一种耐磨防火塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料及其制备技术领域，具体涉及一种耐磨防火塑料及其制备方法。

背景技术

随着塑料在日常人们生活中应用的范围越来越广，对塑料的品质以及功能也提出了更高的要求，而随着生产技术的发展与提升，种类多样功能齐全的塑料产品也越来越多地出现在了人们面前，防火塑料就是其中的一种，大到家居装潢，小到生活电器，几乎周围生活的环境中都存在一些防火塑料，防火材料不仅能够起到阻挡火源的功能，更重要的是其能够在源头上隔绝一些火灾的发生，但是目前所使用的防火塑料也存在一定缺陷，例如，目前市面上出售的防火塑料耐磨性不好，造成了防火塑料使用寿命的缩短。

中国专利CN109438840A公开了一种耐磨防火塑料组成原料包括：本征石墨烯1.0-6.0份、碳源8-12份、发泡剂4-8份、催化剂16-20份、稀释剂8-20份、碳酸镁10-30份、阻燃剂20-30份、聚丙烯20-30份、膨胀蛭石10-16份、密胺树脂14-18份、纳米二氧化硅14-18份以及硅酸10-20份，该发明的的原料组成成分易得，制作方法简单且成本低，具有较好的抗压耐磨以及防火性能，使用寿命长，无毒无害，对人体以及环境友好，另外，所述耐磨防火塑料通过添加本征石墨烯增强了其硬度以及延展性，值得在防火塑料领域推广与使用，但该配方体系制备得到的耐磨防火塑料的脆性比较大，适用范围窄。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种耐磨防火塑料及其制备方法，该耐磨防火塑料不仅具有较号的耐磨和防火性能，还能保证塑料的脆性小，改善效果显著，具有很好的应用前景，本发明的具体内容如下：

本发明的第一个目的在于提供一种耐磨防火塑料，其技术点在于：所述耐磨防火塑料组成成分按重量份数由以下比例组成：3-5份的填料、60-65份的阻燃剂、0.75-0.88份的硅烷偶联剂、60-80份的载体、10-12份的二硫化钼和3-4份的石墨烯。

在本发明的有的实施例中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的填料为改性蒙脱土、钛白粉和高岭土中的至少一种。

在本发明的有的实施例中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的阻燃剂为对氨基苯硼酸和氢氧化镁的混合物，所述对氨基苯硼酸和氢氧化镁的质量之比为：(5-10)：(3-6)。

在本发明的有的实施例中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的硅烷偶联剂为异丙烯氧基偶联剂和乙酰氧基偶联剂中的至少一种。

在本发明的有的实施例中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的载体为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物中的至少一种。

在本发明的有的实施例中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的二硫化钼粉体的中值粒径为200-400nm。

在本发明的有的实施例中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的石墨烯的中值粒径为10-800nm。

本发明的第二个目的在于提供一种耐磨防火塑料的制备方法，其技术点在于：所述耐磨防火塑料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将阻燃剂与硅烷偶联剂共同混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理1-2h后取出，干燥处理后得到混合物A备用；

步骤二：将步骤一的混合物A、载体和填料共同混合，搅拌均匀后再投入到造粒机内进行造粒处理，完成后取出得混合物B备用；

步骤三：将步骤二中的混合物B、二硫化钼、石墨烯共同混合投入到混炼机内进行混炼处理，40-45min后取出得混炼料备用。

在本发明的有的实施例中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤一中高速搅拌处理时搅拌转速为1500-1800rmp；所述的干燥处理的温度为100-110℃。

在本发明的有的实施例中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤二中混炼处理的温度为80-85℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的一种耐磨防火塑料由填料、阻燃剂、硅烷偶联剂、载体、二硫化钼和石墨烯混合制备而成，其中阻燃剂为对氨基苯硼酸和氢氧化镁的混合物能保证制备的塑料的防火性能好，硅烷偶联剂能与配体系中的载体发生化学反应，固化后不完全相容，会获得理想的增韧效果，使热变形温度不变或下降甚微，而抗冲击性能又明显改善，较少其脆性。而二硫化钼和石墨烯的联合使用使得制备的塑料具有机械强度大的同时，还具有耐磨性能好的特点。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种耐磨防火塑料组成成分为：4kg的填料、62.5kg的阻燃剂、0.80kg的硅烷偶联剂、70kg的载体、11kg的二硫化钼和3.5kg的石墨烯。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的填料为改性蒙脱土。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的阻燃剂为对氨基苯硼酸和氢氧化镁的混合物，所述对氨基苯硼酸和氢氧化镁的质量之比为：7.5：4.5。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的硅烷偶联剂为异丙烯氧基偶联剂。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的载体为聚乙烯。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的二硫化钼粉体的中值粒径为300nm。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的石墨烯的中值粒径为400nm。

按照上述配方中的一种耐磨防火塑料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将阻燃剂与硅烷偶联剂共同混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理1.5h后取出，干燥处理后得到混合物A备用；

