一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材及制备方法

1.一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材，其特征在于，该芯材包括以下组分及重量份含量：
所述的无卤阻燃剂为不含卤素的、粉末直径为0.1-5μm的无机矿物类阻燃剂，所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝按重量比为1：1组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材，其特征在于，所述的聚乙烯选自低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材，其特征在于，所述的改性聚乙烯选自乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或三元乙丙橡胶中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材，其特征在于，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材，其特征在于，所述的抗氧剂选自市售抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂264中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材，其特征在于，所述的其它助剂包括分散剂、润滑剂或着色剂中的一种或几种，所述的分散剂包括三乙基己基磷酸、三聚磷酸钠或甲基戊醇，所述的润滑剂包括乙撑基双硬酯酰胺或液体石蜡，所述的着色剂包括炭黑或颜料。
7.一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）按照以下组分及重量份含量准备原料：
所述的无卤阻燃剂为不含卤素的、粉末直径为0.1-5μm的无机矿物类阻燃剂，所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝按重量比为1：1组成的混合物；
（2）将无卤阻燃剂配好后置于高速混合机中，加入偶联剂对无卤阻燃剂进行预处理，然后加入剩余组分，混合3-10min，将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，热切后经二级旋风分离冷却或冷水拉条冷却后切粒，即得到防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材。
8.根据权利要求7所述的一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材的制备方法，其特征在于，所述的高速混合机的混合温度为70-100℃，搅拌速率为800-1000rpm。
9.根据权利要求7所述的一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机挤出成型温度为130-200℃。

一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材及制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种高分子芯材及制备方法，尤其是涉及一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材及制备方法。\n背景技术\n[0002] 铝塑板是由正面铝质金属面板，中间高分子塑料芯材及背面铝质金属底板三层通过高分子膜及高温高压复合而成的一种建筑装饰板材。本专利申请日前公开、试用、销售的铝塑板有普通铝塑板和阻燃铝塑板。普通铝塑板芯材主要由聚乙烯制成，销售量占铝塑板国内市场90％左右，但该产品不阻燃，氧指数为16-18，燃烧后易滴落，容易引发火灾蔓延。\n国外建筑市场对公共场所较高的安全要求，采用防火铝塑板。目前国内大多防火铝塑板板销往国外，其包括含卤阻燃芯材及无卤阻燃芯材两种，前者虽有较好阻燃效果，但在燃烧时放出大量有害的气体和黑烟，对环境造成二次污染，严重时易致人窒息死亡，故该种防火铝塑板逐渐被市场禁止使用而淘汰。后者无卤芯材铝塑板有较好的阻燃效果，且燃烧不会释放有害气体，氧指数为32-34，是目前大部分国外市场及国内市场采用的阻燃铝塑板产品。\n但该产品仍无法满足一些国外市场高阻燃性能铝塑板的要求，且随着国内公安消防部门及建筑设计施工部门对安全的重视加强及频繁出现的公共场所火灾事故，对高级阻燃铝塑板的需求日趋急迫。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无卤、低烟、高效阻燃、加工便利、综合性能良好的防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材及其制备方法。\n[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：\n[0005] 一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材，其特征在于，该芯材包括以下组分及重量份含量：\n[0006] 聚乙烯 10-30；\n[0007] 改性聚乙烯 10-30；\n[0008] 无卤阻燃剂 50-80；\n[0009] 偶联剂 0.1-2；\n[0010] 抗氧剂 0.5-3；\n[0011] 其他助剂 2-10。\n[0012] 所述的聚乙烯选自低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中一种或几种。\n[0013] 所述的改性聚乙烯选自乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或三元乙丙橡胶中的一种或几种。\n[0014] 所述的无卤阻燃剂为不含卤素的、粉末直径为0.1-5μm的无机矿物类阻燃剂，选自氢氧化镁或氢氧化铝中的一种或几种。\n[0015] 所述的偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种。\n[0016] 所述的抗氧剂选自市售抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂264中的一种或几种。\n[0017] 所述的其它助剂包括分散剂、润滑剂或着色剂中的一种或几种，所述的分散剂包括三乙基己基磷酸、三聚磷酸钠或甲基戊醇，所述的润滑剂包括乙撑基双硬酯酰胺或液体石蜡，所述的着色剂包括炭黑或颜料。