一种新型阻燃塑料泡沫板的制备方法与流程

    专利查询2025-04-05  18


    本发明属于高分子材料,具体涉及一种新型阻燃泡沫板的制备方法。


    背景技术:

    1、聚丙烯(pp)泡沫板以其优异的绝缘性、耐化学腐蚀、综合力学性能,被广泛应用于汽车、家电、包装、环保等领域,但是聚丙烯泡沫板具有易燃性,着火点低,燃烧时温度高,产生热量大,容易使火势进一步蔓延,限制其在一些领域中的应用。因此,在保障聚丙烯泡沫板具有良好的炮孔结构的同时提供阻燃性,是扩大聚丙烯泡沫板应用范围的有效方法之一。

    2、最常见的阻燃改性方法是向聚丙烯中加入阻燃剂进行改性,阻燃剂种类很多,从环保因素等方面考虑,含有卤素的阻燃剂在燃烧时会释放有毒气体,故不含卤素的阻燃体系在pp中的应用越来越广泛,聚磷酸铵(app)和三聚氰胺聚磷酸盐(mpp)都是常见的磷系阻燃剂,但磷系阻燃剂单独使用时成炭效果不佳,无法形成完整致密的炭层,导致阻燃效果差,且较大用量导致聚丙烯材料的发泡性能和力学性能降低。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种新型阻燃泡沫板的制备方法,解决现有聚丙烯泡沫板力学性能和阻燃性不兼具的问题。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    3、一种新型阻燃泡沫板的制备方法,包括以下步骤:

    4、s1、准备以下重量份原料:聚丙烯树脂100份、聚苯乙烯5-10份、功能组分2.4-4.8份、多壁碳纳米管5-10份、磷系阻燃剂10-15份;

    5、s2、按照步骤s1称取原料并将原料置于65℃烘箱中干燥12h,之后转移至双螺杆挤出机中,共混后挤出造粒,挤出机进料到出口的温度依次设定为160℃、190℃、230℃、230℃、230℃、220℃,螺杆转速为120r/min,挤出的复合材料采用水浴冷却后利用切粒机进行造粒,干燥,得到复合材料粒料;

    6、s3、将所得的复合材料粒料转入超临界模压发泡机中,保证所加物料的总体积不超过容器体积的三分之一,然后在压强为10-25mpa、间歇发泡温度为150-250℃、以超临界co2为发泡剂的条件下浸泡处理2-5h;最后以12-20mpa/s的速率进行泄压;所得发泡材料经加工处理后制备成泡沫板产品,即为新型阻燃泡沫板。

    7、进一步地,功能组分通过以下步骤制成:

    8、将二氯甲烷、(3-丙羧基)三苯基溴化膦和γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入反应釜中,边搅拌边向反应釜中加入n,n'-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶,40℃下反应6-8h,反应结束后,减压蒸馏去除二氯甲烷,蒸馏产物通过薄层色谱法(展开剂体积比:二氯甲烷:甲醇=25:1)分离提纯后,得到功能组分;

    9、上述过程中,二氯甲烷、(3-丙羧基)三苯基溴化膦、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n,n'-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的用量比为300-500ml:5.1g:2.65g:3g:0.5g,以(3-丙羧基)三苯基溴化膦和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,n,n'-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶为催化剂,通过酰胺反应,得到功能组分。

    10、进一点地,聚丙烯树脂由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯复配而成。

    11、进一步地,聚丙烯树脂中均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为38-50:45-50。

    12、进一步地,磷系阻燃剂为聚磷酸铵和/或三聚氰胺聚磷酸盐。

    13、本发明的有益效果:

    14、本发明提供一种新型阻燃泡沫板的制备方法,以聚丙烯树脂、聚苯乙烯、功能组分、多壁碳纳米管和磷系阻燃剂为原料制备而成,其中功能组分具有硅氧烷结构,在熔融挤出过程中,能够与多壁碳纳米管和磷系阻燃剂通过偶联反应结合,从而改善多壁碳纳米管和磷系阻燃剂在聚丙烯树脂中的分散性,且相比于γ-氨丙基三乙氧基硅烷,功能组分还携带季磷盐结构,能够赋予泡沫板良好的抗菌性能,此外,功能组分自身还集氮、磷、硅元素为一体,有助于强化泡沫板的阻燃性能;

    15、将多壁碳纳米管引入泡沫板中,基于多壁碳纳米管与聚丙烯树脂之间良好的相容性,当泡沫板受到外力冲击时,多壁碳纳米管能够吸收冲击能量,避免了应力集中,提高泡沫板的缺口冲击强度,此外,在燃烧过程中,多壁碳纳米管在复合材料中形成网络结构的积碳隔热保护层,能够阻碍热量传递,抑制可燃挥发性物质逸出,进一步提高泡沫板的阻燃性能;

    16、综上,本发明制备的泡沫板不仅具有良好的力学性能,还兼具良好的阻燃性能和抗菌性能。



    技术特征:

    1.一种新型阻燃泡沫板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种新型阻燃泡沫板的制备方法,其特征在于,挤出机进料到出口的温度依次设定为160℃、190℃、230℃、230℃、230℃、220℃,螺杆转速为120r/min。

    3.根据权利要求1所述的一种新型阻燃泡沫板的制备方法,其特征在于,发泡处理具体步骤如下:

    4.根据权利要求1所述的一种新型阻燃泡沫板的制备方法,其特征在于,功能组分通过以下步骤制成:

    5.根据权利要求4所述的一种新型阻燃泡沫板的制备方法,其特征在于,二氯甲烷、(3-丙羧基)三苯基溴化膦、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n,n'-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的用量比为300-500ml:5.1g:2.65g:3g:0.5g。

    6.根据权利要求1所述的一种新型阻燃泡沫板的制备方法,其特征在于,聚丙烯树脂由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯复配而成。

    7.根据权利要求1所述的一种新型阻燃泡沫板的制备方法,其特征在于,聚丙烯树脂中均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为38-50:45-50。

    8.根据权利要求1所述的一种新型阻燃泡沫板的制备方法,其特征在于,磷系阻燃剂为聚磷酸铵和/或三聚氰胺聚磷酸盐。


    技术总结
    本发明公开了一种新型阻燃泡沫板的制备方法,属于高分子材料技术领域,包括以下步骤:S1、准备以下重量份原料:聚丙烯树脂100份、聚苯乙烯5‑10份、功能组分2.4‑4.8份、多壁碳纳米管5‑10份、磷系阻燃剂10‑15份;S2、按照步骤S1称取原料并干燥,之后转移至双螺杆挤出机中,共混后挤出造粒,干燥,得到复合材料粒料;S3、将所得的复合材料粒料转入超临界模压发泡机中,发泡处理,所得发泡材料经加工处理后制备成泡沫板产品,即为新型阻燃泡沫板,本发明以聚丙烯树脂、聚苯乙烯、功能组分、多壁碳纳米管和磷系阻燃剂为原料制备泡沫板,所得的泡沫板不仅具有良好的力学性能,还兼具良好的阻燃性能和抗菌性能。

    技术研发人员:朱全超,王伟
    受保护的技术使用者:界首市丰华塑料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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