防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法

防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法

《防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法》是江蘇技術師範學院於2005年8月30日申請的專利，該專利的申請號為2005100935927，公布號為CN1817813，授權公布日為2006年8月16日，發明人是周健。

《防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法》所述芯層材料所含按重量計的組分有低密度聚乙烯15－30份、線型低密度聚乙烯15－20份、乙烯和辛烯共聚物3－15份、氫氧化鋁30－45份、氫氧化鎂10－15份、阻燃增效劑2－25份、偶聯劑0.5－5份。該芯層材料的製備方法，先對氫氧化鋁和氫氧化鎂分別與偶聯劑進行混合，再將各組份用高速捏合機混合，將混合好的物料用雙螺桿擠出機擠出成條狀，採用熱切方式造粒或水冷後用切粒機切粒方式造粒而得到成品，混合溫度為80℃－120℃，混合時間為15－25分鐘，雙螺桿擠出機擠出造粒溫度為100℃－179℃。

2009年，《防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法》獲得第六屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

基本介紹

  • 中文名：防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法
  • 公布號：CN1817813
  • 公布日：2006年8月16日
  • 申請號：2005100935927
  • 申請日：2005年8月30日
  • 申請人：江蘇技術師範學院
  • 地址：江蘇省常州市育英路2號
  • 發明人：周健
  • 分類號：C04B16/06（2006.01）、C04B35/66（2006.01）、C04B22/06（2006.01）、E04B1/94（2006.01）
  • 代理機構：北京三聚陽光智慧財產權代理有限公司
  • 類別：發明專利
  • 代理人：翁堅剛、房士銘
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

防火鋁塑板是防火鋁塑複合板的簡稱，防火鋁塑複合板主要由三層板材組成，它們是位於中間的無機阻燃塑膠芯板（也可稱芯層），位於正面的鋁質金屬面板和位於背面的鋁質金屬底板。無機阻燃塑膠芯板由相應的粒料經過板材擠出成型機得到。用於製造該芯板（芯層）的材料是經過阻燃改性的聚乙烯粒料（簡稱阻燃聚乙烯）。這種阻燃聚乙烯是在聚乙烯的基礎上，通過添加相應的阻燃劑進行熔融混合而得到。所添加的阻燃劑從組成上來分類，可以分成三大阻燃體系。一是溴銻複合阻燃體系，該體系主要由含溴有機阻燃劑與Sb2O3組成，屬於有鹵體系；二是氮磷複合阻燃體系；三是金屬氧化物阻燃體系。第二、第三阻燃體系又屬於無鹵體系。對於採用溴銻複合阻燃體系的阻燃聚乙烯來說，其阻燃劑的用量少、由其製造而得到的板材的阻燃效果好，但在塑膠燃燒時放出大量有害的HBr、SbBr3氣體和黑煙，有熔滴現象，對環境的二次污染比較大，嚴重時易致人窒息死亡。對於採用氮磷阻燃複合體系的阻燃聚乙烯來說，由其製造而得到的板材的阻燃性較好，燃燒時發煙量少，沒有熔滴，但這種阻燃聚乙烯的阻燃劑與聚乙烯相容性差，在加工中有的阻燃劑甚至析出，影響塑膠芯板的外觀和表面附著力。對於採用金屬氧化物阻燃體系的阻燃聚乙烯來說，由其製造而得到的板材的阻燃性較好，沒有熔滴現象，阻燃劑具有消煙功能，燃燒時阻燃劑自身無有害氣體產生，但是這種阻燃劑是依賴其產生的水達到阻燃聚合物材料的目的，因此阻燃劑需要達到較高的添加量，一般為50-60％（重量百分比）以上，才有可能起到阻燃聚合物的作用。高的添加量造成聚合物材料的韌性和強度等力學性能大幅度下降。
中國專利申請02113998.9公開了一種防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法，材料含有聚乙烯10-40％（重量百分數，下同）、改性聚乙烯5-20％、無鹵阻燃劑35-65％、阻燃增效劑0.5-10％、其他助劑2.5-8.5％；其中的其它助劑包括偶聯劑、分散劑、流變劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、交聯劑、著色劑；無鹵阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、鹼式碳酸鎂、鹼式硫酸鎂；所以該申請的芯層材料屬於採用金屬氧化物阻燃體系的阻燃聚乙烯；由於所採用的無鹵阻燃劑的含量較高，為防止力學性能的下降該申請芯層材料中還含有改性聚乙烯（乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）等和/或聚稀烴與不飽和一元酸/不飽和二元酸/順丁稀二酸酐的極性接枝共聚物），但是這些共聚物的粘結性較強，從而導致芯層材料的加工流動性和分散性不是很好，若使用極性接枝共聚物則與聚乙烯的相容性也不是很理想，其力學性能也還有待於進一步提高。該申請文獻提出的製備方法中物料的混合時間為2-10分鐘，混合溫度為50℃-70℃，由於混合時間短、混合溫度低從而混合不夠充分，導致板材力學性能及阻燃效果不是很好，如拉伸強度為7.5-10.5兆帕，煙密度等級為5-65。
中國專利申請02124390.5提出了一種氫氧化鎂無鹵阻燃聚乙烯複合材料，其以重量計的組成是：聚乙烯100份、氫氧化鎂30-330份、彈性體50-120份、偶聯劑0.3-5.0份、界面改性劑0.2-6.0份，分散劑0.2-5.0份，增效劑0.1-2.0份，抗氧劑0.1-2.0份；其中的彈性體為乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物等。這種複合材料用於電線電纜的包覆材料、室內裝璜材料、包裝材料等很多方面。對於電線電纜來說，其主要要求熔融指數要高，對於彎曲強度、擠出強度也有較高的要求，還要求有較高的絕緣性以及較高的拉伸強度，但是對於加工性能如流動性和擠出成型的加工性的要求比較低，因此該複合材料採用單一的氫氧化鎂作為無鹵阻燃劑，不能實現阻滴成炭的效果。該申請未提出其複合材料可以套用於板材的擠出，從其配方來說還不適合板材的擠出。又由於氫氧化鎂成本較高，且複合材料擠出造粒溫度較高為180℃-200℃，因而能耗較高，成本也較高。

