專(zhuān)利名稱(chēng)：一種阻燃鋁塑板芯材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種鋁塑板芯層材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋁塑復(fù)合板由上世紀(jì)90年代傳入中國(guó)，并在建筑幕墻、室內(nèi)外裝飾以及廣告等方面得到了廣泛的應(yīng)用，它是由鋁板和塑料芯層材料在一定エ藝條件下通過(guò)專(zhuān)用黏合劑粘接復(fù)合而成的板材。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)發(fā)生了不少公共場(chǎng)所大型火災(zāi)，造成了重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，作為墻面裝飾材料的鋁塑板必須達(dá)到難燃級(jí)或者不燃級(jí)。含鹵阻燃芯材雖然具有一定的阻燃性，但因?yàn)楹u系阻燃劑，在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有毒的一氧化碳和腐蝕性氣體，鹵系阻燃劑引起的次生災(zāi)害不符合環(huán)保和安全要求，正被逐漸淘汰。 目前應(yīng)用比較廣泛的是無(wú)鹵阻燃芯層材料，應(yīng)用于飛機(jī)場(chǎng)、車(chē)站高檔高層室內(nèi)外裝飾以及高檔娛樂(lè)場(chǎng)所，但是很多只能達(dá)到難燃B級(jí)而不能達(dá)到不燃A級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種不燃級(jí)阻燃鋁塑板芯層材料，該材料阻燃、阻滴、無(wú)毒，而且機(jī)械性能優(yōu)良。本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種阻燃鋁塑板芯材，其包括以下組分及其重量百分?jǐn)?shù)弾性體12 20%
無(wú)鹵阻燃劑73 84%
阻燃增效劑0 3%
偶聯(lián)劑0. 15 0. 3%
抗氧劑0. 2
潤(rùn)滑劑2 3%
相容劑0 3%
其它助劑0. 5 0. 9%。由于不燃級(jí)鋁塑板芯材的無(wú)機(jī)物填充量比較高，所以要求基體樹(shù)脂要具有較好的耐填充型，且在高填充的時(shí)候仍然要具有良好的機(jī)械性能，単獨(dú)的聚乙烯滿足不了，本發(fā)明采用弾性體來(lái)達(dá)到高填充的目的。所述的弾性體為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，乙烯-甲基丙烯酸共聚物 (EAA)，三元乙丙橡膠(EPDM)，乙烯-辛烯共聚物(POE)中的一種或者幾種，其熔體流動(dòng)速率為 1 5g/10min。所述的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝PE(PE-G)、或者馬來(lái)酸酐接枝POE(POE-G)中的一種或者兩者的混合物，其熔體流動(dòng)速率為0. 4 25g/10min。所述的無(wú)商阻燃劑為不含商素的無(wú)機(jī)礦物，包括氫氧化鋁、氫氧化鎂或無(wú)水碳酸鎂，粉末粒徑為0.1 25微米。
這些阻燃劑在200°C以上開(kāi)始吸熱分解脫水或者生成ニ氧化碳，分解生成的金屬氧化物在材料表面形成了一層保護(hù)膜，起到絕熱防護(hù)和阻滴成碳作用，從而達(dá)到阻燃的效
^N ο所述的阻燃增效劑為包覆紅磷、聚磷酸銨、無(wú)鹵磷酸酯或有機(jī)硅中的ー種或幾種。 這些物質(zhì)可以更好的發(fā)揮阻燃劑的作用，降低阻燃劑的用量。偶聯(lián)劑可以有效提高無(wú)機(jī)阻燃劑與有機(jī)基體間的界面相容性，對(duì)于高填充體系， 填料的表面處理非常重要。所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或者幾種。所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑具體包括異丙基三硬酯酸鈦酸酯(TTQ、異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯(KR-幻、異丙基三(十二烷基苯磺?；?鈦酸酯(KR-9S)、四異丙基ニ(ニ辛集亞磷酸酰氧基)鈦酸酯(KR-36S)。所述的鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑為鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑A4或鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑HW-133等。所述的鋁酸酯偶聯(lián)劑如DL411F或DL411D。所述的抗氧劑為四[甲基-β-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酷]季戊四醇酷(抗氧劑1010)、β-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076) 或Ν，Ν'-雙-(3-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己ニ胺(抗氧劑1098)中的一種或者幾種與三[2. 4-ニ叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)的復(fù)配。所述的潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、乙撐雙硬脂酸酰胺(EBQ或聚乙烯蠟 (AC540A)中的ー種或幾種。所述的其它助劑為可以改善該材料加工型或者其他性質(zhì)的物質(zhì)，具體有鈦白粉、
