低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法。本發明的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯50%～70%、無機阻燃劑20%～40%、阻燃增效劑5%～10%、相容劑3%～8%、潤滑劑0.5%～2%、偶聯劑0.1%～1%、抗氧劑0.1%～1%、色料0～1%。本發明的有益效果是，與現有技術相比，本發明制得的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料不僅具有較好的阻燃性（氧指數達到28以上），發煙量小，無毒，無熔滴現象等，而且還具有較高的拉伸強度，機械性能穩定，其熱穩定性和水解穩定性進一步改善和提高。
【專利說明】低煙無南阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料【技術領域】，具體地說是一種低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚乙烯(PE)是一種質輕無毒，具有優良的電絕緣性能，耐化學腐蝕性能的熱塑性塑料，它的強度較高，耐寒性好，成型加工方便，被廣泛使用于建筑、交通運輸、電線電纜、化工機械等行業，其中應用于電氣，電纜行業尤甚。但是聚乙烯具有耐燃性差的缺點，它是一種易燃高分子材料，氧指數為17.5。在制作電線電纜時在高壓、發熱等條件下，很容易燃燒引起火災，所以人們對聚乙烯塑料常常采用阻燃處理，使之達到難燃的目的。
[0003]塑料阻燃技術根據阻燃劑的類型可歸納為兩種阻燃方法:一是添加阻燃劑的方法，即在聚合物中添加有效阻燃劑(包括不燃性填料和基材)，使聚合物具有阻燃性；另一種是使用阻燃性聚合物的方法，即用反應型阻燃劑改變聚合物本身的化學結構，使聚合物本身具有阻燃性。聚乙烯的阻燃技術主要是以添加方式為主。國外早期采用含鹵阻燃劑，同時添加協效劑三氧化二銻，其阻燃效果比較好，但發煙量大，還會產生一些有害氣體，這種煙霧和腐蝕性有害氣體不僅腐蝕各種儀器設備，特別是精密儀器，而且防礙消防工作和人員疏散，從而造成所謂的“二次災害”。因此，近年來這類阻燃聚乙烯產量逐年減少。為了達到低煙、低毒阻燃的目的，目前國外大力發展添加型無鹵阻燃技術，即添加氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃劑等，氫氧化鋁和氫氧化鎂阻燃劑受熱時會釋放結晶水，吸收大量熱能，從而抑制聚合物溫度上升，延緩熱分解，降低燃燒速度。此外，脫水分解所產生的水蒸氣，能稀釋可燃性氣體，從而起到阻燃效果。在美國這類無機阻燃劑的用量大約占阻燃劑總量的一半以上，它們具有無毒、不揮發、不析出、價廉、資源豐富、不產生腐蝕性氣體、發煙量少等優點，但是它們也存在著一些缺點，一 是這類阻燃劑與聚乙烯之間的相容性差，起不到增強作用；二是它們的分解溫度相對較低，加工工藝受到一定限制；三是填充量較高，會降低聚乙烯的加工性能及各種物性指標。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種具有較好阻燃性能和較高拉伸強度的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為:聚乙烯50%~70%、無機阻燃劑20%~40%、阻燃增效劑5%~10%、相容劑3%~8%、潤滑劑0.5%~2%、偶聯劑0.1%~1%、抗氧劑0.1%~1%、色料O~1%。
[0006]所述的無機阻燃劑為氫氧化鋁或氫氧化鎂。
[0007]所述的 阻燃增效劑為微膠囊化紅磷。
[0008]所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、馬來酸酐接桿乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、三元乙丙橡膠-馬來酸酐接枝物(EPDM-g-MAH)中的一種。
[0009]所述的潤滑劑為聚乙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、TAS-2A、乙撐雙硬酯酰胺(EBS)中的一種。
[0010]所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁鈦復合偶聯劑中的一種。
[0011]所述的抗氧劑為受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物。
[0012]上述的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟:
(O按重量配比稱取無機阻燃劑和偶聯劑，加入高速混合器中混合均勻，溫度為100°C~120°C，混合時間為10~30分鐘，得到表面活化處理好的無機阻燃劑，然后加入按重量配比稱取的聚乙烯、阻燃增效劑、相容劑、潤滑劑、抗氧劑和色料，在100°C~120°C溫度下繼續混合15~20分鐘；
(2)將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，即得本發明的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料。
[0013]本發明的有益效果是，與現有技術相比，本發明制得的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料不僅具有較好的阻燃性(氧指數達到28以上)，發煙量小，無毒，無熔滴現象等，而且還具有較高的拉伸強度，機械性能穩定，其熱穩定性和水解穩定性進一步改善和提高。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0015]實施例1:
