[发明专利]一种低烟密度的塑料组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子领域，特别涉及一种低烟密度的塑料组合物及其制备方法和应用。

背景技术

塑料燃烧时的危害一方面来源于火焰带来的热辐射，另一方面源于燃烧时生成的有毒、有害产物，尤其是由于不完全氧化所生成的稠环芳烃类物质。针对后者，研究人员对塑料燃烧时的抑烟低毒研究已有广泛开展。针对不同类型的热塑性塑料，目前报道的抑烟低毒方案主要有：1.针对聚烯烃使用大量氢氧化物填充的方案，其原理是氢氧化物受热后生成水，具有稀释、吸附作用，从而降低烟密度；2.针对PVC及其合金，使用过渡族金属化合物如八钼酸铵等，其原理是改变烯烃的分解途径，减少其成环反应，降低稠环芳烃产量；3针对聚氨酯采用三聚氰胺氰尿酸盐，促进氧化产物二氧化碳的生成，减少不完全氧化等等。但是现有技术的抑烟剂的应用体系有限，并且不能针对全部或大部分类型的塑料同时起到降低烟密度和较少有毒气体产生的效果。

发明内容

本发明的发明目的，是为了克服现有技术的不足，提供一种低烟密度的塑料组合物，该低烟密度的塑料组合物在燃烧时烟密度低，且燃烧释放的气体中一氧化碳的比例得到降低。

本发明的另一目的在于提供所述低烟密度的塑料组合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供含硫化合物作为抑烟剂在制备低烟密度工程塑料中的应用。

本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种低烟密度的塑料组合物，所述塑料组合物中包含抑烟剂，所述抑烟剂包括至少一种含有正四价以上硫原子的无机含硫化合物，且所述抑烟剂不为非金属的硫酸盐或硫酸氢盐。

如上所述，现有技术为了得到烟密度较低的塑料组合物，往往是通过在塑料配方中添加抑烟剂，但是现有的抑烟剂往往只能对特定的体系产生作用，因此应用存在局限。发明人发现，当将合适的含硫化合物添加至塑料配方中得到的塑料组合物，在燃烧时产生的烟密度显著下降，同时，燃烧释放的气体中有害气体的含量，特别是CO的含量也有一定程度的降低。因此本发明所述的塑料化合物在燃烧时对人体健康损害程度更低，增加了使用者的安全。本发明中，所述的含硫化合物可以是单独作为抑烟剂使用，也可以与其他非含硫化合物混合作为抑烟剂使用。

在常见的含有正四价以上硫原子的无机含硫化合物中，硫原子的化合价一般表现为正四价或正六价；其中，所述无机含硫化合物为金属硫酸盐、金属硫酸氢盐、亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。

发明人经过反复实验发现，本发明所述抑烟剂在燃烧过程中可以起到氧化作用，使得燃烧过程更加充分，可以减少稠环芳烃这种不完全氧化物及一氧化碳的产生。

其中，所述无机含硫化合物为在氮气氛，20℃/min的升温速度的条件下，TGA1%分解温度大于235℃的无机含硫化合物。在此范围内的无机含硫化合物还具备良好的加工性能，在低烟密度塑料组合物的制备过程中，不会出现发泡或气纹等现象，其也具有更佳的降低烟密度和CO含量的效果。

其中，所述抑烟剂由无机含硫化合物单独组成，所述无机含硫化合物为硫酸钠、硫酸钾、硫酸铝、硫酸镁、硫酸氢钠、硫酸氢钾、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铝、亚硫酸镁、亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾。

其中，所述低烟密度的塑料组合物，所述含硫化合物的用量为占塑料组合物总重量的1~50%。

其中，所述的低烟密度的塑料组合物，所述含硫化合物的用量为占塑料组合物总重量的5~35%。

其中，所述低烟密度的塑料组合物，所述塑料组合物中的塑料为热固性塑料或热塑性塑料。

所述热固性塑料包括但不限于环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯树脂；

所述热塑性塑料包括但不限于聚酰胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

所述低烟密度的塑料组合物的制备方法，当所述塑料为热塑性塑料时，在挤出共混阶段加入无机含硫化合物，挤出得到塑料组合物；

当所述塑料为热固性塑料时，在塑料需要进行固化时，加入无机含硫化合物，然后再进行固化，得到塑料组合物。

含硫化合物作为抑烟剂在制备低烟密度塑料中的应用。

所述的低烟密度的塑料组合物可以应用于各种对塑料组合物阻燃性能有高要求的场合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：