[發明專利]一種聚乙烯用無鹵膨脹型阻燃劑

無效

• 申請號: 200610112928.4
• 申請日: 2006-09-13
• 公開（公告）號: CN101143944A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 逯翠霞;嚴金榮;安彥杰;李冬霞;張瑞;孟凡瑞;何書艷;李廣東;吳林美;鄒恩廣;姜進憲;李洪濤;王熺;張懷志;趙晶瑩;袁宗輝
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K5/521;C08K5/54;C08K5/09;C08K3/32
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 金杰

技術領域

本發明涉及一種聚烯烴用阻燃劑，特別涉及一種聚乙烯用無鹵膨脹型阻燃劑。

背景技術

聚乙烯質輕、無毒，具有優異的介電性能、化學穩定性和抗腐蝕等優點，且價格低廉，成型加工容易，可廣泛應用于電線電纜、穿線管、汽車、機械等行業。但是由于它氧指數低，易燃，且燃燒時產生大量的熱，而且熔滴非常嚴重，極易傳播火焰，引發大的火災。因而，對聚乙烯進行阻燃化處理就顯得尤為重要。目前，阻燃劑主要分為無機阻燃劑、含鹵有機阻燃劑和膨脹型阻燃劑。

無機阻燃劑由于添加量大(一般為50％(wt)～70％(wt))，因此對樹脂的加工性能的影響較大。

傳統的阻燃方法，即加入含鹵有機阻燃劑得到的制品，在燃燒時發煙量大，而放出有毒的氣體，給消防工作及環境帶來很大的影響。自1986年以來，阻燃領域內開展了多溴二苯醚類阻燃劑的毒性與環境問題的爭議一即所謂Dioxin問題之爭，促進了十溴二苯醚新型替代產品的研究與開發。據2002年6月出版的美國FRCA?Newsletter報道，歐洲議會各成員國在復議是否禁用八溴二苯醚的問題之后認為，盡管官方對八溴二苯醚的危險性評估尚未正式完成，但已取得的評估結果表明八溴二苯醚對人類健康和環境具有一定的危害性，必須禁用。阻燃劑的無鹵化、抑煙及減毒已成為當前和今后阻燃領域的前沿課題。盡管目前人們對某些溴系阻燃劑(特別是多溴二苯醚)的應用前景及危害程度尚未完全取得共識，但性能優異的溴系和磷系阻燃劑仍在不斷地從實驗室走向市場。與此同時，人們對金屬氧化物及其他協效劑、有機硅系和三嗪系阻燃劑及反應型阻燃單體的開發和應用也倍加重視，特別是有機磷阻燃單體在阻燃塑性聚酯或滌綸中的應用研究更為活躍，有的已經實現了工業規模應用。

鑒于目前阻燃材料呈低煙、少毒、無鹵化的發展趨勢及對環境保護的重視，迫切需要研究無鹵阻燃聚乙烯。膨脹型阻燃劑IFR(Intumescent?Flame?Retardant)就是新型無鹵阻燃劑的代表之一。現已成為20世紀90年代以后阻燃劑開發和應用最為活躍的領域之一。它是以磷、氮為主要成分的阻燃劑，不含鹵，不需與氧化銻并用。被阻燃的高聚物受熱時，表面能生成一層均勻的膨脹炭層，此層阻燃(炭的極限氧指數達60％)、隔熱、隔氧，生煙量少，也不易形成有毒和腐蝕性氣體，并能防止熔滴生成，具有良好的阻燃性能，被譽為阻燃技術的一次革命，是一種非常有發展前途的新型阻燃劑。

在現有技術中，CN1341669A介紹了氫氧化鎂與偶聯劑、潤滑劑進行復配形成的阻燃劑，在聚乙烯中的加入量達到60％；《聚乙烯用無鹵膨脹型阻燃劑的合成及性能》中介紹了用PTPC于APP按質量比為2∶1時加入到LDPE中，當添加量達到30％(wt)時，氧指數達到27.0；US4966931介紹了選用聚磷酸銨或用三聚氰胺改性的聚磷酸銨、1，3，5-三嗪衍生物組成膨脹型無鹵阻燃劑阻燃聚丙烯或聚乙烯。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種具有環境友好、無污染，同時阻燃效果良好的阻燃劑，相比現有的阻燃劑，能夠降低成本，同時對阻燃的聚乙烯的加工性能沒有影響。

一種聚乙烯用無鹵膨脹型阻燃劑，由季戊四醇磷酸酯、多聚磷酸銨、潤滑劑、偶聯劑和成炭促進劑復配而成，阻燃劑中各組分占阻燃劑總重的百分比為，

季戊四醇磷酸酯???14％～88％、

多聚磷酸銨???????11％～85％、

潤滑劑???????????0.1％～2％、

偶聯劑???????????0.1％～2％、

成炭促進劑???????0.1％～5％；

其中，季戊四醇磷酸酯的結構式為：

多聚磷酸銨的結構式為：

式中：1000<n<5000。

潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅或硬脂酸鈣。偶聯劑為硅烷類物質。可以為γ—縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或鈦酸酯偶聯劑。成炭促進劑為SiO₂、TiO₂、或PA-6，PA-6為尼龍6。阻燃劑中季戊四醇磷酸酯的重量百分比優選35％～80％。多聚磷酸銨的重量百分比優選25％～75％。潤滑劑的重量百分比優選0.5％～2％。阻燃劑中偶聯劑的重量百分比優選0.5％～2％。成炭促進劑的重量百分比優選0.1％～2％。

本發明的阻燃劑采用如下方法制備而成：

首先將季戊四醇磷酸酯、多聚磷酸銨進行烘干、使水含量<0.2％(wt)，然后進行粉碎，使其粒徑<35μm。