傳統的解決方案是將其制成“阻燃母粒”,即與樹脂載體熔融共混后造粒。但這種方法存在明顯缺陷:為有效造粒,需添加大量(通常>20%)的樹脂載體,這稀釋了有效阻燃成分。結果是為了達到同等阻燃級別,需提高母粒添加量,增加了成本。更關鍵的是,載體樹脂必須與制品基體相容,否則會影響材料性能,導致傳統母粒通用性差,多為“專用料”。
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為攻克這些難題,一種高含量十溴二苯乙烷顆粒化技術應運而生。該技術的核心目標是直接制備出十溴二苯乙烷含量較高(通常≥90%)、通用性強、并能明顯降低粉塵的顆粒狀產品。
技術核心:基于少量助劑的“自粘結”造粒原理
此技術的關鍵在于,它摒棄了依賴大量樹脂作為粘結劑的傳統思路,轉而利用少量功能性助劑,使十溴二苯乙烷粉體自身在特定工藝下產生足夠的粘性,從而實現造粒。
典型配方包含以下組分:
- 主料:細度≥800目的十溴二苯乙烷粉體(占比88%-96%)。
- 核心助劑體系:
- α晶型成核劑(2%-7%):引導材料形成細小均勻的晶體結構,提升產品尺寸穩定性、表面光潔度及力學性能。
- 分散劑(0.5%-3%):如聚乙烯蠟、擴散油。其在加工溫度下熔融,起到初步粘結、潤滑和包裹粉體的作用。
- 鈦酸酯偶聯劑(0.1%-1.5%):增強無機粉體與有機添加劑間的粘結力,并改善顆粒在后續樹脂基體中的分散性。
- 抗氧劑(0.1%-2%):減少加工過程中的熱氧化降解。
標準工藝流程:兩步成型法
高速熱混合:將所有原料投入高速攪拌機,借摩擦生熱使物料升溫至70-110℃。在此過程中,低熔點的分散劑與偶聯劑熔融,充分浸潤并包裹粉體,使混合物產生初步粘連,直至無粉塵飛揚。
熔融擠出造粒:將預混料送入螺桿擠出機(單螺桿、雙螺桿等皆適用),在設定的溫度梯度(通常100-180℃)下進行熔融塑化。螺桿的剪切、混合與壓縮作用使初步粘連被強化,從而使高含量的無機粉體混合物獲得可擠出成型的粘性,**終經口模擠出、冷卻、切粒或壓片,得到顆粒狀成品。
有效成分濃度高:顆粒產品中十溴二苯乙烷含量可達90%以上,溴含量穩定,因此在塑料配方中能以更低的添加量達到阻燃等級(如UL94 V-0),性價比突出。
從源頭降低粉塵:將粉體轉化為顆粒,改善了儲存、運輸、配料及加工過程中的粉塵污染和健康影響,環保效益顯著。
通用性良好:由于顆粒中基本不含特定樹脂載體,不存在與基體樹脂的相容性問題,可作為標準化的“通用型”阻燃劑添加劑,廣泛適用于ABS、HIPS、PP、PE等多種塑料體系,簡化了供應鏈和配方管理。
綜合性能優良:應用測試表明,使用此種顆粒化十溴二苯乙烷制備的阻燃塑料(如ABS、HIPS),在確保V-0級阻燃和維持基本力學強度的同時,材料的斷裂伸長率常有所改善,且成型收縮率明顯降低,對制品尺寸穩定性與物理性能有積極影響。
十溴二苯乙烷的顆粒化技術代表了阻燃劑應用形式的重要進步。它通過創新的助劑配方與加工工藝,在幾乎不引入外來樹脂的情況下,成功將高細度粉體轉化為高濃度、易處理、低粉塵的顆粒。這項技術改善了長期困擾行業的環保與健康問題,其高有效含量和良好的通用性,也為下游塑料制品企業提供了適配性強、使用靈活、性能穩定的阻燃解決方案。