[發明專利]一種無鹵阻燃交聯聚乙烯及其制備方法

無效

• 申請號: 201110238318.X
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102321291A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 何敏;徐定紅;秦舒浩;于杰;羅筑;魯圣軍;劉渝;張峰;雷震剛;明星星;粟多文;張家寶
• 申請（專利權）人: 貴州凱科特材料有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K13/02;B29B9/06
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 程新敏;顧書玲

技術領域

本發明涉及阻燃聚乙烯技術領域，特別是涉及一種無鹵阻燃交聯聚乙烯及其制備方法。

背景技術

交聯聚乙烯具有優良的電絕緣性、耐低溫性、優異的化學穩定性和介電性能，在包裝材料、管道、家電、汽車配件及電線電纜中得到廣泛的應用。隨著人們對塑料產品性能要求的提高，阻燃交聯聚乙烯的研究和應用也得到迅速地發展。以前，阻燃交聯聚乙烯的研究多采用含鹵的阻燃劑，雖然阻燃效果好、添加量低，但在阻燃過程中發煙量大，且放出有毒、有腐蝕性的鹵化氫氣體，容易造成二次災害，隨著消防及安全環保概念的提高，在使用中受到限制，為了降低危害性，國內外開始對低煙、低毒的交聯聚乙烯進行研究。

常用的無鹵阻燃劑有紅磷、磷-氮系膨脹阻燃劑以及無機氫氧化物等，國內對無鹵阻燃交聯聚乙烯的研究，多采用紅磷母粒、聚磷酸銨、Al(OH)₃、Mg?(OH)₂作為阻燃劑。紅磷母粒添加量小，阻燃效率高，但材料燃燒產生的煙氣具有腐蝕性，對人體和設備有害；聚磷酸銨無毒環保，Al(OH)₃、?Mg(OH)₂可阻燃、抑煙、填充，且無毒、無腐蝕、穩定性好、不揮發、價格低廉、來源廣泛，但上述無鹵阻燃劑添加到交聯聚乙烯中，易團聚，在基體中的分散效果較差，同時材料如需達到較高阻燃等級時，其添加量很大，嚴重影響材料力學性能，特別是抗沖擊強度下降顯著。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有無鹵阻燃交聯聚乙烯中阻燃劑易團聚、添加量大、力學性能差的缺陷，提供一種無鹵阻燃交聯聚乙烯及其制備方法，該交聯聚乙烯的阻燃效果好、生煙量小、抗沖擊性能和抗靜電性能較好、綜合力學性能優異。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

????按照重量份計算，本發明無鹵阻燃交聯聚乙烯是由交聯聚乙烯7～11份、聚乙烯45～65份、高效氮磷阻燃劑15～40份、增韌劑3～5份、抗靜電劑0.2～0.5份和固體填料4～7份制備而成。

優選的，上述無鹵阻燃交聯聚乙烯是由交聯聚乙烯7.9～10.3份、聚乙烯47.2～60.6份、高效氮磷阻燃劑18～36份、增韌劑3.6～4.8份、抗靜電劑0.3～0.4份和固體填料4.8～6.1份制備而成。

優選的，前述無鹵阻燃交聯聚乙烯中所用的高效氮磷阻燃劑為EPFR-100D、增韌劑為聚烯烴彈性體、抗靜電劑為十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽、固體填料為滑石粉。

本發明還提供了前述無鹵阻燃交聯聚乙烯的優選制備方法：將原料交聯聚乙烯、聚乙烯、高效氮磷阻燃劑、增韌劑、抗靜電劑和固體填料置于混合機中混合均勻，混合好的原料采用雙螺桿擠出機擠出并水冷切粒，即得。

上述制備方法中所用的雙螺桿擠出機為真空排氣式平行同向雙螺桿擠出機，溫度為140～190℃。

上述技術方案是經過如下的實驗篩選出來的：

實驗方法：將不同添加質量分數稱取交聯聚乙烯、聚乙烯、高效氮磷無鹵阻燃劑EPFR-100D、增韌劑POE、抗靜電劑十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽和填料滑石粉，在高混機中混合均勻，然后將混合好的原料在180～190℃真空排氣式平行同向雙螺桿擠出機中擠出，水冷切粒。

1、原料高效氮磷無鹵阻燃劑EPFR-100D添加質量分數的選擇

當配方中添加交聯聚乙烯8～13份、聚乙烯47～77份、增韌劑3.2～6.0份、抗靜電劑0.25～0.45份和固體填料4.6～7.5份時，依照表1改變高效氮磷阻燃劑添加分數。

表1

高效氮磷無鹵阻燃劑EPFR-100D添加質量分數小于18%時，材料未達到垂直阻燃等級。因此，優選原料高效氮磷無鹵阻燃劑EPFR-100D添加質量分數為18%～36%。

2、原料增韌劑POE添加質量分數的選擇

當配方中添加交聯聚乙烯8～13份、聚乙烯47～77份、高效氮磷阻燃劑0～36份、抗靜電劑0.25～0.45份和固體填料4.6～7.5份時，依照表2改變增韌劑添加分數。

表2

增韌劑POE添加質量分數大于5.1%時，材料彎曲模量過低。因此，優選原料增韌劑POE添加質量分數為3.2%～5.1%。

3、原料填料滑石粉添加質量分數的選擇

當配方中添加交聯聚乙烯8～13份、聚乙烯47～77份、高效氮磷阻燃劑0～36份、抗靜電劑0.25～0.45份和增韌劑3.2～6.0份時，依照表3改變滑石粉添加分數。

表3