白油等。一種制備上述無(wú)鹵阻燃鋁塑板芯層材料的方法，包含步驟(1)無(wú)機(jī)阻燃劑先用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理將偶聯(lián)劑和阻燃劑在高混機(jī)中混合10 30 分鐘，溫度為80 120°C ；(2)然后與其他組分一起加入到密煉機(jī)中密煉，密煉時(shí)間為5 15分鐘，溫度為 150 180°C ；(3)最后采用雙螺桿擠出機(jī)擠出熱切造粒，擠出造粒溫度為140 190°C。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在干應(yīng)用該復(fù)合材料生產(chǎn)的阻燃鋁塑板，燃燒性能可以達(dá)到不燃A級(jí)，同時(shí)理化性能和加工性能可以滿足鋁塑板的生產(chǎn)エ藝要求，該材料具有無(wú)鹵低畑、阻燃阻滴以及板材可彎曲成卷等性質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例配方見(jiàn)附表一。(1)按配方比例稱(chēng)取無(wú)機(jī)阻燃劑和復(fù)配的偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，混合溫度100°c，完成對(duì)無(wú)機(jī)填料的表面處理；(2)按照配方稱(chēng)取其余組分與處理好的無(wú)機(jī)阻燃劑一起加入到密煉機(jī)中密煉8分鐘后出料粉碎，密煉溫度為170°C ；(3)把粉碎好的料加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出熱切造粒，雙螺桿擠出機(jī)1 6區(qū)溫度分別為140，160，185，190，185，190°C，機(jī)頭溫度為190°C，熱切粒料經(jīng)過(guò)冷卻、振動(dòng)篩分
離后包裝。附表一實(shí)施例配方組成
配方組成實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例8實(shí)施例9實(shí)施例10EVA121082010EAA121310POE1271010EPDM1295PE-G0.60.4POE-G30.60.2氫氧化鋁10152055氫氧化鎂748469557775705868
無(wú)水碳酸鎂84510紅磷1.2聚磷酸銨0.22.21.223有機(jī)硅0. 20.221TTS0.250.250.250.250.250.2HW-1330.250.250.20.2抗氧劑10100.20.20.20.20.20.20.20.20.20.2抗氧劑1680.20.20.20.20.20.20.20.20.20.2硬脂酸鈣0.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6EBS0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5AC540A1.41.41.41.41.41.41.41.41.41.4白油0.150.150.150.150.150.150.150.20.20鈦白粉0.70.50.50.50.50.50.50.50.50.5本發(fā)明的阻燃鋁塑板塑料芯材的性能指標(biāo)為拉伸強(qiáng)度為7 15Mpa，彎曲強(qiáng)度為 8 17Mpa，缺ロ沖擊強(qiáng)度為彡8KJ/m2，維卡軟化溫度為75 90°C，剝離強(qiáng)度為7 12N/mm， 氧指數(shù)為37 48%。應(yīng)用本發(fā)明的復(fù)合材料制備的阻燃鋁塑板的燃燒性能完全符合GB2(^86_2006規(guī)定的A2級(jí)的要求，燃燒熱值小。熱值(MJ/kg) ^ 4. 0 ；熱釋放量(MJ/m2) ^ 4. 0 ；煙氣毒性試驗(yàn)合格。燃燒滴落物技術(shù)指標(biāo)為600s內(nèi)無(wú)滴落，測(cè)試結(jié)果符合要求；過(guò)濾紙是否被引燃指標(biāo)為過(guò)濾紙未被引燃，測(cè)試結(jié)果符合要求。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的掲示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種阻燃鋁塑板芯材，其特征在于其包括以下組分及其重量百分?jǐn)?shù) 弾性體12 20%無(wú)鹵阻燃劑 73 84% 阻燃增效劑 0 3% 偶聯(lián)劑0.15 0.3%抗氧劑0. 