包含粉狀活性炭的膨脹聚烯烴制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及包含粉狀活性炭(PAC)的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒及包含PAC和位阻胺醚阻燃劑的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒、以及用于制備預(yù)膨脹聚烯烴顆粒的方法。用于產(chǎn)生預(yù)膨脹聚烯烴的方法包括提供包含粉狀活性炭的聚烯烴聚合物微粒；在5至50巴的壓力和100至170℃的溫度下用水性懸液中的揮發(fā)性發(fā)泡劑浸漬所述聚烯烴聚合物微粒；以及減壓至大氣壓力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】包含粉狀活性炭的膨脹聚烯烴本專利技術(shù)涉及包含粉狀活性炭(按照首字母縮寫常稱為PAC)的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒。優(yōu)選地，聚烯烴的主構(gòu)成單體是丙烯，因此，本專利技術(shù)的優(yōu)選產(chǎn)品是一類膨脹聚丙烯(EPP)。本專利技術(shù)還涉及包含PAC和位阻胺醚阻燃劑(sterically hindered amine etherflame retardant)的預(yù)膨脹聚烯烴。本專利技術(shù)涉及一種制備本專利技術(shù)預(yù)膨脹聚烯烴顆粒的方法，并且還涉及由此得到的模制品。
技術(shù)介紹
發(fā)泡聚丙烯樹脂(EPP)模制品的典型性質(zhì)是與制品重量有關(guān)的高水平結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、優(yōu)越的耐化學(xué)性、耐熱性、耐沖擊性和壓縮后的畸變速率。因此，EPP被廣泛用于多個(gè)
中，例如緩沖包裝材料、可回收容器、絕緣材料或汽車的保險(xiǎn)杠芯、側(cè)沖擊能量吸收器和地面材料、建筑材料以及裝置和器具中的零件等。但是，發(fā)泡聚烯烴樹脂模制品具有易燃的缺點(diǎn)，因?yàn)榫郾┰谥饡r(shí)不僅充當(dāng)燃料，而且每個(gè)EPP發(fā)泡顆粒都包含空氣，因而充當(dāng)氧氣來(lái)源，從而維持并支援火。近年來(lái)，強(qiáng)烈要求產(chǎn)品(例如汽車零件、建筑材料以及裝置和器具中的塑料零件)具有耐燃性或自熄性。更具體地，這些產(chǎn)品需要根據(jù)其應(yīng)用滿足具體耐燃性要求。多個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)描述了多個(gè)測(cè) 試來(lái)評(píng)價(jià)這些產(chǎn)品的燃燒行為。例如，IS03795或FMVSS標(biāo)準(zhǔn)第572.302章描述了測(cè)定公路用車內(nèi)部材料可燃性的方法。兩種測(cè)試的結(jié)果是材料水平燃燒速率(horizontal burning rate)的值。此外，UL94標(biāo)準(zhǔn)第12段描述了“水平燃燒發(fā)泡材料測(cè)試(Horizontal BurningFoamed Materials Test) ”,這是一種評(píng)價(jià)用于非結(jié)構(gòu)應(yīng)用中裝置和器具零件的塑料發(fā)泡材料燃燒行為的測(cè)試方法。如果材料的測(cè)試結(jié)果遵守某一標(biāo)準(zhǔn)，則得到“HBF”、“HF-2”或“HF-1 ”等級(jí)，其指示其耐火性水平。作為將耐燃性賦予聚烯烴樹脂模制品的方法，有多種已知方法，如JP-A-3-269029、 JP-A-5-331310、 JP-A-7-238178、 JP-A-3-269029、 JP-A-5-331310、JP-A-7-238178、JP-A-4-363341、JP-A-6-192465、JP-A-7-309967、JP-A-10-147661、JP-A-9-227711 和 W02003/048239A 中所述。另一方面，為了滿足關(guān)于燃燒行為的要求，已鑒定了多種阻燃添加劑以賦予塑性產(chǎn)品耐燃性，如鹵化物化合物、磷化合物、金屬氫氧化物等。但是，許多阻燃添加劑具有嚴(yán)重的缺陷。例如，包含鹵化物阻燃添加劑的塑性樹脂產(chǎn)品在燃燒期間可產(chǎn)生有害氣體。此外，磷化合物和金屬氫氧化物在其中將預(yù)膨脹顆粒填充到模具中并通過(guò)蒸氣加熱使其融為一體的模內(nèi)發(fā)泡工藝(in-mold foaming process)中抑制預(yù)膨脹顆粒的良好熔融粘附。