發明內容

專利目的

《防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法》的目的是提供一種在使用中加工流動性較好、阻燃效果較好、力學性能較好的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料以及其製備方法。

技術方案

實現《防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法》目的中的提供一種無鹵阻燃聚乙烯芯層材料的技術方案是：該防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料所含組分有低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、乙烯和辛烯共聚物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、阻燃增效劑和偶聯劑；該芯層材料各組分以重量計的份數為：低密度聚乙烯15-30份、線型低密度聚乙烯15-20份、乙烯和辛烯共聚物3-15份、氫氧化鋁30-45份、氫氧化鎂10-15份、阻燃增效劑2-25份、偶聯劑0.5-5份。
上述阻燃增效劑可以是水合硼酸鋅；水合硼酸鋅的粉末粒度為1500-5000目；阻燃增效劑的以重量計的份數為2-10份。
上述阻燃增效劑也可以是膨脹型阻燃劑；膨脹型阻燃劑包括作為酸源的脫水劑、作為碳源的成炭劑和作為氣源的發泡劑；脫水劑為能在燃燒加熱時原位生成酸的鹽類，該鹽類為聚磷酸銨；成炭劑為富碳的多元醇化合物，該多元醇化合物為澱粉或季戊四醇；發泡劑為含氮的多碳化合物，該含氮的多碳化合物為三聚氰胺或雙氰胺。阻燃增效劑的以重量計的份數為10-15份。
上述阻燃增效劑還可以由水合硼酸鋅和膨脹型阻燃劑組成；阻燃增效劑以重量計的份數為12-25份，其中水合硼酸鋅以重量計的份數為2-10份，膨脹型阻燃劑以重量計的份數為10-15份；水合硼酸鋅的粉末粒度為1500-5000目；膨脹型阻燃劑包括作為酸源的脫水劑、作為碳源的成炭劑和作為氣源的發泡劑；脫水劑為能在燃燒加熱時原位生成酸的鹽類，該鹽類為聚磷酸銨；成炭劑為富碳的多元醇化合物，該多元醇化合物為澱粉、季戊四醇；發泡劑為含氮的多碳化合物，該含氮的多碳化合物為三聚氰胺、雙氰胺。
上述氫氧化鋁、氫氧化鎂所採用的原料為天然礦石粉末或合成氫氧化鋁、氫氧化鎂的粉末，其粉末粒度為1500-5000目。
上述芯層材料的熔體流動速率為0.8-3.0克/10分鐘。
上述偶聯劑為矽烷偶聯劑，該矽烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三矽烷、γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基矽烷、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、N-β-（胺乙基）-γ-胺丙基-三甲氧基矽烷、β-（3，4-氧撐環己基）-乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、γ-脲丙基三乙氧基矽烷或γ-巰丙基三甲氧基矽烷。
實現該發明目的中的提供一種無鹵阻燃聚乙烯芯層材料的製備方法的技術方案是：具有以下步驟：①將上述防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料中的氫氧化鋁、氫氧化鎂分別與矽烷偶聯劑在高速捏合機中混合均勻而完成了氫氧化鋁和氫氧化鎂的預處理；②將預處理後的氫氧化鋁和氫氧化鎂以及上述防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料中的低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、乙烯和辛烯共聚物和阻燃增效劑用高速捏合機混合均勻；③將混合好的物料用雙螺桿擠出機擠出；④對雙螺桿擠出物料用熱切方式造粒或使經雙螺桿擠出機擠出成條狀的物料經過水冷後用切粒機切粒方式造粒而得到成品。
上述步驟①中高速捏合機的轉速為850-1300轉/分鐘，混合溫度為100℃-120℃，混合時間為10-15分鐘。
上述步驟②中高速捏合機混合時其轉速為850-1300轉/分鐘，混合溫度為80℃-120℃，混合時間為15-25分鐘；步驟③中雙螺桿擠出機擠出造粒溫度為100℃-179℃，雙螺桿擠出機轉速為200轉/分鐘。