2 1%潤(rùn)滑劑2 3%相容劑0 3%其它助劑 0.5 0.9%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃鋁塑板芯材，其特征在于所述的弾性體為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、三元乙丙橡膠或乙烯-辛烯共聚物中的ー種或者幾種；所述的弾性體的熔體流動(dòng)速率為1 5g/10min ；所述的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯或馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一種或者兩者的混合物，其熔體流動(dòng)速率為 0.4 25g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃鋁塑板芯材，其特征在于所述的無(wú)鹵阻燃劑為不含鹵素的無(wú)機(jī)礦物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻燃鋁塑板芯材，其特征在于所述的不含鹵素的無(wú)機(jī)礦物為氫氧化鋁、氫氧化鎂或無(wú)水碳酸鎂，粉末粒徑為0. 1 25微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃鋁塑板芯材，其特征在于所述的阻燃增效劑為包覆紅磷、聚磷酸銨、無(wú)鹵磷酸酯或有機(jī)硅中的ー種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃鋁塑板芯材，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或者幾種，或者是鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃鋁塑板芯材，其特征在于所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑具體包括異丙基三硬酯酸鈦酸酷、異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯、異丙基三(十二烷基苯磺?；?鈦酸酯或四異丙基ニ( ニ辛集亞磷酸酰氧基)鈦酸酯；或所述的鋁酸酯偶聯(lián)劑為DL411F或 DL411D ；或所述的鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑為鈦鋁復(fù)合偶聯(lián)劑HW-133或鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑A4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃鋁塑板芯材，其特征在干所述的抗氧劑為四[甲基-β - (3，5- ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酷]季戊四醇酷、β - (3，5- ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯或N，N'-雙-(3-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己ニ 胺中的一種或者幾種與三[2. 4- ニ叔丁基苯基]亞磷酸酯的復(fù)配；所述的潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、乙撐雙硬脂酸酰胺或聚乙烯蠟中的ー種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃鋁塑板芯材，其特征在于所述的其它助劑為鈦白粉或白油。
10.一種制備上述權(quán)利要求1-9中任ー權(quán)利要求所述的阻燃鋁塑板芯材的方法，其特征在于包含步驟(1)無(wú)機(jī)阻燃劑先用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理將偶聯(lián)劑和阻燃劑在高混機(jī)中混合10 30分鐘，溫度為80 120°C ；(2)然后與其他組分一起加入到密煉機(jī)中密煉，密煉時(shí)間為5 15分鐘，溫度為150 180 0C ；(3)最后采用雙螺桿擠出機(jī)擠出熱切造粒，擠出造粒溫度為140 190°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種阻燃鋁塑板芯材及其制備方法，該阻燃鋁塑板芯材包含以下組分及其重百分?jǐn)?shù)彈性體12～20％、相容劑0～3％、無(wú)鹵阻燃劑73～84％、阻燃協(xié)效劑0～3％、偶聯(lián)劑0.15～0.3％、抗氧劑0.2～1％，潤(rùn)滑劑2～3％，其它助劑0.5～0.9％。本發(fā)明的防火鋁塑板用無(wú)鹵阻燃塑料芯層材料不僅具有低成本、無(wú)鹵低煙、阻燃、熱壓粘結(jié)強(qiáng)度高和板材可彎曲成卷等特性，而且機(jī)械性能良好，采用本發(fā)明的材料生產(chǎn)復(fù)合鋁塑板時(shí)，復(fù)合成型工藝性能良好，能滿足鋁塑板標(biāo)準(zhǔn)以及連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)線的工藝要求。該無(wú)鹵阻燃新層材料的燃燒性能完全復(fù)合GB20286-2006規(guī)定的A2級(jí)的要求。
文檔編號(hào)C08L23/08GK102585337SQ20111000439
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者郭雪晴 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司