無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料及其制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份：樹脂10%~70%；無機阻燃劑20%-80%；協效阻燃劑0.1~5%；助劑；0.05%~10%。本發明的優點是采用氮氣或二氧化碳的超臨界液體作為發泡劑，環境友好，對環境產生任何不良的影響。同時，超臨界氮氣或二氧化碳在熔體中的溶解性比化學發泡劑更好，可以均勻的分散在填充后的熔體中，能夠形成分散均勻的泡體，而且泡體的尺寸比化學發泡劑的泡孔小，保證了發泡后的鋁塑板具有更好的強度和更好的隔熱性能。
【專利說明】無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料及其制造方法【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料及其制造方法。
【背景技術】
[0002]由于建筑的火災而造成的人員傷亡和財產損失在近幾年有大幅攀升，國家也加大了建筑用材料的阻燃和防火要求。對于外墻的裝飾材料必須達到一定的防火的等級。鋁塑板由于具有質輕、耐腐蝕、隔熱等優點，作為一種建筑裝飾材料得到了迅速的發展。為了阻燃的要求，低煙、無鹵的阻燃鋁塑板也開發出來，例如專利CN02113998.9披露了由無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁填充聚烯烴制造低煙、無齒阻燃的聚烯烴鋁塑板專用新材料。這類材料是目前市場上阻燃鋁塑板的主要產品。對于無鹵阻燃鋁塑板芯材來講，要達到高的阻燃性，必須加大無機阻燃劑的填充量。高的填充量會造成加填充料擠出加工時的流動性，影響到擠出效率、增加能耗和損害鋁塑板的質量，同時高的填充量會造成較高的密度，增加了鋁塑板重量，會影響到鋁塑板的使用。
[0003]為降低鋁塑板的質量，專利CN1014757披露了發泡鋁塑板阻燃芯材，是采用化學發泡劑，在擠出過程中通過發泡劑的分解，產生氣體進行發泡。該方法雖然可以制造發泡的芯材，但發泡的泡體較大且不均勻，影響發泡后芯材的強度。同時由于發泡劑溫度控制較為嚴格，不能在較高的溫度下發泡，否則會造成發泡的失敗，因此擠出溫度將需要嚴格控制，這就會造成擠出的效率降低，影響擠出板材的速率。
[0004]因此，開發一種可行的發泡體系，降低發泡泡體的尺寸，減少由于發泡造成的材料機械性能的降低，同時，發泡可以不受溫度的控制，可以在較寬的加工溫度范圍內進行發泡，提高生產效率，顯得具有非常大的必要性。

【發明內容】

[0005]本發明的目的之一是為了克服現有技術中的不足，提供一種防火鋁塑板用無鹵阻燃高分子芯層材料。
[0006]為實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現。
[0007]無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份:樹脂10%~70% ；;無機阻燃劑20%-80% ;協效阻燃劑0.1~5% ;助劑；()? 05%~10%。
[0008]樹脂的含量在10~70%，優選為20~70%，更優選為30~60%。本發明所采用的樹脂主要指聚烯烴，包括但不限于低密聚乙烯(LDPE)、線性低密聚乙烯(LLDPE)、高密聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(P0E)、乙丙橡膠(EPDM)、丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、氫化丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、乙烯-馬來酸酐共聚物等的一種或一種以上的混合物。
[0009]無機阻燃劑的含量為:20_80%，優選為:30~80%，更優選為:40~70%。本發明所提及的無機阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁，可以是其中的一種或兩種的混合物。
[0010]協效阻燃劑包括但不限于硼酸鋅、三氧化二銻、銻酸鈉、氧化鋅等。這些阻燃劑和協效劑采用眾所周知的方法進行處理，例如采用硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑等進行表面處理，以利于無機阻燃劑粉末在樹脂中的良好分散。
[0011]加工助劑的含量在0.05~10%，優選在0.1~5%，更優選為0.2~2%。為保證微孔發泡無鹵阻燃鋁塑板芯材的具有良好的擠出加工性能，在物料里邊可以添加一定量的加工助劑。這些加工助劑可以是聚乙烯蠟、硬脂酸及其鹽、乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、氟高分子聚合物(PPA)、硅酮、芥酸酰胺、油酸酰胺等。
