一种无卤阻燃型木塑共挤面料及其制备方法和应用与流程

专利2025-12-16  19


本发明属于木塑材料,具体涉及一种无卤阻燃型木塑共挤面料及其制备方法和应用。


背景技术:

1、随着木塑产品的应用场景越来越多,其应用性要求也越来越高,共挤木塑复合材料由于其表面由特殊的塑料成分面料进行包覆,所制备的产品在耐潮湿、使用持久性等方面均具有明显优势,因此,也越来越多地应用于户内产品。随着国家对阻燃要求的提高,环保型无卤阻燃产品成为未来发展的趋势,如何制备低成本、不含卤素且阻燃性能优良、阻燃持久的面料是行业发展所遇到的难题。

2、常规的方式是直接使用外加非卤素阻燃剂,如果氧指数想要实现30%以上,一般阻燃剂需要使用达到面料质量的20%以上,严重影响了面料的力学性能及水煮性能,导致面料与芯材结合力变差,水煮后面料明显变白、轻微裂纹以及与芯材发生开裂等现象,难以满足目前行业的需求。


技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种无卤阻燃型木塑共挤面料,在不含卤素的情况下,阻燃性能出色,氧指数可以达到34%以上,且阻燃性能持久、水煮后对氧指数影响不大。

2、本发明的目的之二在于提供一种该无卤阻燃型木塑共挤面料的制备方法。

3、本发明的目的之三在于提供一种该无卤阻燃型木塑共挤面料在制备木塑制品中的应用。

4、为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:

5、第一方面,本发明提供了一种无卤阻燃型木塑共挤面料,所述无卤阻燃型木塑共挤面料按质量份数包括如下原料:

6、废pet聚酯瓶片料 17-20份;

7、甘油 10-12份;

8、季戊四醇2-3份;

9、亚磷酸三乙酯6-8份;

10、5-硝基异酞酸7-10份;

11、高密度聚乙烯5-8份;

12、氮磷阻燃剂2-3份;

13、填料0.5-1份;

14、抗氧化剂 0.5-1份;

15、紫外线吸收剂 0.5-0.8份;

16、催化剂,用量为废pet聚酯瓶片料质量的0.3-0.4%。

17、在一些实施方式中,废pet聚酯瓶片料为废矿泉水瓶经过清洗、破碎成1-3cm尺度的片料以及烘干处理后得到。

18、废pet聚酯瓶片料典型但非限制性的质量份数例如为17、18、19、20份;

19、甘油典型但非限制性的质量份数例如为10、11、12份;

20、季戊四醇典型但非限制性的质量份数例如为2、2.5、3份;

21、亚磷酸三乙酯典型但非限制性的质量份数例如为6、7、8份;

22、5-硝基异酞酸典型但非限制性的质量份数例如为7、8、9、10份;

23、高密度聚乙烯典型但非限制性的质量份数例如为5、6、7、8份;

24、在一些实施方式中,氮磷阻燃剂为选自三聚氰胺聚磷酸盐(mpp)、三聚氰胺氰尿酸盐(mca)中的一种或几种;

25、氮磷阻燃剂典型但非限制性的质量份数例如为2、3.5、3份;

26、在一些实施方式中,填料为选自氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅中的一种或几种;

27、填料典型但非限制性的质量份数例如为0.5、0.6、0.8、1份;

28、在一些实施方式中,抗氧化剂为抗氧化剂1010或抗氧剂1076;

29、抗氧化剂典型但非限制性的质量份数例如为0.5、0.6、0.8、1份;

30、在一些实施方式中,紫外线吸收剂为uv-9或紫外线吸收剂uv-531;

31、紫外线吸收剂典型但非限制性的质量份数例如为0.5、0.6、0.7、0.8份;

32、在一些实施方式中,所述催化剂为钛酸四丁酯。

33、第二方面,本发明提供了一种上述无卤阻燃型木塑共挤面料的制备方法,包括以下步骤:

34、a、将配方量的甘油、季戊四醇加入反应釜中,搅拌升温使其充分溶解成均相;

35、b、加入配方量的废pet聚酯瓶片料、催化剂,进行高温酯交换反应;

36、c、取样,用气相色谱检测聚合物体系中的游离的甘油及季戊四醇,待甘油及季戊四醇的转化率达到97%以上时,说明甘油及季戊四醇对废pet聚酯瓶片料的酯交换反应基本完成,此时降低反应温度,加入配方量的亚磷酸三乙酯再次进行酯交换反应,同时收集酯交换的副产物乙醇;

37、d、取样,用气相色谱检测,待游离的亚磷酸三乙酯低于1%时,说明磷酸酯基团已经接枝上聚合物链段中,此时升温,并加入配方量的5-硝基异酞酸进行扩链聚合反应;

38、e、取样检测聚合物的酸值,待聚合物的酸值达到15-25mg koh/g时,加入配方量的抗氧化剂,启动真空系统,进行真空聚合反应;

39、f、取样检测,待聚合物的酸值低于2mg koh/g时,解除真空,然后加入配方量的高密度聚乙烯,使其高温充分熔融混合成均相后,降温,此时加入配方量的氮磷阻燃剂、填料及紫外线吸收剂后,快速搅拌均匀后,高温出料,并经过带冷凝水的钢带进行冷却、破碎、过筛得到共挤面料颗粒。