有益效果

（1）《防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法》採用乙烯和辛烯共聚物改善無鹵阻燃聚乙烯材料的力學性能，從而材料組份的分散性和加工流動性較好，熔體流動速率為0.2-10克/10分鐘，適於擠出塑芯板材加工，而且由於乙烯和辛烯共聚物形變吸收能量能力比較強，從而增強了材料的韌性。
（2）由於低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯為非極性共聚物，乙烯和辛烯共聚物也為非極性共聚物，兩者相容性比較好從而使材料的力學性能較好。因為線型低密度聚乙烯的加入，使物料處於熔化狀態時的強度較強，從而在進行板材的擠出時，易成型、加工性能好；所以該發明的芯層材料即可用於擠出板材不經收卷直接與塗裝鋁板複合粘結，也因為其強度較高，而可以先在擠出板材線上進行塑芯板材的大擠出成型而得到無鹵阻燃聚乙烯板材，再將該板材於塗裝鋁板在複合機上進行複合而得到防火鋁塑複合板材。
（3）該發明綜合採用氫氧化鋁、氫氧化鎂作為阻燃劑，氫氧化鋁價格比較便宜且分解溫度低，而氫氧化鎂分解溫度較高但價格也比較高，採用氫氧化鋁、氫氧化鎂相結合作為阻燃劑，在降低成本的同時，提高了材料在後續壓板過程中的加工穩定性。
（4）阻燃增效劑為水合硼酸鋅或膨脹型阻燃劑或二者結合使用，水合硼酸鋅受熱脫去結晶水並使聚合物炭化，脫水過程降低發熱量和火焰溫度、稀釋助燃空氣，炭化層在板材表面形成保護層從而抑制燃燒，膨脹型阻燃劑燃燒時會在聚合物表面形成一層均勻的炭質泡沫層，此炭質泡沫層能起到隔熱、隔氧、抑煙的作用，通過添加阻燃增效劑阻燃劑達到更好的阻燃效果，氧指數可高達34。
（5）用該發明粒料加工成的鋁塑板燃燒性能指標較好，尤其是煙密度等級最低可達2，而已有技術煙密度等級一般都在10以上，最低也只有5，因此該發明極大程度地降低了對環境的二次污染。
（6）該發明配方簡單，原料來源廣泛，給生產加工帶來方便。
（7）該發明擠出造粒溫度較低，為100-179℃，與中國專利申請02124390.5中的擠出造粒溫度180℃-200℃相比明顯明顯偏低，從而降低能耗、節約生產運行費用。
（8）由於在混合前用偶聯劑分別對氫氧化鋁、氫氧化鎂進行表面預處理，偶聯劑包覆在氫氧化鋁、氫氧化鎂表面從而提高了阻燃劑和聚乙烯基材間界面的相容性。