尤其是，這些化合物難以實(shí)現(xiàn)良好的表觀并且它們?cè)诔杀竞驮傺h(huán)的角度上不利。USP6822023公開(kāi)了由包含聚烯烴樹脂和位阻胺醚阻燃劑的樹脂組合物制成的阻燃聚烯烴預(yù)膨脹顆粒，其可被模塑成具有良好可塑性，得到具有優(yōu)良耐燃性并且在燃燒時(shí)不產(chǎn)生有害氣體的模內(nèi)發(fā)泡制品。JP-2003053333證明，即使僅有少量的阻燃劑內(nèi)容物并且盡管將炭黑用作著色劑，這種所述位阻胺醚阻燃劑也賦予聚烯烴樹脂膨脹顆粒優(yōu)良的阻燃作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
出乎意料地發(fā)現(xiàn)，并且這是本專利技術(shù)的基礎(chǔ):將粉狀活性炭(PAC)引入膨脹(發(fā)泡)聚烯烴例如膨脹聚丙烯(EPP)中增加了耐燃性，降低了水平燃燒速率。粉狀活性炭(PAC)是表面積異常高(超過(guò)500m2/g)的材料，它通過(guò)碳基材料(如木材、堅(jiān)果外殼、泥煤或煤)的熱解，任選地與化學(xué)活化或氧化組合得到。PAC的典型粒徑為1—150 μ m0炭黑是通過(guò)油爐法(oil furnace process)由液態(tài)芳香徑的不完全燃燒產(chǎn)生的材料。初級(jí)炭黑顆粒的平均直徑范圍為8至300納米。在熔爐中，這些初級(jí)炭黑顆粒聚結(jié)形成較大的三維結(jié)構(gòu)，稱為初級(jí)聚集體。聚集程度可高可低，分別產(chǎn)生低結(jié)構(gòu)和高結(jié)構(gòu)等級(jí)。炭黑的表面積通常為約100m2/g。本專利技術(shù)人出乎意料地發(fā)現(xiàn)，與粉狀活性炭不同，將炭黑添加到聚烯烴(如聚丙烯)中并不由此賦予預(yù)膨脹顆粒和發(fā)泡制品增強(qiáng)的耐燃性以滿足耐燃性要求。相反地，相對(duì)于沒(méi)有該添加劑的膨脹聚烯烴產(chǎn)品，燃燒行為實(shí)際上惡化了。因此顆粒碳源的簡(jiǎn)單存在不足以增強(qiáng)耐燃性。此外，出乎意料地發(fā)現(xiàn)，將粉狀活性炭(PAC)和位阻胺醚阻燃劑引入膨脹(發(fā)泡)聚烯烴，如膨脹聚丙烯(EPP)中進(jìn)一步增加了耐燃性。優(yōu)選地，所述位阻胺醚阻燃劑是式(I)的化合物: RiNhch2Ch2Ch2Nr2Ch2Ch2Nr3Ch2Ch2Ch2Nhr4 ⑴其中R1和R2是式⑵的均三嗪部分T:本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2010.08.30 US 61/378,149;2011.06.27 US 61/501,4271.一種預(yù)膨脹聚烯烴顆粒，其包含粉狀活性炭(PAC)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒，其中所述預(yù)膨脹聚烯烴顆粒的密度為10至 200g/L。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒，其中所述粉狀活性炭的中值粒徑為I 至 10 μ m。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒，其中所述粉狀活性炭(PAC)的量相對(duì)于100重量％的總組分為0.1至15重量％。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒，其還包含位阻胺醚阻燃劑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒，其中所述位阻胺醚阻燃劑是式(I)的化合物:RiNhch2Ch2Ch2Nr2Ch2Ch2Nr3Ch2Ch2Ch2Nhr4 (I) 其中R1和R2是式⑵的均三嗪部分T:7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒，其中所述阻燃劑的量相對(duì)于100重量％的總組分為0.01至20重量％。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的預(yù)膨脹聚烯烴顆粒，其中所述聚烯烴選自聚丙烯、聚乙烯或乙烯-丙烯共聚...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：皮埃爾·萬(wàn)·拉韋斯特，南希·拉埃韋倫，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：KANEKA比利時(shí)公司，
類型：
國(guó)別省市：