聚烯烴阻燃母粒的制造及應用試驗

周健,等:聚烯烴阻燃母粒的制造及應用試驗15聚烯烴阻燃母粒的制造及應用試驗周健李鋒(常州技術(shù)師范學(xué)院應用化學(xué)系,常州213001)32A摘要釆用復合阻燃劑與聚烯烴通過(guò)擠岀造粒法制得聚烯烴(聚丙烯、聚乙烯)阻燃母粒,考察了聚烯烴阻燃母粒用量對阻然聚丙烯、阻燃聚乙煒力學(xué)性能、流動(dòng)性、阻燃性的影響。實(shí)驗鮚果表明,聚烯烴阻燃母粒在生產(chǎn)阻燃聚烯烴削品中具有使用便利、限燃效果和經(jīng)濟效益好等特點(diǎn)。關(guān)詞膽燃母粒力學(xué)性能流動(dòng)性阻燃性隨著(zhù)國家經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展,阻燃聚烯烴塑55%~65%的復合阻燃劑十溴聯(lián)苯醚-Sb2O3和料的用途日益廣泛。如阻燃聚丙烯(PP)、阻燃聚乙5%~10%的分散劑聚乙烯蠟按一定次序倒入髙速烯(PE)常被用來(lái)生產(chǎn)要求阻燃性能的各種管道板捏合機中進(jìn)行高速混合約20min,通過(guò)高速捏合機材、通訊電纜、電器零件、裝飾材料等。聚烯烴阻燃產(chǎn)生的摩擦熱使LDPE發(fā)粘、分散劑融化,使復合阻母粒具有使用方便、對阻燃塑料制品的力學(xué)性能影燃劑均勻地粘附在載體上,在約100℃下出料。然響小、經(jīng)濟實(shí)惠等特性。因此筆者研制了聚烯烴阻后將物料與PP(或PE)裝入065擠出造粒機組,在燃母粒并對其進(jìn)行了應用研究。表1的工藝條件下擠出造粒,擠出料條經(jīng)水槽冷卻1實(shí)驗部分空氣冷卻,引入切粒機切粒、包裝,分別制得PP阻1.1基本原料燃母粒和PE阻燃母粒PP:5014,市售;表1阻燃母粒擠出造粒工藝條件高密度聚乙烯(HDPE):50005,揚子石化公司項目據低密度聚乙烯(LDPE):IF7B,北京燕山石化公機筒溫度/℃1區60-80螺桿轉速/rmn1500-70Ⅱ區125-135主機電流/A25-30司;Ⅲ區135-145切粒機轉速/r,min-100-1400十溴聯(lián)苯醚:江陰利港化工廠(chǎng);機頭溫度/℃Sb2O3:市售;(2)試樣制備引發(fā)劑:市售;將PP阻燃母粒與PP按表2中阻燃PP各配方聚乙烯蠟:市售;的比例混合,用注塑機在加料段80-100℃、壓縮段光亮劑:T-2A,吳縣國光化學(xué)助劑有限公司。160~180℃、均化段180~200℃、噴嘴180℃、注塑1.2主要設備壓力6~7MPa下注塑成不同配比的P標準試樣∞65擠出造粒機組:上海擠出機廠(chǎng);阻燃HDPE試樣也按表2中阻燃HDPE各配方高速捏合機:10L,阜新塑料機械廠(chǎng);制備,工藝過(guò)程與阻燃PP試樣相同。注塑機:XS-zY-125型,杭州塑料機械廠(chǎng);豪2阻燃P與阻燃HDPE試樣配方簡(jiǎn)支梁沖擊試驗機:U-40型,承德市試驗機阻燃母粒/P質(zhì)量比0°純HDPE電子式萬(wàn)能試驗機:WD-1型,吉林長(cháng)春第二材料試驗機廠(chǎng)1:8熔體流動(dòng)速率(MFR)測定儀:XR-400型,吉林大學(xué)科教儀器廠(chǎng);氧指數測定儀:HC-2型,江寧縣分析儀器廠(chǎng)。1.4性能測1.3阻燃聚烯烴母粒及試樣的制備缺口沖擊強度按GB/T1043-1993測定;(1)阻燃聚烯烴母粒的制造按配方將20%~30%的LDPE(作載體)與Ha中國煤化工CNMHG「程塑料應用2002年,第30卷第10期彎曲強度按GB1042-79測定拉伸強度按GBT1040-1992測定;(2)力學(xué)性能分析氧指數按GB/T2406-1993測定由表3可知,在PP中加入PP阻燃母粒后,隨2結果與討論著(zhù)PP阻燃母粒用量的增加,阻燃PP的沖擊強度明2.1阻燃母粒栽體和分散劑的選擇顯提髙,這是由于阻燃母粒中的載體LDPE對阻燃聚烯烴阻燃母粒采用1 FZB LDPE作載體,這是PP有一定增韌作用。