權利要求

1、一種防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其特徵在於：所含組分有低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、乙烯和辛烯共聚物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、阻燃增效劑和偶聯劑；該芯層材料各組分以重量計的份數為：低密度聚乙烯15-30份、線型低密度聚乙烯15-20份、乙烯和辛烯共聚物3-15份、氫氧化鋁30-45份、氫氧化鎂10-15份、阻燃增效劑2-25份、偶聯劑0.5-5份。
2、根據權利要求1所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其特徵在於：阻燃增效劑為水合硼酸鋅，水合硼酸鋅的粉末粒度為1500-5000目；阻燃增效劑以重量計的份數為2-10份。
3、根據權利要求1所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其特徵在於：阻燃增效劑為膨脹型阻燃劑，膨脹型阻燃劑包括作為酸源的脫水劑、作為碳源的成炭劑和作為氣源的發泡劑；脫水劑為能在燃燒加熱時原位生成酸的鹽類，該鹽類為聚磷酸銨；成炭劑為富碳的多元醇化合物，該多元醇化合物為澱粉或季戊四醇；發泡劑為含氮的多碳化合物，該含氮的多碳化合物為三聚氰胺或雙氰胺；阻燃增效劑以重量計的份數為10-15份。
4、根據權利要求1所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其特徵在於：阻燃增效劑由水合硼酸鋅和膨脹型阻燃劑組成；阻燃增效劑以重量計的份數為12-25份，其中水合硼酸鋅以重量計的份數為2-10份，膨脹型阻燃劑以重量計的份數為10-15份；水合硼酸鋅的粉末粒度為1500-5000目；膨脹型阻燃劑包括作為酸源的脫水劑、作為碳源的成炭劑和作為氣源的發泡劑；脫水劑為能在燃燒加熱時原位生成酸的鹽類，該鹽類為聚磷酸銨；成炭劑為富碳的多元醇化合物，該多元醇化合物為澱粉、季戊四醇；發泡劑為含氮的多碳化合物，該含氮的多碳化合物為三聚氰胺、雙氰胺。
5、根據權利要求1所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其特徵在於：氫氧化鋁、氫氧化鎂所採用的原料為天然礦石粉末或合成氫氧化鋁、氫氧化鎂的粉末，其粉末粒度為1500-5000目。
6、根據權利要求1所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其特徵在於：其熔體流動速率為0.8-3.0克/10分鐘。
7、根據權利要求1所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其特徵在於：偶聯劑為矽烷偶聯劑，該矽烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三矽烷、γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基矽烷、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、N-β-（胺乙基）-γ-胺丙基-三甲氧基矽烷、β-（3，4-氧撐環己基）-乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、γ-脲丙基三乙氧基矽烷或γ-巰丙基三甲氧基矽烷。
8、由權利要求1至7之一所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料的製備方法，具有以下步驟：①將氫氧化鋁、氫氧化鎂分別與矽烷偶聯劑在高速捏合機中混合均勻而完成了氫氧化鋁和氫氧化鎂的預處理；②將預處理後的氫氧化鋁和氫氧化鎂以及低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、乙烯和辛烯共聚物和阻燃增效劑用高速捏合機混合均勻；③將混合好的物料用雙螺桿擠出機擠出成條狀；④對雙螺桿擠出物料用熱切方式造粒或使經雙螺桿擠出機擠出成條狀的物料經過水冷後用切粒機切粒方式造粒而得到成品。
9、根據權利要求8所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料的製備方法，其特徵在於：步驟①中高速捏合機的轉速為850-1300轉/分鐘，混合溫度為100℃-120℃，混合時間為10-15分鐘。
10、根據權利要求8所述的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料的製備方法，其特徵在於：步驟②中高速捏合機混合時其轉速為850-1300轉/分鐘，混合溫度為80℃-120℃，混合時間為15-25分鐘；步驟③中雙螺桿擠出機擠出造粒溫度為100℃-179℃，雙螺桿擠出機轉速為200轉/分鐘。
《防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法》的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其中的氫氧化鋁、氫氧化鎂所採用的原料為天然礦石粉末或合成氫氧化鋁、氫氧化鎂的粉末，其粉末粒度為1500-5000目，當材料遇火燃燒時，這些阻燃劑開始吸熱分解脫水，降低發熱量和火焰溫度、稀釋助燃空氣，分解生成的金屬氧化物並在阻燃增效劑的作用下在材料表面形成一層堅固緻密的保護層，起到絕熱防護和成炭阻滴的作用，從而抑制燃燒，降低發煙量。
