[發明專利]一種膨脹型珍珠巖用于制備聚合物復合材料的方法

在審

• 申請號: 201410356297.5
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104194045A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 張勝;陳宸;谷曉昱
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08K7/26
• 分類號: C08K7/26;C08L23/06;C08L23/08;C08L23/12;C08L23/20;C08L27/06;C08L25/06;C08L55/02;C08L33/12;C08L61/06;C08L61/20;C08L63/00;C08L
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及聚合物復合材料技術領域，具體是指膨脹型珍珠巖微粉用于制備聚合物復合材料的方法。?

背景技術

向聚合物中添加無機填料是改善聚合物性能的一個重要手段，由于填料的尺寸穩定性，在填充的聚合物中，聚合物界面區域內的分子鏈運動受到限制，熱變形溫度提高，熱穩定性提高，延緩了燃燒過程中的熱傳導，使聚合物的熱釋放速率得到顯著的下降，并且價格低廉的填料還可以降低聚合物的成本，提高其市場競爭力。?

本實驗采用的膨脹型珍珠巖微粉，粒徑可以達到微米級或者納米級，在聚合物中分散均勻，不易團聚，且顏色為純白，不會限制此聚合物復合材料的使用范圍。膨脹型珍珠巖的多孔結構，可以很好地起到抑煙隔熱的作用，克服了傳統的無機填料對氧指數的提升量不大，并且燃燒時炭層無明顯膨脹的缺點，此珍珠巖微粉可以使聚合物在燃燒時形成良好的膨脹型炭層，氧指數較純的聚合物提升1-7個單位，錐形量熱結果顯示，添加了珍珠巖微粉的聚合物最大熱釋放速率得到顯著的下降。?

發明內容

本發明主要解決了傳統無機填料在阻燃上的缺陷，提供了一種膨脹珍珠巖用于制備聚合物復合材料的方法，形成具有良好阻燃隔熱性能的聚合物復合材料；克服了現有無機填料分散困難的缺點，而且填料廉價易得，無毒環保，無粉塵污染。?

本發明的膨脹珍珠巖用于制備聚合物復合材料的方法包括：膨脹型珍珠巖和聚合物按2-60:98-60重量比混合，使膨脹型珍珠巖均勻分散于聚合物基體中，然后成型得到聚合物復合材料制品。?

所述膨脹型珍珠巖是一種經由天然的珍珠巖加工的產物，是珍珠巖礦砂經預熱，瞬時高溫焙燒膨脹后制成的一種內部為蜂窩狀結構的白色顆粒狀的材料。其原理為:珍珠巖礦石經破碎形成一定粒度的礦砂，經預熱焙燒，急速加熱(1000℃以上)，礦砂中水分汽化，在軟化的含有玻璃質的礦砂內部膨脹，形成多孔結構，膨脹型珍珠巖中含有68.4-74％的SiO₂、4％-5％的Na₂O、2％-3％的K₂O還有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO和H₂O。具有高孔隙率、比表面積大、超輕質量和隔熱效果顯著的特點。?

所述的聚合物是通用塑料、工程塑料、橡膠中的一種或一種以上。?

所述的通用塑料包括聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚丙烯(PP)、聚1-丁烯(PB)、環烯烴共聚物(COC)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、酚醛樹脂、氨基樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯、聚氨酯(PU)等通用塑料中的一種或者多種混合物。?

所述的工程塑料包括聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(MPPO)等通用工程塑料和含氟樹脂(PTFE和PVDF)、聚酰亞胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯(PAR)等特種工程塑料中的一種或者多種混合物。?

所述的橡膠包括天然橡膠(NR)和合成橡膠，如丁苯橡膠(SBR)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、順丁橡膠(BR)、異戊橡膠(IR)、乙丙橡膠(EPM和EPDM)、丁基橡膠(IIR)、丁腈橡膠(NBR)、聚氨酯橡膠(PU)等橡膠中的一種或者多種混合物。?

膨脹珍珠巖和聚合物可用現有常用的混合設備和成型設備進行混合和成型。比如雙螺桿擠出機可以對熱塑性塑料進行混合加工擠出，并用壓片機或注塑機等設備成型；研磨機和攪拌機可以混合熱固性塑料類等；雙輥可以對橡膠類聚合物進行混合加工。?

本發明與現有無機填料聚合物復合材料相比，具有以下優點：?

1、本發明采用的膨脹型珍珠巖源自天然礦石經簡單加工而成，珍珠巖礦在我國有著豐富的儲量，價格低廉，礦石質量好，可以使復合材料的成本得到大幅度的降低，具有市場競爭力。?

2、本發明制備的聚合物復合材料可應用于制造各種通用塑料、工程塑料和橡膠制品。?

3、本發明制備的膨脹珍珠巖聚合物復合材料的熱分解溫度和阻燃性能得到了顯著提高。?

附圖說明

附圖是本發明實施例提供的膨脹型珍珠巖/乙烯-醋酸乙烯共聚物復合材料與純乙烯-醋酸乙烯共聚物熱釋放速率對比圖。?

具體實施方式

結合以下實施例對本發明的原理和特征進行描述，所舉實施例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。?

實施例1?