眾所周知,LDPE分子鏈的柔因為其軟化溫度低,在高速混合過(guò)程中易軟化發(fā)粘順性比PP分子鏈的柔順性好其溶解度參數[15.8而使粉狀顏料均勻地分散在其表面,加之其MFR約17.1(J/cm3)2]與PP的溶解度參數[16.8為7g10min,具有良好的流動(dòng)性,有利于阻燃母粒188(J/cm3)2]相近,因此LDPE在微觀(guān)上與PP的制造。同時(shí),在阻燃母粒中還加入了一定量的聚具有良好的相容性,能彌補因加入復合阻燃劑而降乙烯蠟作分散劑它與其它原料一起被高速混合時(shí),低PP沖擊強度的影響當P與LDPE的共混材料因受剪切作用產(chǎn)生的剪切熱而被完全熔化,使復合受到外來(lái)沖擊時(shí)在PP與[DPE的共混區域形成局阻燃劑均勻分散在載體中,有助于阻燃母粒的制造部形變核心,產(chǎn)生大量銀紋或剪切帶而吸收沖擊加T。能3。但阻燃P的彎曲強度和拉伸強度有所下2.2阻燃PP的性能降。由表4可知,在HDPE中加入PE阻燃母粒后,表3列出阻燃PP的力學(xué)性能與阻燃性能。隨PE阻燃母粒用量的增大,阻燃HDPE的沖擊強裹3阻PP的力學(xué)性能與阻性能度有所降低,彎曲強度提高,拉伸強度變化不大。項目總之,與普通阻燃聚烯烴相比,使用聚烯烴阻燃缺口沖擊強度人·m24.350515.25252母粒的阻燃聚烯烴可以提高綜合力學(xué)性能。這是因彎日曲強度/MPa55253.952952.151450.8為普通阻燃聚烯烴在造粒過(guò)程中其基體樹(shù)脂(PP或措數%1922238288PE)會(huì )因經(jīng)受一次高溫加熱而發(fā)生一定程度的熱降2.3阻燃HDPE的性能解,從而對其制品的力學(xué)性能有一定不良影響。表4列出阻燃HDPE的力學(xué)性能與阻燃性能。(3)工藝性分析衰4阻HDPE的力學(xué)性能與阻性能聚烯烴阻燃母粒的適用性較廣,用它制備阻燃聚烯烴制品時(shí),可采用注射、擠出等成型方法加工。缺口神擊強度心,m1.21291.10694|,62.5阻燃母粒的經(jīng)濟性彎曲強度MPa34635.636634.6372425聚烯烴阻燃母粒的生產(chǎn)和使用,具有較高的經(jīng)拉伸強度/MPa19418.618718.8181|17.9氧指數/%濟價(jià)值和實(shí)用價(jià)值?，F以PP阻燃母粒為例,它的制造成本約17.5元/kg,市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)為24~25元/24阻燃母粒的應用kg;PP原料的市場(chǎng)價(jià)約為5.9元/kg。如按PP阻燃(1)阻燃效果分析母粒PP=1:8的配比使用,PP阻燃母粒成本按24由表3表4可知,PP阻燃母粒和PE阻燃母粒元/kg計算混合后的阻燃P的成本為79元/kg,分別與PP、HDPE混合后,隨著(zhù)PP阻燃母粒和PE而目前市場(chǎng)阻燃PP粒料的價(jià)格約為9.2元/kg,所阻燃母粒用量的增加阻燃PP材料和阻燃HDPE以使用PP阻燃母粒后每噸成本下降約1300元,原材料的氧指數隨之增大,這是由于復合阻燃劑含量料成本下降14%,可為生產(chǎn)阻燃PP制品的生產(chǎn)企的增加及其協(xié)同作用所致,使阻燃效果明顯增大。業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟效益。