該發明的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其阻燃增效劑為水合硼酸鋅或膨脹型阻燃劑或二者結合，水合硼酸鋅的粉末粒度為1500-5000目。膨脹型阻燃劑包括作為酸源的脫水劑、作為碳源的成炭劑、作為氣源的發泡劑；脫水劑為能在燃燒加熱時原位生成酸的鹽類，該鹽類為聚磷酸銨等；成炭劑為富碳的多元醇化合物，該多元醇化合物為澱粉、季戊四醇等；發泡劑為含氮的多碳化合物，該含氮的多碳化合物為三聚氰胺、雙氰胺等。水合硼酸鋅為具有3個結晶水或5個結晶水的水合硼酸鋅，水合硼酸鋅受熱脫去結晶水並使聚合物炭化，脫水過程降低發熱量和火焰溫度、稀釋助燃空氣，炭化層在板材表面形成保護層從而抑制燃燒。膨脹型阻燃劑燃燒時會在聚合物表面形成一層均勻的炭質泡沫層，此炭質泡沫層能起到隔熱、隔氧、抑煙的作用。通過添加阻燃增效劑阻燃劑達到更好的阻燃效果。
該發明的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其熔體流動速率為0.2-10克/10分鐘，適於擠出塑芯板材加工。
該發明的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料，其偶聯劑為矽烷偶聯劑，該矽烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三矽烷、γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基矽烷、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、N-β-（胺乙基）-γ-胺丙基-三甲氧基矽烷、β-（3，4-氧撐環己基）-乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、γ-脲丙基三乙氧基矽烷或γ-巰丙基三甲氧基矽烷，偶聯劑的加入提高了阻燃劑和聚乙烯基材間界面的相容性。
該發明的具體實施方式中的實施例1至實施例54的各組分的重量配比的份數的數據見見表1-1至表1-9，用這些配方製備無鹵阻燃聚乙烯芯層材料的方法的具體操作步驟基本相同，即具有以下步驟：
①將氫氧化鋁、氫氧化鎂分別用矽烷偶聯劑進行表面預處理，在100℃-120℃溫度條件下在高速捏合機中混合均勻，混合時間為10-15分鐘，高速捏合機的轉速為900轉/分鐘。
②將處理過的氫氧化鋁、氫氧化鎂與阻燃增效劑及配好重量的低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、乙烯和辛烯共聚物在高速捏合機中混合均勻，混合時間為15-25分鐘，混合溫度為80℃-120℃，高速捏合機的轉速為900轉/分鐘。
③將混合好的物料由單螺桿餵料機定量輸送至雙螺桿擠出機，物料經雙螺桿擠出機擠出。雙螺桿擠出機擠出造粒溫度為100℃-179℃，雙螺桿擠出機轉速為200轉/分鐘、電流為60安，單螺桿餵料機的轉速為50轉/分鐘，電流為0.4安。
④對雙螺桿擠出物料採用熱切方式造粒而得到成品；或者使經雙螺桿擠出機擠出成條狀的物料經過水槽中的冷卻水的冷卻，再用切粒機切粒而得到成品。
表1-1
配方組成
實施例
1
2
3
4
5
6
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
硼酸鋅
10
8
2
6
10
5
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
表1-2
配方組成
實施例
7
8
9
10
11
12
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
聚磷酸銨
13.5
8.5
12
10
9
11
季戊四醇
0.5
0.6
0.5
0.4
0.5
0.5
三聚氰胺
1
0.9
1
1.1
1
1
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
表1-3
配方組成
實施例
13
14
15
16
17
18
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
聚磷酸銨
13.5
8.5
12
10
9
11
季戊四醇
0.5
0.6
0.5
0.4
0.5
0.5
雙氰胺
1
0.9
1
1.1
1
1
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
表1-4
配方組成
實施例
19
20
21
22
23
24
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
聚磷酸銨
13.5
8.5
12
10
9
11
澱粉
0.5
0.6
0.5
0.4
0.5
0.5
三聚氰胺
1
0.9
1
1.1
1
1
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
表1-5
配方組成
實施例
25
26
27
28
29
30
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
聚磷酸銨
