[发明专利]一种高效无卤阻燃不饱和聚酯模塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料改性领域，具体涉及到一种高效无卤阻燃不饱和聚酯模塑料及其制备方法。

背景技术

不饱和聚酯树脂模塑料是以不饱和聚酯为基体，加入增强纤维材料、无机粉体填充材料以及其它助剂（如交联剂、热固性树脂低收缩添加剂、引发剂、脱模剂等）组成的多元增强复合材料，因其具有良好的电气、机械性能，耐热、耐化学腐蚀性能以及优良的加工性能，广泛应用于汽车配件、电子电器、轨道交通等领域。只是不饱和聚酯属于热分解的物质，现在很多场合除了要求材料轻质高强，还特别强调其安全性，如电子电器的绝缘、大型轨道交通的内装材料等，因此开发阻燃的不饱和聚酯模塑料已成为热固性树脂研究的重大课题。

为解决不饱和聚酯模塑料的易燃问题，目前工业上主要采用在不饱和聚酯基体中添加阻燃剂，常用的添加型阻燃剂有三氧化二锑、磷酸酯、氢氧化镁和氢氧化铝等，可以单独或复配使用。三氧化二锑通常是卤素阻燃剂必不可少的协同剂，但产品价格高、发烟量大，应用受到限制。磷酸酯作为阻燃剂，添加量要在25%以上才具有一定的阻燃性，由于磷酸酯同时是一种增塑剂，大量添加会造成材料的机械强度下降。铝镁等无机阻燃剂具有填料和抑烟阻燃多重功能，是目前制备阻燃不饱和聚酯模塑料的必不可少的组分之一。

目前不燃不饱和聚酯模塑料主要是利用粗细级配原理，通过大量添加级配过的氢氧化铝来达到不燃级别。中国专利200910079348.3提供了一种高阻燃低烟毒片状模塑料及其制备方法，采用微米级氢氧化铝和纳米级氢氧化铝阻燃填料混合使用，提高阻燃性能，降低烟毒性。中国专利200810025535.9采用磷酸酯作为主阻燃剂，不同粒径氢氧化铝的无机填料复配阻燃制备了高阻燃片状模塑料。中国专利200810124671.3采用碳酸钙或氢氧化镁作为填料，磷酸盐（如聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐）作为阻燃剂制备无卤阻燃的不饱和聚酯模塑料。虽然铝镁等无机阻燃剂具有填料和抑烟阻燃多重功能，但阻燃效率较低，高添加量下造成体系黏度急剧增加，使得模塑料制备工艺中纤维的浸润困难，并且制品表面质量降低。

近年来，金属次磷酸盐由于阻燃效率高及无环境污染问题，得到了国内外阻燃界的广泛关注，通常与有机磷酯类或含氮类阻燃剂复配使用。美国专利US19850772662将次磷酸金属盐作为无卤素阻燃剂添加到苯乙烯聚合物。中国专利200480043753.5、201010259322.X、201110049726.0均报导了以金属次磷酸盐为主要阻燃剂对玻纤增强饱和聚酯进行阻燃处理的技术，阻燃效率几乎可以和含卤阻燃剂相媲美。目前尚未见金属次磷酸盐作为阻燃剂应用到不饱和聚酯树脂及其模塑料中的报导。

发明内容

本发明为解决目前制备阻燃不饱和聚酯模塑料采用的卤系阻燃剂毒性大、铝镁等无机阻燃剂效率低并且高添加量下对制备工艺和制品性能影响大的问题，采用金属次磷酸盐、聚磷酸盐、层状化合物进行复配阻燃，通过优化三者比例，达到制备出高效阻燃，安全无毒，同时机械性能优异的不饱和聚酯模塑料，可以广泛应用在轨道交通领域。

本发明提供了一种高效无卤阻燃不饱和聚酯模塑料及其制备方法，制备得到阻燃效率高，安全无毒，同时机械性能优异的不饱和聚酯模塑料。

本发明的高效无卤阻燃不饱和聚酯模塑料，由以下重量份的组分制成：

不饱和聚酯树脂60-70份

低收缩添加剂30-40份

无机填料100-120份

金属次磷酸盐25-40份

聚磷酸盐10-25份

层状化合物2-8份

增强纤维50-60份

引发剂0.5-2.0份

增稠剂0.5-1.5份

内脱模剂3-6份

所述的不饱和聚酯树脂选自间苯型不饱和聚酯树脂、邻苯型不饱和聚酯树脂或乙烯基不饱和聚酯树脂，其树脂固含量为60-65wt%，其余为苯乙烯。

所述的低收缩添加剂选自聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯（PSt）中的一种。

所述的无机填料选自碳酸钙、滑石粉、云母粉和硅灰石中的一种或两种。

所述的阻燃剂由金属次磷酸盐、聚磷酸盐与层状化合物复配组成。

所述的金属次磷酸盐选自次磷酸铝、次磷酸镁、次磷酸钙、次磷酸铈、次磷酸镧或次磷酸锌中的一种或两种。

所述的聚磷酸盐选自聚磷酸铵和三聚氰胺聚磷酸盐的一种或两种。