步骤二：将步骤一的混合物A、载体和填料共同混合，搅拌均匀后再投入到造粒机内进行造粒处理，完成后取出得混合物B备用；

步骤三：将步骤二中的混合物B、二硫化钼、石墨烯共同混合投入到混炼机内进行混炼处理，42min后取出得混炼料备用。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤一中高速搅拌处理时搅拌转速为1600rmp；所述的干燥处理的温度为105℃。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤二中混炼处理的温度为82℃。

实施例2

一种耐磨防火塑料组成成分为：3kg的填料、60kg的阻燃剂、0.75kg的硅烷偶联剂、60kg的载体、10kg的二硫化钼和3kg的石墨烯。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的填料为钛白粉。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的阻燃剂为对氨基苯硼酸和氢氧化镁的混合物，所述对氨基苯硼酸和氢氧化镁的质量之比为：5：3。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的硅烷偶联剂为乙酰氧基偶联剂。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的载体为聚丙烯。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的二硫化钼粉体的中值粒径为200nm。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的石墨烯的中值粒径为10nm。

按照上述配方中的一种耐磨防火塑料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将阻燃剂与硅烷偶联剂共同混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理1h后取出，干燥处理后得到混合物A备用；

步骤二：将步骤一的混合物A、载体和填料共同混合，搅拌均匀后再投入到造粒机内进行造粒处理，完成后取出得混合物B备用；

步骤三：将步骤二中的混合物B、二硫化钼、石墨烯共同混合投入到混炼机内进行混炼处理，40min后取出得混炼料备用。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤一中高速搅拌处理时搅拌转速为1500rmp；所述的干燥处理的温度为100℃。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤二中混炼处理的温度为80℃。

实施例3

一种耐磨防火塑料组成成分为：5kg的填料、65kg的阻燃剂、0.88kg的硅烷偶联剂、80kg的载体、12kg的二硫化钼和4kg的石墨烯。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的填料为高岭土。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的阻燃剂为对氨基苯硼酸和氢氧化镁的混合物，所述对氨基苯硼酸和氢氧化镁的质量之比为：10：6。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的硅烷偶联剂为异丙烯氧基偶联剂和乙酰氧基偶联剂的混合物，其中异丙烯氧基偶联剂和乙酰氧基偶联剂的质量比为1：1。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的载体为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的二硫化钼粉体的中值粒径为400nm。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的石墨烯的中值粒径为800nm。

按照上述配方中的一种耐磨防火塑料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将阻燃剂与硅烷偶联剂共同混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理2h后取出，干燥处理后得到混合物A备用；

步骤二：将步骤一的混合物A、载体和填料共同混合，搅拌均匀后再投入到造粒机内进行造粒处理，完成后取出得混合物B备用；

步骤三：将步骤二中的混合物B、二硫化钼、石墨烯共同混合投入到混炼机内进行混炼处理，45min后取出得混炼料备用。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤一中高速搅拌处理时搅拌转速为1800rmp；所述的干燥处理的温度为110℃。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤二中混炼处理的温度为85℃。

实施例4。

一种耐磨防火塑料组成成分为：4kg的填料、63kg的阻燃剂、0.85kg的硅烷偶联剂、65kg的载体、10kg的二硫化钼和3.5kg的石墨烯。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的填料为改性蒙脱土和钛白粉的混合物，其中为改性蒙脱土和钛白粉的质量不为1：1。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的阻燃剂为对氨基苯硼酸和氢氧化镁的混合物，所述对氨基苯硼酸和氢氧化镁的质量之比为：6：4。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的硅烷偶联剂为异丙烯氧基偶联剂和乙酰氧基偶联剂的混合物，其中异丙烯氧基偶联剂和乙酰氧基偶联剂的质量比为1：2。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的载体为丙烯腈-苯乙烯共聚物。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的二硫化钼粉体的中值粒径为250nm。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的配方体系中的石墨烯的中值粒径为100nm。

按照上述配方中的一种耐磨防火塑料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将阻燃剂与硅烷偶联剂共同混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理1h后取出，干燥处理后得到混合物A备用；

步骤二：将步骤一的混合物A、载体和填料共同混合，搅拌均匀后再投入到造粒机内进行造粒处理，完成后取出得混合物B备用；

步骤三：将步骤二中的混合物B、二硫化钼、石墨烯共同混合投入到混炼机内进行混炼处理，40min后取出得混炼料备用。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤一中高速搅拌处理时搅拌转速为1700mp；所述的干燥处理的温度为105℃。

其中，上述的一种耐磨防火塑料的制备方法的步骤二中混炼处理的温度为85℃。

对比例1

本对比例的一种耐磨防火塑料组分中不添加“硅烷偶联剂”，其他配方组分和制备方法同实施例1。

对比例2

本对比例的一种耐磨防火塑料组分中不添加“二硫化钼”，其他配方组分和制备方法同实施例1。

对比例3。

本对比例的一种耐磨防火塑料组分中不添加“石墨烯”，其他配方组分和制备方法同实施例1。

实验例

将实施例1-4和对比例1-3制备的耐磨防火塑料按照标准QB/T 3808-1999进行测试同时进行弯曲强度的测试检测产品的脆性效果，具体试验数据见表1：

表1

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。