\n[0018] 一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：\n[0019] (1)按照以下组分及重量份含量准备原料：\n[0020] 聚乙烯 10-30，\n[0021] 改性聚乙烯 10-30，\n[0022] 无卤阻燃剂 50-80，\n[0023] 偶联剂 0.1-2，\n[0024] 抗氧剂 0.5-3，\n[0025] 其他助剂 2-10；\n[0026] (2)将无卤阻燃剂配好后置于高速混合机中，加入偶联剂对无卤阻燃剂进行预处理，然后加入剩余组分，混合3-10min，将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，热切后经二级旋风分离冷却或冷水拉条冷却后切粒，即得到防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材。\n[0027] 所述的高速混合机的混合温度为70-100℃，搅拌速率为800-1000rpm。\n[0028] 所述的双螺杆挤出机挤出成型温度为130-200℃。\n[0029] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：\n[0030] (1)采用聚乙烯及改性聚乙烯作为基体树脂，改善了大量添加无机阻燃剂对材料力学及其他综合性能恶化的影响，使该材料具有良好的加工性与综合性能；\n[0031] (2)采用无卤阻燃剂可以吸收大量的热量，降低材料表面的温度，使得聚合物降解的速度放慢，随之小分子可燃物质的产生也减少，且具有一定的吸收烟雾效果，消烟作用明显；\n[0032] (3)采用的助剂可以提高加工性能，提高熔体流动速率，降低熔体粘度；\n[0033] (4)制备得到的材料具有优异的阻燃性能，各项阻燃指标(燃烧增长速率指数、总放热量、烟气生成速率等)远高于GB8624-2006中B级产品要求，氧指数44-46也远高于普通B级产品32-34氧指数。良好的加工性能与物理机械性能，该产品可回收利用，可满足有较高阻燃性能要求的铝塑板客户；\n[0034] (5)采用连续热贴复合线使铝材、无卤阻燃高分子芯材与高分子膜在连续高热高压的作用下牢固的粘合，形成高性能阻燃铝塑板，挤出板材温度为150～250℃。该制备方法连续易操作，可自动化生产出质量稳定的产品，采用该芯材生产的阻燃铝塑板远远高于市场上普通的GB8624-2006中B级高分子防火铝塑板，该高性能防火铝塑板燃烧氧指数可达44-46，根据GB/T 20284-2006，燃烧增长速率为0.0W/s，远低于普通防火铝塑板21W/s\n2 2\n的性能，总放热量为0.4MJ，普通防火铝塑板为1.0MJ，烟气生成速率0.0m/s，普通防火铝\n2 2\n塑板为1.0m/s，产烟毒性为ZA1，普通防火铝塑板为ZA3。该产品可达到国外如欧盟ASTM E84的A级阻燃等级，英国BS 476的0、1级等级。\n具体实施方式\n[0035] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。\n[0036] 实施例1-5\n[0037] 一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材的制备方法，该方法包括以下步骤：\n[0038] (1)按照以下组分准备原料：聚乙烯、改性聚乙烯、无卤阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、分散剂、润滑剂及着色剂，其中聚乙烯为低密度聚乙烯；改性聚乙烯为乙烯-甲基丙烯酸共聚物；无卤阻燃剂为Mg(OH)2/Al(OH)3按重量比为1∶1组成的混合物；偶联剂为硅烷偶联剂；抗氧剂为抗氧剂168；分散剂为三乙基己基磷酸；润滑剂为乙撑基双硬脂酰胺，着色剂为炭黑。各组分的含量如表1所示。\n[0039] (2)将无卤阻燃剂配好后置于高速混合机中，加入偶联剂对无卤阻燃剂进行预处理，然后加入其他组分，控制高速混合机的混合温度为70-100℃，搅拌速率为\n800-1000rpm，混合3-10min，将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机挤出成型温度为130-200℃，进行挤出成型，热切后经二级旋风分离冷却或冷水拉条冷却后切粒，即得到防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材。\n[0040] (3)采用连续热贴复合线使铝材、无卤阻燃高分子芯材与高分子膜在连续高热高压的作用下挤出板材，粘合成最终产品防火铝塑板，该挤出板材温度为150-250℃。\n[0041] 表1\n[0042] \n 配方组成 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5\n 聚乙烯 30 25 20 15 10\n 改性聚乙烯 15 15 10 10 10\n 无卤阻燃剂 50 55 60 65 70\n 偶联剂 1.5 1.8 2.0 2.0 2\n 抗氧剂 0.8 1.2 1.0 1.1 1.5\n 分散剂 1.5 2 2.5 3 0\n 润滑剂 1.5 2 2.5 3 3\n 着色剂 0 0 0 0 1\n[0043] 实施例2制备出的防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材综合性能指标为：拉伸强度\n10-20Mpa，弯曲强度12-22Mpa，悬臂梁无缺口冲击强度35-NB，熔融指数0.1-1.5g/10min，剥离强度5.0-10.0N/mm，氧指数36％-44％。具体性能参数见附表2。该防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材燃烧性能远高于GB8624-2006中B级，可达到ASTM E84中A级。其性\n2\n能：燃烧增长速率指数0.0-10.0W/s，总放热量0.4-1.0MJ，总烟气产生量24-28m，产烟毒性ZA1-ZA3。具体性能见表3。\n[0044] 表2\n[0045] \n 检测项目 单位 测试方法 性能\n 拉伸强度 Mpa ASTMD638 10-20\n 弯曲强度 Mpa ASTMD790 12-22\n 无缺口冲击强度 KJ/m2 ASTMD256 35-NB\n 熔融指数 g/10min ASTMD1238 0.1-1.5\n 180℃剥离强度 N/mm GB/T2790 5-10\n 密度 g/cm3 ASTMD792 1.35-1.60\n 氧指数 ％ GB2406 36-44\n[0046] 表3\n[0047] \n 检验项目 检验标准 技术指标 性能\n GB/T\n 燃烧增长速率指数，W/S ≤120 0.0-10.0\n 20284-2006\n GB/T\n 总放热量MJ ≤7.5 0.4-1.0\n 20284-2006\n GB/T\n 烟气生成速率，m2/s2 ≤30 0.0-5.0\n 20284-2006\n GB/T\n 总烟气产生量，m2 ≤50 24-28\n 20284-2006\n t0/ZA1\n GB/T\n 产烟毒性 t1/ZA3 ZA1-ZA3\n 20285-2006\n t2/未达到t0，t1\n[0048] 实施例6\n[0049] 一种防火铝塑板用无卤阻燃高分子芯材的制备方法，该方法包括以下步骤：