13.5
8.5
12
10
9
11
澱粉
0.5
0.6
0.5
0.4
0.5
0.5
雙氰胺
1
0.9
1
1.1
1
1
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
表1-6
配方組成
實施例
31
32
33
34
35
36
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
水合硼酸鋅
8
2
6
5
10
4
聚磷酸銨
13
9
10
11
13.5
12
季戊四醇
0.5
0.6
0.5
0.4
0.5
0.5
三聚氰胺
1
0.9
1
1.1
1
1
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
表1-7
配方組成
實施例
37
38
39
40
41
42
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
水合硼酸鋅
8
2
6
5
10
4
聚磷酸銨
13
9
10
11
13.5
12
季戊四醇
0.5
0.6
0.5
0.4
0.5
0.5
雙氰胺
1
0.9
1
1.1
1
1
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
表1-8
配方組成
實施例
43
44
45
46
47
48
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
水合硼酸鋅
8
2
6
5
10
4
聚磷酸銨
13
9
10
11
13.5
12
澱粉
0.5
0.6
0.5
0.4
0.5
0.5
三聚氰胺
1
0.9
1
1.1
1
1
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
表1-9 
配方組成
實施例
49
50
51
52
53
54
低密度聚乙烯
20
15
25
16
16
15
線型低密度聚乙烯
17
16
15
15
16
20
乙烯和辛烯共聚物
5
8
12
6
7
10
氫氧化鋁
30
40
30
35
30
34
氫氧化鎂
12
10
10
15
10
10
水合硼酸鋅
8
2
6
5
10
4
聚磷酸銨
13
9
10
11
13.5
12
澱粉
0.5
0.6
0.5
0.4
0.5
0.5
雙氰胺
1
0.9
1
1.1
1
1
乙烯基三乙氧基矽烷
4
1
1
1
1
2
經過上述方法得到的防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料（粒料成品）的力學性能和阻燃性能檢測數據為：拉伸強度（GB1040）：12.5-19.6兆帕，彎曲強度（GB1042）：9.5-18.5兆帕，斷裂伸長率（GB/T2490）：10.5-22.5％，密度（GB1033）：1.29-1.40克/立方厘米，燃燒性能均達到FV-0級（GB4609-84），氧指數（GB2406-80）為30-34，熔體流動速率MFR（GB3682-83）為0.8-3.0克/10分鐘。實施例1至實施例54的無鹵阻燃聚乙烯芯層材料力學性能和阻燃性能具體數據見表2。
表2
實施例
檢測項目
拉伸強度（兆帕）
彎曲強度（兆帕）
斷裂伸長率（％）
氧指數
熔體流動速率（克/10分鐘）
密度（克/立方厘米）
1
17.8
19.3
10.5
33.2
1.6
1.30
2
15.4
16.1
13.5
32.8
1.2
1.31
3
14.1
12.9
16.8
33.9
1.5
1.32
4
18.6
19.3
10.4
33.8
2.0
1.34
5
18.3
19.1
10.9
33.9
1.8
1.35
6
15.4
16.7
11.5
32.9
2.5
1.34
7
16.6
17.4
12.0
32.1
2,3
1.32
8
15.9
16.4
14.3
32.5
2.6
1.33
9
15.3
16.1
16.8
31.8
2.7
1.31
10
17.9
17.9
13.5
33.7
2.6
1.32
11
18.3
17.3
12.6
33
2.7
1.31
12
17.6
16.8
14.1
33.1
1.9
1.34
13
17.3
16.4
15.1
33.2
1.0
1.34
14
16.8
15.4
16.6
33.2
1.3
1.34
15
15.9
15.1
18.3
33.5
2.0
1.33
16
17.3
16.5
13.6
32.7
1.8
1.32
17
16.3
16.0
14.7
32.8
0.9
1.34
18
17
15.9
16.1
32.8
2.4
1.32
19
19.1
18.5
15.4
32.5
2.8
1.33
20
18.6
17.3
13.8
32.7
3.0
1.34
21
17.9
17.1
15.1
31.6
2.6
1.30
22
16.9
15.8
16.3
32.5
2.7
1.33
23
16.8
15.8
17.5
31.9
2.4
1.32
24
18.7
17.5
16.5
32.7
2.3
1.32
25
19
18.3
1.5.6
33.7
2.4
1.35
26
17.8
16.8
17.3
31.5
2.5
1.32
27
17.9
17.1
15.1
32.1
2.1
1.32
28
18.2
17.5
16.3
32.1
2,6
1.31
29