40、在一些实施方式中,步骤a中,搅拌温度为210-220℃。

41、在一些实施方式中,步骤b中,反应温度为210-220℃。

42、在一些实施方式中,步骤c中,降低反应温度至145-150℃。

43、在一些实施方式中,步骤d中,升温至220-230℃。

44、在一些实施方式中,步骤e中,反应压力为-0.097至-0.099mpa,反应温度为220-230℃。

45、在一些实施方式中,步骤f中,降温至170-180℃。

46、在一种具体的实施方式中,无卤阻燃型木塑共挤面料的制备方法,包括以下步骤:

47、a、将配方量的甘油、季戊四醇加入反应釜中,搅拌并升温至210-220℃使其充分溶解成均相;

48、b、然后加入配方量的废pet聚酯瓶片料、催化剂,继续在210-220℃进行高温酯交换反应;

49、c、取样,用气相色谱检测聚合物体系中的游离的甘油及季戊四醇,待甘油及季戊四醇的转化率达到97%以上时,说明甘油及季戊四醇对废pet聚酯瓶片料的酯交换反应基本完成,此时降低反应温度至145-150℃,加入配方量的亚磷酸三乙酯再次进行酯交换反应,同时收集酯交换的副产物乙醇;

50、d、取样,用气相色谱检测,待游离的亚磷酸三乙酯低于1%时,说明磷酸酯基团已经接枝上聚合物链段中,此时升温至220-230℃,并加入配方量的5-硝基异酞酸进行扩链聚合反应;

51、e、取样检测聚合物的酸值,待聚合物的酸值达到15-25mg koh/g时,加入配方量的抗氧化剂,启动真空系统,保持-0.097至-0.099mpa的负压继续在220-230℃进行真空聚合反应;

52、f、取样检测,待聚合物的酸值低于2mg koh/g时,解除真空,然后加入配方量的高密度聚乙烯,使其高温充分熔融混合成均相后,降温至170-180℃,此时加入配方量的氮磷阻燃剂、填料及紫外线吸收剂后,快速搅拌均匀后,高温出料,并经过带冷凝水的钢带进行冷却、破碎、过筛得到共挤面料颗粒。

53、第三方面,本发明提供了一种无卤阻燃型木塑共挤面料在制备木塑制品中的应用。

54、木塑制品由所述无卤阻燃型木塑共挤面料和芯材经共挤形成。

55、有益效果:

56、本发明的共挤面料采用废pet瓶片、甘油、季戊四醇、亚磷酸三乙酯、5-硝基异酞酸、高密度聚乙烯、氮磷阻燃剂、抗氧化剂等作为主要原料聚合、高温混合得到。该共挤面料由于采用大量的废pet瓶片,并将其进行酯交换得到多羟基封端的中间体,再引入磷酸酯基团作为无卤阻燃的成分,最终通过含氮的5-硝基异酞酸进行扩链反应得到改性产物,然后再与适量的高密度聚乙烯、少量的氮磷阻燃剂及填料高温混合均匀后即得最终的共挤面料。本发明产品制备的共挤面料,在不含卤素的情况下,阻燃性能出色,氧指数可以达到34%以上,且阻燃性能持久、水煮后对氧指数影响不大,同时,本发明产品大量使用了废pet瓶片聚酯的成分,不仅成本低,而且也为废pet瓶片的高附加值综合利用提供了一种思路。

57、在上文中已经详细地描述了本发明,但是上述实施方式本质上仅是例示性,且并不欲限制本发明。此外,本文并不受前述现有技术或
技术实现要素:
或以下实施例中所描述的任何理论的限制。


技术特征:

1.一种无卤阻燃型木塑共挤面料,其特征在于,所述无卤阻燃型木塑共挤面料按质量份数包括如下原料:

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃型木塑共挤面料,其特征在于,废pet聚酯瓶片料为废矿泉水瓶经过清洗、破碎成1-3cm尺度的片料以及烘干处理后得到。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃型木塑共挤面料,其特征在于,氮磷阻燃剂为选自三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃型木塑共挤面料,其特征在于,填料为选自氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的无卤阻燃型木塑共挤面料,其特征在于,抗氧化剂为选自抗氧化剂1010、抗氧剂1076中的一种或几种;

6.一种权利要求1-5任一项所述的无卤阻燃型木塑共挤面料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤a中,搅拌温度为210-220℃;

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤c中,降低反应温度至145-150℃;

9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤e中,反应压力为-0.097至-0.099mpa,反应温度为220-230℃;

10.一种权利要求1-5任一项所述的无卤阻燃型木塑共挤面料或权利要求6-9任一项所述的制备方法制备得到的无卤阻燃型木塑共挤面料在制备木塑制品中的应用。


技术总结
本发明提供了一种无卤阻燃型木塑共挤面料及其制备方法和应用,属于木塑材料技术领域。采用废PET瓶片、甘油、季戊四醇、亚磷酸三乙酯、5‑硝基异酞酸、高密度聚乙烯、氮磷阻燃剂、抗氧化剂等作为主要原料聚合、高温混合得到。制得的共挤面料,在不含卤素的情况下,阻燃性能出色,氧指数可以达到34%以上,且阻燃性能持久、水煮后对氧指数影响不大,同时,本发明产品大量使用了废PET瓶片聚酯的成分,不仅成本低,而且也为废PET瓶片的高附加值综合利用提供了一种思路。

技术研发人员:李海松
受保护的技术使用者:黄山煜塑科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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