,可按用戶 要求制出各型產(chǎn)品。
四、申請(qǐng)?zhí)枮?01310478885.1的專利文本所披露的技術(shù)為實(shí)驗(yàn)室成果,其主要目的在于制阻燃級(jí)硝化棉,對(duì)賽璐珞最終制品也是注重在于阻燃性。而本發(fā)明則注重在于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn),它采用具有多重功能的(阻燃、增塑、耐光、耐洗、抗靜電、相溶性好等)阻燃制劑,完全克服了申請(qǐng)?zhí)枮?01310478885.1專利文本中存在問(wèn)題或缺陷,從而使本發(fā)明更具有工業(yè)推廣價(jià)值。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合幾個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例一
取2.8g三(2,3-二氯丙基)磷酸酯放入容器中,加酒精10ml,攪拌使三(2,3-二氯丙基)磷酸酯均勻溶解后,再將9g(含水酒28%)賽璐珞級(jí)硝化棉加入,人工捏合,使其充分塑化,晾干后即得難燃性賽璐珞用硝化棉。24小時(shí)后用火柴燃點(diǎn)該散絮狀硝化棉,很難點(diǎn)燃,即使點(diǎn)著,一旦火源離開(kāi),硝化棉上的火焰也會(huì)很快熄滅。
實(shí)施例二
取450g三(2,3-二氯丙基)磷酸酯、180g氯代烷基多聚磷酸酯加入揑合機(jī)中,常溫下加丙酮300g,醋酸乙酯400g,攪拌25~40分鐘使混合物料溶解后,再加入1500g(含酒水為28~30%,下同)賽璐珞級(jí)硝化棉、25g銻白粉以及約占制品總重量千分之二的增白劑等助劑,開(kāi)動(dòng)捏合機(jī),塑化溫度控制在65~70℃經(jīng)75分鐘塑化后,制得難燃性賽璐珞用硝化棉;將上述制得 的剛出鍋的難燃性賽璐珞料團(tuán)經(jīng)壓濾后,在60~75℃溫度范圍內(nèi),用煉膠機(jī)壓煉成厚度為10~30mm的均勻膠料,再經(jīng)20MPa,75~95℃,4小時(shí)熱壓、停放48小時(shí)以上,經(jīng)刨片、烘干、放熱放冷壓平上光等工序后,即制得難燃性賽璐珞白色板或片材。該材料經(jīng)激光刻字機(jī)刻字、激光工藝雕刻均不會(huì)著火;人工用小火點(diǎn)燃,難點(diǎn)燃,即使點(diǎn)著,燃速慢燃勢(shì)弱,一旦火源離開(kāi),板材上的火焰也能自然熄滅。該材料刨片厚度0.6mm經(jīng)強(qiáng)度測(cè)試,最大強(qiáng)度為:47.294MPa,斷裂伸長(zhǎng)率:33.250%。
實(shí)施例三
向帶夾套的捏合機(jī)中加入450g三(2,3-二溴苯基)磷酸酯、80g氯代烷基多聚磷酸酯、接著加入醋酸乙酯200g,醋酸丁酯400g,乙醇200g,在40~60℃溫度下攪拌使物料溶解后,加入1500g賽璐珞級(jí)硝化棉及占制品總重量千分之三的珠光劑、染料等助劑,然后在工藝溫度65~70℃條件下繼續(xù)攪拌捏合約85分鐘,制得難燃性賽璐珞用硝化棉,塑化料團(tuán)經(jīng)壓濾后,在60~75℃溫度范圍內(nèi),用煉膠機(jī)壓煉成厚度為10~30mm的膠料,再經(jīng)20MPa,75~95℃,4小時(shí)熱壓、停放48小時(shí)以上,經(jīng)刨片、烘干、放熱放冷壓平上光等工序后,即制得難燃性賽璐珞透明或半透明板或片材,該材料經(jīng)激光刻字機(jī)刻字、激光工藝雕刻加工均不會(huì)著火;人工用小火點(diǎn)燃,難點(diǎn)燃,即使點(diǎn)著,燃速慢火勢(shì)弱,一旦火源離開(kāi),板材上的火焰也能自然熄滅。該材料刨片厚度0.52mm經(jīng)強(qiáng)度測(cè)試,最大強(qiáng)度為:68.944MPa,斷裂伸長(zhǎng)率:28.000%。
實(shí)施例四
向帶夾套的捏合機(jī)中加入430g三(2,3-二溴苯基)磷酸酯、50g氯代烷 基多聚磷酸酯、26.5g三氧化二銻,接著加入醋酸丁酯400、醋酸乙酯g300g、酒精200g,在50~60℃條件下攪拌使物料溶解后,加入1500g賽璐珞級(jí)硝化棉、黃變抑制劑5.5g及所需色染料、柔軟劑等,然后在工藝溫度65~70℃條件下繼續(xù)攪拌捏合約80分鐘,塑化料團(tuán)經(jīng)壓濾后,在60~75℃溫度范圍內(nèi),用煉膠機(jī)壓煉成厚度為10~30mm的膠料,再經(jīng)20MPa,75~95℃,4小時(shí)熱壓、停放48小時(shí)以上,經(jīng)刨片、烘干、放熱放冷壓平上光等工序后,即制得難燃性賽璐珞各色透明板或片材,該材料經(jīng)激光刻字機(jī)刻字抑制激光工藝雕刻加工均不會(huì)著火;人工用小火點(diǎn)燃,難點(diǎn)燃,即使點(diǎn)著,燃速慢燃勢(shì)弱,一旦火源離開(kāi),板材上的火焰也能自然熄滅。該材料刨片厚度0.54mm,經(jīng)強(qiáng)度測(cè)試,最大強(qiáng)度為:55.486MPa,斷裂伸長(zhǎng)率:23.375%。
實(shí)施例五
向帶夾套的捏合機(jī)中加入43kg三(2,3-二溴苯基)磷酸酯、5kg氯代烷基多聚磷酸酯、2.7kg三氧化二銻,接著加入醋酸丁酯40kg、醋酸乙酯30kg、酒精20kg,在50~60℃條件下攪拌使物料溶解后,加入150kg賽璐珞級(jí)硝化棉、黃變抑制劑0.55g并依據(jù)客戶不同要求適量添加或不加增白劑、染料等助劑,然后在工藝溫度65~70℃條件下繼續(xù)攪拌捏合約約80分鐘,塑化料團(tuán)經(jīng)檢驗(yàn)合格后由螺旋壓伸機(jī)喂料口加入,即可按設(shè)置的工藝參數(shù)和模具制出賽璐珞用硝基(可為疏松片、色粒、透明粒)料粒,作為賽璐珞后加工原料。