一種低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為:聚乙烯54%、氫氧化鋁30%、微膠囊化紅磷8%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA) 5%、聚乙烯蠟1.5%、硅烷偶聯劑0.5%、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物0.6%、色料0.4%ο
[0016]制備方法:(1)按重量配比稱取氫氧化鋁和硅烷偶聯劑，加入高速混合器中混合均勻，溫度為100°c~120°C，混合時間為10~30分鐘，得到表面活化處理好的氫氧化鋁，然后加入按重量配比稱取的聚乙烯、微膠囊化紅磷、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、聚乙烯蠟、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物和色料，在100°C~120°C溫度下繼續混合15~20分鐘；(2)將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，即得本發明的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料。
[0017]實施例2:
一種低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為:聚乙烯70%、氫氧化鎂20%、微膠囊化紅磷5%、馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH) 3%、OP蠟1%、鈦酸酯偶聯劑
0.5%、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物0.2%、色料0.3%。
[0018]制備方法:(1)按重量配比稱取氫氧化鎂和鈦酸酯偶聯劑，加入高速混合器中混合均勻，溫度為100°C~120°C，混合時間為10~30分鐘，得到表面活化處理好的氫氧化鎂，然后加入按重量配比稱取的 聚乙烯、微膠囊化紅磷、馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、OP蠟、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物和色料，在100°C~120°C溫度下繼續混合15~20分鐘；(2)將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，然后 擠出、冷卻、造粒、干燥，即得本發明的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料。
【權利要求】
1.一種低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，其組分按質量百分數配比為--聚乙烯50%~70%、無機阻燃劑20%~40%、阻燃增效劑5%~10%、相容劑3%~8%、潤滑劑0.5%~2%、偶聯劑0.1%~1%、抗氧劑0.1%~1%、色料O~1%。
2.根據權利要求1所述的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的無機阻燃劑為氫氧化鋁或氫氧化鎂。
3.根據權利要求1所述的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的阻燃增效劑為微膠囊化紅磷。
4.根據權利要求1所述的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、馬來酸酐接桿乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、三元乙丙橡膠-馬來酸酐接枝物(EPDM-g-MAH)中的一種。
5.根據權利要求1所述的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的潤滑劑為聚乙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、TAS-2A、乙撐雙硬酯酰胺(EBS)中的一種。
6.根據權利要求1所述的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁鈦復合偶聯劑中的一種。
7.根據權利要求1所述的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物。
8.根據權利要求1所述的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:` (O按重量配比稱取無機阻燃劑和偶聯劑，加入高速混合器中混合均勻，溫度為100°C~120°C，混合時間為10~30分鐘，得到表面活化處理好的無機阻燃劑，然后加入按重量配比稱取的聚乙烯、阻燃增效劑、相容劑、潤滑劑、抗氧劑和色料，在100°C~120°C溫度下繼續混合15~20分鐘； (2)將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，即得本發明的低煙無鹵阻燃聚乙烯復合材料。
【文檔編號】C08K9/06GK103881203SQ201210561444
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月21日 優先權日:2012年12月21日
【發明者】不公告發明人 申請人:青島欣展塑膠有限公司