其阻燃機理主要是在聚合物的燃燒過(guò)程中由于受熱2.6阻燃母粒的流動(dòng)性而使鹵元素形成鹵化氫,捕捉了聚合物熱分解時(shí)產(chǎn)由于在聚烯烴阻燃母粒的配方中加入了一定量生的·OH自由基,從而起到阻燃作用。同時(shí)由于鹵的分散劑,因而聚烯烴阻燃母粒的流動(dòng)性較好。分化銻的沸點(diǎn)較高(如SbBr的沸點(diǎn)288℃),密度大,散劑在阻燃體系中具有潤滑作用,能降低體系的熔可以長(cháng)時(shí)間地在火焰區域起阻隔空氣的作用,并且體粘度使整個(gè)阻燃母粒熔體流動(dòng)性能提高,加工性它在凝聚相能促使聚合物-阻燃劑體系脫鹵化氫一母粒的MFR約為18使聚合物的表面碳化,而在氣相又能捕捉·OH自由約為7g/10min,有CNMHG周健,等:聚烯烴阻燃母粒的制造及應用試驗利于聚烯烴阻燃母粒在P和HDPE中均勻分散,燃效果。提高阻燃效果。(3)聚烯烴阻燃母粒使用方便,加工應用性廣3結論有明顯的經(jīng)濟效益。(1)PP阻燃母?？墒棺枞糚P的沖擊強度明顯參考文獻提高,而彎曲強度和拉伸強度略有下降;PE阻燃母于元宏阻燃劑化學(xué)及其應用.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社?？墒棺枞糎DPE的沖擊強度有所降低彎曲強度2張開(kāi)高分子物理北京:化學(xué)工業(yè)出版社,943提高拉伸強度影響不大。周健EⅤA改性填允PP性能的妍究.現代塑料加工應用,1997(2)聚烯烴阻燃母粒對P、HDPE有明顯的阻MANUFACTURE AND APPLIED TEST OF THE FLAME-RETARDANTMASTER OF POLYOLEFINZhou Jian, Li FengDepartment of Applied Chemistry, Changzhou Teachers College of Technology, Changzhou 213001. China)ABSTRACT The flame-retardant master of the polyolefin( PP, PE)was manufactured with the composite fame retardant andarier( polyolefin) by means of extruding process. The influence of the flame-retardant master concentration on the mechanical proper-ty, fluidity, flame retardance of the name-retardant PP and the flame-retardant HDPE was observed. The test results showed that theflame-retardant master had the characteristics as using conveniently, good effectiveness of flame retardance and good economic benefithe production of polyolefin productsKEYWORDS flame-retardant master, mechanical property, fluidity, flame retardant廣告囊引北京福田建材有限責任公司(封面)承德精密試驗機有限責任公司(封二)深圳市新三思計量技術(shù)有限公司(插1)南京航空航天大學(xué)信守塑料機械廠(chǎng)(插2)多米諾噴碼技術(shù)有限公司(插3)江蘇聯(lián)冠科技發(fā)展有限公司(插4)寧波方力機械有限公司(插5)萬(wàn)通塑膠原料有限公司(插6、插7)張家港市欣榮機械有限公司(插8)深圳市瑞格爾儀器有限公司《插9)南京橡塑機械廠(chǎng)(插10)海天機械有限公司(插11)聯(lián)塑機械制造有限公司(插12插13)江蘇白熊機械有限公司(插14)蘭州蘭樂(lè )塑料機械有限公司(插15)太環(huán)真空泵廠(chǎng)(插16)張家港市德華機械制造有限公司(插17)深圳市空微特種材料有限公司(插18)南京安順自動(dòng)化裝備有限公司(插19)南京中觀(guān)機械電子有限公司(插20)江蘇南大紫金智能科技有限公司(插21)北京豐陽(yáng)塑化工程技術(shù)有限責任公司(插22)二博高分子合金(寧波)有限公司(插23)山東風(fēng)光電子有限公司(插24)孝感市五岳傳感器有限公司(插25)成都樂(lè )天塑料有限公司(插26)江蘇智聯(lián)機械裝備有限公司(插27)南京智誠橡塑機械有限公司(插28)2003上海橡塑工業(yè)展覽會(huì )(插29)南京杰恩特機電有限公司(插30)南京寧利實(shí)業(yè)有限公司(插31)順德市秦川恒利塑機有限公司(插32)2003青島國際橡塑工業(yè)展覽會(huì )(插33)青島順利達塑料機械有限公司(插34)成都金石東方工業(yè)有限公司(插35)張家港華明機械有限公司(插36插37)南京鼎大機械制造有限責任公司(插38)上海新星雙螺桿機械有限公司(插39)上海金緯機械制造有限公司插40)廣州順高經(jīng)貿發(fā)展有限公司(30)寶理塑料(中國)有限公司(插41-插44)廣州八達公司(50)北京普利宏斌化工材料有限資任公司(50)T&T科技有限公司(60)泉州三威化工有限公司(插45)上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司(插46)杭州華洋化工有限公司(插4)岳陽(yáng)經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區巨力工程塑料有限公司(插48)蘇州南還明述工有甲公5)料有再2司月州考計料技有51四川隆昌化工機械廠(chǎng)(插58)江蘇華都科技有限公司(插59)廣東省惠州博羅觀(guān)音閣萬(wàn)華塑料廠(chǎng)(插60)遼寧鐵法興派超細增強材料有限公司(插60)天水紅山試驗機廠(chǎng)(插61)岳陽(yáng)市維遠實(shí)業(yè)有限公司(插62)常州市柏涂料有限公司(插62)余姚市中發(fā)工程塑料有限公司(插63)濟南泰星精細化工有限公司(插63)南京滬江復合材料有限公司(插64)鄭州兆明換網(wǎng)器研究所(插64)江蘇靖江市化纖塑料助劑廠(chǎng)(插65)舟山市金島機械有限公司(插65)鞍山市龍馬塑料有限公司(插66)洪湖市恒基化工有限公司(插66)上海藝孟櫞塑有限公司(插67)北京加成助劑研究所(插6)湖北省洪潮雙馬樹(shù)脂廠(chǎng)(插68)廣州市鹿山化T材料有限公司(插6)江西銅業(yè)公司銀山建設總公司絹云母廠(chǎng)(插69)富力機器制造有限公司(插69)漸大-仙居高分子材料應用研究所(插70)湖南省三潤納米材料產(chǎn)業(yè)有限公司(插70)北京化工大學(xué)塑料機械及塑料工程研究所(插71)長(cháng)春市智能試驗機研究所(插72)上海遜達橡塑機械制造有限公司(插73)張家港市珠江機械廠(chǎng)(插74)張家港市亞太輕工機械制造有限公司(插75)海爾科化工程塑料國家工程研究中心股份有限公司(插76)平頂山市華倫塑料有限公司(插77)蘇州興秦國光化學(xué)助劑有限公司(插78)江蘇省建湖縣興隆尼龍有限公司(插79)慈溪市華通塑化有限公司(插80)中紡投資發(fā)展股份有限公司(插81)舟山市金海YHa中國煤化工CNMHG