[0012]為了保證無機阻燃劑與聚合物間的良好界面結合，也可以在體系中添加一些界面改性劑。這些界面改性劑主要是一些已知的聚烯烴的馬來酸酐(MA)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的接枝聚合物或共聚物。通過聚合物上的極性基團提高與無機粉末的作用，以提高兩者界面粘結，從而增強微孔發泡阻燃芯材的強度。
[0013]本發明的目的之二是為了克服現有技術中的不足，提供一種防火鋁塑板用無鹵阻燃高分子芯層材料的制造方法。
[0014]為實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現。
[0015]無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，將超臨界氣體作為發泡劑注入前述的芯層材料各原料的混合物中；制成發泡芯層材料。
[0016]優選地是，采用擠出機制造所述芯層材料；在雙螺桿擠出機內，將所述超臨界氣體注入所述混合物。
[0017]優選地是，所述超臨界氣體的注入壓力為將所使用氣體轉化為超臨界氣體所需壓力的1.1-1.5倍。
[0018]優選地是，所述的原料自擠出機一端加入擠出機內，自擠出機另一端擠出芯層材料；所述超臨界氣體注入位置距離擠出機中點與擠出芯層材料的另一端之間。
[0019]優選地是，在超臨界氣體注入位置之后，將注入超臨界氣體的所述芯層材料各原料攪拌混合。
[0020]優選地是，采用齒輪元件混合所述注入超臨界氣體的芯層材料各原料。
[0021]優選地是，所述齒輪元件包括兩個以上齒輪，兩個以上的齒輪相互嚙合，所述芯層材料自相互嚙合的齒輪之間沿齒輪軸向前進。
[0022]優選地是，所述的擠出機為雙螺桿擠出機。
[0023]本發明的優點是采用氮氣或二氧化碳的超臨界液體作為發泡劑，環境友好，不會對環境產生任何不良的影響。同時，超臨界氮氣或二氧化碳在熔體中的溶解性比化學發泡劑更好，可以均勻的分散在填充后的熔體中，能夠形成分散均勻的泡體，而且泡體的尺寸比化學發泡劑的泡孔小，保證了發泡后的鋁塑板具有更好的強度和更好的隔熱性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發明中的無鹵阻燃鋁塑板制造裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本發明進行詳細的描述:
[0026]實施例1
[0027]如圖1所示，將39份低密度聚乙烯(LDPE)、60份經表面處理活化的氫氧化鎂(Mg(oh)2)、i份乙撐雙硬脂酰胺(EBS)在高混機中混合均勻得到擠出的物料。混合后的物料經料斗6喂入到螺桿擠出機5中，螺桿擠出機機筒溫度設定在200度，進行物料的熔融。儲存在液體儲罐I內的液態二氧化碳經壓力控制閥2使二氧化碳的壓力控制在二氧化碳處于臨界狀態的所需壓力8.5MPa，由正向計量泵3將處于臨界狀態的氣體輸送導壓力控制閥4，進一步將超臨界二氧化碳的壓力提高到10.5Mpa后，向螺桿擠出機5輸送定量的處于臨界狀態的二氧化碳并經氣體經控制閥進入螺桿擠出機5中，使二氧化碳和熔體混合物混合，進一步經螺桿的剪切，是二氧化碳以小的氣泡均勻分散到熔體混物中。溶解有二氧化碳的混合熔體經螺桿的輸送到靜態混合器7進一步促進二氧化碳在熔體中的溶解和分散。溶解有二氧化碳氣泡熔體混合物進入擠出模頭8，產生較大的壓力降，促進處于臨界狀態的二氧化碳氣化，產生微泡，從而得到微孔發泡的無鹵阻燃鋁塑板芯材。擠出的微孔發泡的芯材與膠粘薄膜10和鋁板11經復合壓輥13的復合，在牽引壓輥的牽引下得到微孔發泡的阻燃鋁塑板14。
[0028]對比實施例1
[0029]將39份低密度聚乙烯(LDPE)、60份經表面處理活化的氫氧化鎂(Mg (0H)2)、1份乙撐雙硬脂酰胺(EBS)在高混機中混合均勻得到組份A。將5份化學發泡劑偶氮二甲酰胺母粒B與95份的組份A混合均勻，在擠出發泡的專用擠出機擠出發泡，得到化學發泡發得到的發泡阻燃LDPE板材。
[0030]實施例2
[0031]如圖1所示，將 30份線低密度聚乙烯(LDPE)、9份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、50份經表面處理活化的氫氧化鎂(Mg (0H)2)、10份經表面處理氫氧化鋁(Al (OH)3), 1份氟高分子聚合物(PPA)在高混機中混合均勻得到擠出的物料。混合后的物料經料斗6喂入到螺桿擠出機5中，螺桿擠出機機筒溫度設定在190度，進行物料的熔融。儲存在儲料罐I液態氮氣經壓力控制閥2使氮氣的壓力控制在氮氣處于臨界狀態的所需壓力24.5MPa，由正向計量泵3將處于臨界狀態的氮氣輸送導壓力控制閥4，進一步將超臨界氮氣的壓力提高到32.5Mpa后，向螺桿擠出機5輸送定量的處于臨界狀態的氮氣并經氣體注入控制閥進入螺桿擠出機5中，使氮氣和熔體混合物混合，進一步經螺桿的剪切，使氮氣以小的氣泡均勻分散到熔體混物中。溶解有氮氣的混合熔體經螺桿的輸送到靜態混合器7進一步促進氮氣在熔體中的溶解和分散。溶解有氮氣氣泡熔體混合物進入擠出模頭8，產生較大的壓力降，促進處于臨界狀態的氮氣氣化，產生微泡，從而得到微孔發泡的無鹵阻燃鋁塑板芯材。擠出的微孔發泡的芯材與膠粘薄膜10和鋁板11經復合壓輥13的復合，在牽引壓輥的牽引下得到微孔發泡的阻燃鋁塑板14。
[0032]實施例3