16.8
16.1
17.8
30.9
2.8
1.33
30
16.3
16.1
18.6
32.6
2.4
1.32
31
19.1
18.5
15.4
32.7
2.1
1.33
32
18.8
17.3
16.4
33.1
2.5
1.34
33
17.8
16.9
18.0
32.1
2.2
1.31
34
17.1
16.7
18.3
32.3
2.1
1.32
35
16.9
16.3
18.1
32.0
2.3
1.33
36
17.2
16.5
19.5
32.4
1.9
1.33
37
18.5
16.9
18.1
31.6
2.0
1.32
38
17.6
17
18.6
32.1
1.7
1.33
39
16.8
16.1
19.3
32
1.6
1.33
40
18.6
18
16.3
31.8
1.5
1.32
41
18.6
18
16.9
32
1.9
1.32
42
18.2
17.8
17.6
32.3
2.3
1.33
43
17.6
16.8
14.1
33.1
2.1
1.34
44
17.1
16.6
15.8
30.8
1.9
1.31
45
16.9
15.8
16.9
32.4
1.8
1.32
46
18.7
18.1
18.5
31.8
1.9
1.30
47
17.6
16.8
14.1
33.5
2.1
1.34
48
15.9
16.4
14.3
32.6
1.2
1.33
49
19.6
18.0
15.6
33
1.4
1.33
50
18.1
17.6
16.8
33.6
1.8
1.34
51
17.3
17.1
17.1
30.9
1.7
1.3
52
18.8
17.5
18.9
31.9
2.6
1.32
53
17.6
16.4
18.1
32.9
2.0
1.33
54
16.9
15.3
18.5
31.7
2.5
1.31
對上述防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料（粒料）進行乾燥處理後（對於熱切方式造粒而得到成品則不需要乾燥），將芯層材料的粒料放在擠出板材機組的生產線上進行塑芯板材的擠出成型，得到一定厚度的無鹵阻燃聚乙烯板材，將成型的無鹵阻燃聚乙烯板材與塗裝鋁板在複合機上進行複合，得到防火鋁塑複合板材。對該板材按照國家有關標準進行檢測，其燃燒性能指標為：燃燒剩餘長度最小值（GB/T8625-88）：250-660毫米，燃燒剩餘長度平均值（GB/T8625-88）：355-686毫米，平均煙氣溫度（GB/T8625-88）：104-125℃，焰尖高度（GB/T8626-88）：15-25毫米，煙密度等級（GB/T8627-1999）：2-45。實施例1至實施例54的芯層材料所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據見表3。檢測評價標準為：
A級：燃燒剩餘長度最小值≥150毫米、燃燒剩餘長度平均值≥350毫米、煙氣溫度≤125℃、焰尖高度≤150毫米、煙密度等級≤15。
B1級：燃燒剩餘長度最小值＞0毫米、燃燒剩餘長度平均值≥150毫米、煙氣溫度≤200℃、焰尖高度≤150毫米、煙密度等級≤75。
表3
實施例
檢測項目
燃燒剩餘長度最小值（毫米）
燃燒剩餘長度平均值（毫米）
煙氣溫度（℃）
焰尖高度（毫米）
煙密度等級
1
390
425
112
12
12
2
420
510
106
15
38
3
430
490
105
15
26
4
480
510
104
15
31
5
530
510
112
19
8
6
560
530
106
15
15
7
521
511
105
15
8
8
610
591
104
15
4
9
560
552
105
15
2
10
490
458
110
15
8
11
420
391
123
15
35
12
423
392
118
15
30
13
480
450
111
15
23
14
481
445
112
15
20
15
460
440
115
15
25
16
530
508
105
15
24
17
480
468
120
15
25
18
485
431
118
15
15
19
553
504
105
15
6
20
550
482
109
15
6
21
423
392
120
15
32
22
530
508
110
15
25
23
460
440
115
15
25
24
480
436
112
15
21
25
530
504
105
15
6
26
533
490
105
15
6
27
530
510
107
15
14
28
590
561
105
15
5
29
480
462
109
15
18
30
556
530
108
15
12
31
615
601
107
15
8
32
530
489
120
15
9
33
510
480
120
15
40
34
630
608
107
15
5
35
610
598
107
15
8
36
560
510
110
15
9
37
550
530
112
15
11
38
560
520
110
15
8
39
535
480
114
15
13
40
566
525
108
15
9
41
556
530
108
15
12
42
550
518
111
15
23
43
580
556
108
15
10
44
570
543
112
15
26
