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绿色防火铝塑板专用聚乙烯的研究上

2021-07-23 来源:庆阳机械信息网

绿色防火铝塑板专用聚乙烯的研究(上)

通过聚乙烯接枝改性和无机阻燃剂的聚合包覆,改善非极性有机材料聚乙烯与无机材料氢氧化铝的界面结合状况,解决了无机阻燃材料大量填充非极性有机材料的问题,研制出高性能的防火铝塑复合板专用低烟无卤阻燃聚乙烯材料。

一、前言

近几年,国内相继发生的数次大火灾,严重危害了人民的生命及财产安全,给国家造成了极大的经济损失,同时也给国家有关部门敲响了警钟。因此阻燃性和难燃性材料随着社会的发展必将得到全社会的认可。绿色阻燃材料由于从设计思想、原料选择、配方设计、工艺流程到产品的保存、应用及废品处理等各个环节都考虑了环境污染问题,也就是说最大限度的减少或取消那些对人类健康、生态环境、社会安全有害的原料和生产工艺的使用,不以人的安全和环境污染为代价来提高材料的阻燃效果,所以它真正实现了低毒、低烟、和无环境污染,也真正做到了从源头上阻止阻燃材料的污染。

铝塑复合板作为一种新兴的建筑材料被广泛应用于各种建筑物的内外装饰,其防火问题也越来越受到重视。为了适应国家对绿色建材的要求,我们经过长时间的努力开发了低烟无卤阻燃聚乙烯专用料,这是一种绿色阻燃专用料,又可称为清洁阻燃料。此种阻燃聚乙烯专用料的开发成功,特别是在防火铝塑板上的成功应用是继日本、德国开发成功后在国际上第三家成功应用于防火铝塑板上,标志着我国的防火铝塑板已达到国际先进水平。

二、试验设备及原料

1.主要试验设备

双螺杆挤出机:

南京信立塑料机械公司

压机:

日本东测株式会社

电子拉力机:

日本岛津公司

熔体指数仪:

意大利CEAST公司

高速混合机:

北京塑料机械厂

氧指数仪:

江宁县分析仪器厂

垂直燃烧仪:

天津静海光华仪器厂

2. 主要原料

铝塑板专用料: 齐鲁石化

Al(OH)3: 山东铝厂

聚合单体: 市售工业级

接枝单体: 市售工业级

抗氧剂1010: 瑞士CIBA公司

抗氧剂168: 瑞士CIBA公司

引发剂: 市售工业级

催化剂: 市售工业级

三、专用料的制备

铝塑板的关键性能之一是铝塑之间的粘接,如果粘接性不好,铝塑板就会开裂,发生翘曲变形或在板中间凸起,外观极不美观。目前铝塑板生产厂家稍不注意就会发生此类事故,造成极大的经济损失。因此聚乙烯层添加的任何助剂都不应影响与铝板之间的粘接。许多阻燃剂均是些小分子物质或填料,小分子物质极易从聚乙烯中迁移出来积聚到聚乙烯层与铝板之间而影响它们的粘接,填料会减小聚乙烯与铝板之间的接触面而影响它们的粘接。因此,既要达到难燃的目的又要不影响聚乙烯与铝板之间的粘接是本技术的关键,在达到防火的基础上保持铝塑板的其它性能符合国家标准要求是本技术的目的。为了达到此目标,要采取对聚乙烯进行改性和对无机阻燃剂进行表面聚合包覆处理等方法,增加聚乙烯的极性以利于与各种阻燃剂的相容,增加聚乙烯与铝板之间的粘接。

对聚乙烯的改性主要采用熔融共混接枝,即在熔融状态下用马来酸酐、丙烯酸等接枝,然后再与阻燃剂共混。

对无机阻燃剂首先进行研磨,增加细度,然后用聚合单体进行包覆,在其表面包上一层有机聚合物,使阻燃剂与改性聚乙烯有很好的相容性,同时无机阻燃剂表面上的极性聚合物也有利于与铝板的粘接。

1.阻燃剂的处理

首先把表面活性剂、水和聚合单体等一起充分混合均匀形成乳浊液,再与适量的氢氧化铝混合在一起成浆状,然后用胶体磨研磨,过1250目筛,把研磨好的浆料转移到反应釜中加入引发剂、催化剂后引发聚合。反应完毕后干燥、破碎,这样氢氧化铝表面就形成一层有机外壳,此过程为氢氧化铝的聚合包覆处理。工艺流程如下:

2.聚乙烯的接枝

由于处理氢氧化铝的单体具有一定的极性,而聚乙烯为非极性物质,因此他们的相容性不好,为了改善其相容性,必须对聚乙烯再进行熔融接枝处理,增加聚乙烯的极性。具体工艺过程如下:

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