[0033]如圖1所示，將30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，5份低密聚乙烯(LDPE)，64份經表面處理活化的氫氧化鋁(Al (OH)3), 1份硅酮在高混機中混合均勻得到擠出的物料。混合后的物料經料斗6喂入到螺桿擠出機5中，螺桿擠出機機筒溫度設定在180度，進行物料的熔融。儲存在儲料罐I液態氮氣經壓力控制閥2使氮氣的壓力控制在氮氣處于臨界狀態的所需壓力24.5MPa，由正向計量泵3將處于臨界狀態的氣體輸送導壓力控制閥4，進一步將超臨界氮氣的壓力提高到35Mpa后，向螺桿擠出機5輸送定量的處于臨界狀態的氮氣并經氣體注入控制閥進入螺桿擠出機5中，使氮氣和熔體混合物混合，進一步經螺桿的剪切，使氮氣以小的氣泡均勻分散到熔體混物中。溶解有氮氣的混合熔體經螺桿的輸送到靜態混合器7進一步促進氮氣在熔體中的溶解和分散。溶解有氮氣氣泡熔體混合物進入擠出模頭8，產生較大的壓力降，促進處于臨界狀態的氮氣氣化，產生微泡，從而得到微孔發泡的無鹵阻燃鋁塑板芯材。擠出的微孔發泡的芯材與膠粘薄膜10和鋁板11經復合壓輥13的復合，在牽引壓輥的牽引下得到微孔發泡的阻燃鋁塑板14。
[0034]實施例4
[0035]如圖1所示，將30份高密度聚乙烯(HDPE)，5份氫化丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)，64份經表面處理活化的氫氧化鎂(Mg (OH)2), 1份硬脂酸鈣在高混機中混合均勻得到擠出的物料。混合后的物料經料斗6喂入到螺桿擠出機5中，螺桿擠出機機筒溫度設定在210度，進行物料的熔融。儲存在儲料罐I液態二氧化碳經壓力控制閥2使氮氣的壓力控制在二氧化碳處于臨界狀態的所需壓力8.5MPa，由正向計量泵3將處于臨界狀態的氣體輸送導壓力控制閥4，進一步將超臨界二氧化碳的壓力提高到12Mpa后，向螺桿擠出機5輸送定量的處于臨界狀態的二氧化碳并經氣體注入控制閥進入螺桿擠出機5中，使二氧化碳和熔體混合物混合，進一步經螺桿的剪切，使二氧化碳以小的氣泡均勻分散到熔體混物中。溶解有二氧化碳的混合熔體經螺桿的輸送到靜態混合器7進一步促進二氧化碳在熔體中的溶解和分散。溶解有二氧化碳氣泡熔體混合物進入擠出模頭8，產生較大的壓力降，促進處于臨界狀態的二氧化碳氣化，產生微泡，從而得到微孔發泡的無鹵阻燃鋁塑板芯材。擠出的微孔發泡的芯材與膠粘薄膜10和鋁板11經復合壓輥13的復合，在牽引壓輥的牽引下得到微孔發泡的阻燃鋁塑板14。
[0036]下表為實施例 制造的發泡低煙、無鹵防火鋁塑板專用芯材及鋁塑板防火等級的基本性能
[0037]
【權利要求】
1.無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下成份:樹脂10%~70% ；;無機阻燃劑20%-80% ;協效阻燃劑0.1~5% ;助劑；()? 05%~10%。
2.無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，將超臨界氣體作為發泡劑注入權利要求1所述的芯層材料各原料的混合物中；制成發泡芯層材料。
3.根據權利要求2所述的無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，采用擠出機制造所述芯層材料；在雙螺桿擠出機內，將所述超臨界氣體注入所述混合物。
4.根據權利要求3所述的無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，所述超臨界氣體的注入壓力為將所使用氣體轉化為超臨界氣體所需壓力的1.1-1.5倍。
5.根據權利要求2所述的無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，所述的原料自擠出機一端加入擠出機內，自擠出機另一端擠出芯層材料；所述超臨界氣體注入位置距離擠出機中點與擠出芯層材料的另一端之間。
6.根據權利要求2所述的無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，在超臨界氣體注入位置之后，將注入超臨界氣體的所述芯層材料各原料攪拌混合。
7.根據權利要求6所述的無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，采用齒輪元件混合所述注入超臨界氣體的芯層材料各原料。
8.根據權利要求7所述的無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，所述齒輪元件包括兩個以上齒輪，兩個以上的齒輪相互嚙合，所述芯層材料自相互嚙合的齒輪之間沿齒輪軸向前進。
9.根據權利要求2所述的 無鹵阻燃鋁塑板用芯層材料的制造方法，其特征在于，所述的擠出機為雙螺桿擠出機。
【文檔編號】C08K3/24GK103540150SQ201210238288
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月10日 優先權日:2012年7月10日
【發明者】李永, 陳梅 申請人:上海科悅高分子材料有限公司