45
530
510
107
15
20
46
580
561
108
15
7
47
566
533
109
15
9
48
556
520
108
15
17
49
568
550
110
15
8
50
550
521
118
15
15
51
489
468
112
15
33
52
588
561
109
15
8
53
570
543
112
15
26
54
535
490
114
15
29
實施例55至實施例108
實施例55與實施例1相對應，實施例56與實施例2相對應，依此類推，直到實施例108與實施例54相對應，實施例55至實施例108的其餘部分與相應實施例相同，不同之處在於：所採用的偶聯劑為乙烯基三矽烷。這些實施例所得到的芯層材料的力學性能和阻燃性能數據與相應實施例的相應數據基本相同，芯層材料的所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據與相對應實施例的相應數據基本相同。
實施例108至實施例162
實施例108與實施例1相對應，實施例109與實施例2相對應，依此類推，直到實施例162與實施例54相對應，實施例108至實施例162的其餘部分與相應實施例相同，不同之處在於：所採用的偶聯劑為γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基矽烷。這些實施例所得到的芯層材料的力學性能和阻燃性能數據與相應實施例的相應數據基本相同，芯層材料的所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據與相對應實施例的相應數據基本相同。
實施例163至實施例216
實施例163與實施例1相對應，實施例164與實施例2相對應，依此類推，直到實施例216與實施例54相對應，實施例163至實施例216的其餘部分與相應實施例相同，不同之處在於：所採用的偶聯劑為γ-胺丙基三乙氧基矽烷。這些實施例所得到的芯層材料的力學性能和阻燃性能數據與相應實施例的相應數據基本相同，芯層材料的所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據與相對應實施例的相應數據基本相同。
實施例217至實施例270
實施例217與實施例1相對應，實施例218與實施例2相對應，依此類推，直到實施例270與實施例54相對應，實施例217至實施例270的其餘部分與相應實施例相同，不同之處在於：所採用的偶聯劑為N-β-（胺乙基）-γ-胺丙基-三甲氧基矽烷。這些實施例所得到的芯層材料的力學性能和阻燃性能數據與相應實施例的相應數據基本相同，芯層材料的所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據與相對應實施例的相應數據基本相同。
實施例271至實施例324
實施例271與實施例1相對應，實施例272與實施例2相對應，依此類推，直到實施例324與實施例54相對應，實施例271至實施例324的其餘部分與相應實施例相同，不同之處在於：所採用的偶聯劑為β-（3，4-氧撐環己基）-乙基三甲氧基矽烷。這些實施例所得到的芯層材料的力學性能和阻燃性能數據與相應實施例的相應數據基本相同，芯層材料的所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據與相對應實施例的相應數據基本相同。
實施例325至實施例378
實施例325與實施例1相對應，實施例326與實施例2相對應，依此類推，直到實施例378與實施例54相對應，實施例325至實施例378的其餘部分與相應實施例相同，不同之處在於：所採用的偶聯劑為γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷。這些實施例所得到的芯層材料的力學性能和阻燃性能數據與相應實施例的相應數據基本相同，芯層材料的所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據與相對應實施例的相應數據基本相同。
實施例379至實施例432
實施例379與實施例1相對應，實施例380與實施例2相對應，依此類推，直到實施例432與實施例54相對應，實施例379至實施例432的其餘部分與相應實施例相同，不同之處在於：所採用的偶聯劑為γ-脲丙基三乙氧基矽烷。這些實施例所得到的芯層材料的力學性能和阻燃性能數據與相應實施例的相應數據基本相同，芯層材料的所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據與相對應實施例的相應數據基本相同。
實施例433至實施例486
實施例433與實施例1相對應，實施例434與實施例2相對應，依此類推，直到實施例486與實施例54相對應，實施例433至實施例486的其餘部分與相應實施例相同，不同之處在於：所採用的偶聯劑為γ-巰丙基三甲氧基矽烷。這些實施例所得到的芯層材料的力學性能和阻燃性能數據與相應實施例的相應數據基本相同，芯層材料的所製得的防火鋁塑板的具體燃燒性能數據與相對應實施例的相應數據基本相同。

榮譽表彰

2009年，《防火鋁塑板用無鹵阻燃聚乙烯芯層材料及其製備方法》獲得第六屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

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