[發(fā)明專利]無鹵阻燃聚乙烯材料的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810022522.6
• 申請日: 2008-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN101649081A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸小義;徐振明;林龍;張寶強(qiáng);傅勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石化揚(yáng)子石油化工有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/06
• 分類號(hào): C08L23/06;C08K13/02;B29B7/00;B29B9/06;G02B6/44;C08L23/08;C08L51/06;C08K3/32;C08K5/053;C08K3/34;C08K3/38;B29K23/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 湯志武;王鵬翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃聚乙烯材料的制造方法，屬于高分子新材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

塑料電線電纜的阻燃問題越來越重要，尤其是汽車、船舶、海上采油平臺(tái)等許多現(xiàn)代化設(shè)施中使用的電纜，阻燃要求更高。但除了四氟乙烯等幾種塑料電纜外，其余的塑料幾乎不阻燃，都需經(jīng)過阻燃化處理。為了提高電線電纜的阻燃性能，一般均采用添加含有鹵素的鹵化物和三氧化二銻，這些阻燃劑的缺點(diǎn)是燃燒時(shí)發(fā)煙量大，產(chǎn)生有毒、有害、有強(qiáng)烈腐蝕性的鹵化物。為了達(dá)到低煙低毒阻燃的目的，國內(nèi)外許多專家都致力于低煙低鹵阻燃材料的開發(fā)。無鹵阻燃材料在近幾年得到了迅速發(fā)展，如英國BP公司、美國的UCC公司、日本的大日本油墨公司等都有相應(yīng)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，他們通常是在不含鹵素的電纜材料中添加氫氧化鋁[Al(OH)₃]或氫氧化鎂[Mg(OH)₂]等無機(jī)阻燃劑。由于Al(OH)₃或Mg(OH)₂等無機(jī)阻燃劑需要添加100％～120％(占基料質(zhì)量份數(shù))才達(dá)到一定阻燃要求，而無機(jī)阻燃劑的大量添加則大幅度降低材料的機(jī)械性能。研究表明，材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、柔性等均隨Mg(OH)₂的用量增加而逐漸降低，尤其在高添加量下，材料的力學(xué)性能大幅度下降。另一種無鹵阻燃體系是聚磷酸銨(APP)阻燃體系，聚磷酸銨阻燃體系的關(guān)鍵是要最大限度地提高膨脹炭層的質(zhì)量。該阻燃體系中酸源是APP，它兼具有發(fā)泡源的作用；炭源是季戊四醇(PER)。為了改善成炭質(zhì)量，在阻燃劑中加入了成炭促進(jìn)劑(ZEO)和阻燃協(xié)效劑硼酸鋅。為了達(dá)到一定的阻燃效果，需要在聚合物中加人一定量的APP系阻燃劑。阻燃劑的添加使聚合物的熔體粘度增加。在加工時(shí)，如果聚合物熔體粘度較大，很難使共混物混合均勻、阻燃劑粒子徹底被聚合物“潤濕”，從而造成材料力學(xué)性能大幅度下降，阻燃效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種無鹵阻燃聚乙烯材料的制造方法，可以降低阻燃體系的阻燃劑添加量，在保證阻燃效果的同時(shí)保證材料的力學(xué)性能。

本發(fā)明所述無鹵阻燃聚乙烯材料的制造方法如下：以質(zhì)量計(jì)，以50-70％的聚烯烴為基料，加入30-50％的無鹵阻燃劑，0.2-0.5％抗氧劑和0.5-1.5％加工助劑，經(jīng)布斯捏合機(jī)熔融混合后擠出造粒得到無鹵阻燃聚乙烯材料；以聚烯烴基料質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述聚烯烴基料包括50-70％的高密度聚乙烯(HDPE)、10-30％的線性低密度聚乙烯(LLDPE)、5-20％的乙烯-辛烯共聚物彈性體(POE)和5-20％的馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物彈性體(MAH-g-POE)；以無鹵阻燃劑的質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述無鹵阻燃劑包括70-90％的聚磷酸銨/季戊四醇復(fù)配阻燃劑、5-20％的成炭促進(jìn)劑沸石(ZEO)和5-10％的阻燃協(xié)效劑硼酸鋅；以聚磷酸銨/季戊四醇復(fù)配阻燃劑的質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述聚磷酸銨/季戊四醇復(fù)配阻燃劑中的聚磷酸銨占65-85％，季戊四醇占15-35％。

所述抗氧劑選自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、(2，4二叔丁基苯基)亞磷酸三酯(抗氧劑168)、硫代二丙酸雙十八酯(抗氧劑DSTP)、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)-均-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)三酮(抗氧劑3114)或兩種或兩種以上復(fù)合物。

所述加工助劑選自聚乙烯蠟(軟化點(diǎn)≥100℃)、硬脂酸及其鹽、含氟聚合物加工助劑、有機(jī)硅，或兩種或兩種以上復(fù)合物。

將所述基料、抗氧劑和加工助劑置于攪拌機(jī)中混合均勻，所述無鹵阻燃劑置于攪拌機(jī)中混合均勻，然后將所述基料加入布斯捏合機(jī)粒料加料器，將所述無鹵阻燃劑加入布斯捏合機(jī)粉料加料器，同時(shí)按上述比例勻速加料，然后在如下的工藝條件下進(jìn)行熔融擠出，經(jīng)水冷卻風(fēng)干后切粒。捏合機(jī)的各區(qū)溫度設(shè)定為：各區(qū)溫度：1區(qū)160-170℃，2區(qū)180-190℃，3區(qū)200-210℃，4區(qū)200-210℃，5區(qū)200-210℃，輸送區(qū)200-210℃，模頭區(qū)200-210℃；主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速150-250rpm，輸送螺桿轉(zhuǎn)速30-50rpm。