[發明專利]一種無機氫氧化物阻燃高密度聚乙烯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210157048.4
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102675716A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 石彥民;王愛國;王龍
• 申請（專利權）人: 青島國恩科技股份有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/28;C08K3/22
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 崔濱生

技術領域

本發明涉及材料，具體地說，涉及一種無機氫氧化物阻燃高密度聚乙烯材料及其制備方法。

背景技術

HDPE(高密度聚乙烯)具有優異的綜合性能：良好的耐環境應力開裂，耐疲勞，高抗沖等。但HDPE的氧指數低屬于易燃高分子材料，在使用和研究等領域存在很大的局限性，遇熱和放電過程中極易燃燒。通過加入阻燃劑以達到阻燃目的。阻燃劑大致分為鹵素阻燃劑和無鹵阻燃劑兩種。溴系阻燃劑是鹵素阻燃劑中使用最廣阻燃性高的一類，對產品的物理與機械性能影響小。但是鹵素阻燃劑存在的缺陷是，在燃燒時產生大量煙霧及含鹵的有毒、有害氫化物氣體，造成二次災害甚至危及人們的生命及財產安全。

無鹵阻燃劑主要包括無機氫氧化物阻燃劑、無機磷系阻燃劑、氧化銻阻燃劑、鉬化合物等。其中氫氧化鋁在無鹵阻燃劑中的消耗量最大。無機氫氧化物阻燃劑材料在燃燒時阻燃劑受熱分解產生水分子，并吸收大量潛熱使聚合物降解成低分子的速度減慢，減少了可燃氣體的產生，達到阻燃效果。其中Al(OH)₃阻燃劑發展迅速廣泛應用于各種材料，涂料、聚烯烴及部分橡膠制品中。我國已逐步開始研制和生產高效的Al(OH)₃阻燃劑。Mg(OH)₂比同類無鹵阻燃劑的抑煙效果更好，適應性強能廣泛應用于聚烯烴、共聚物中。Mg(OH)₂的阻燃抑煙性能、熱穩定性等都高于目前使用量最大的Al(OH)₃阻燃劑。

該阻燃體系作為無機粉狀填料加入到材料中無機相與高分子材料相容性差，添加阻燃劑的量越多阻燃效果越好。但是其不足是，可能引起材料的力學性能降低，大量填充能降低材料的強度和韌性等機械性能，同時阻燃材料體系的黏度會很大，對成型加工過程造成很大困難。為確保材料的阻燃效果和力學性能應添加相應量的偶聯劑、分散劑等助劑。偶聯劑鈦酸酯能增大兩相界面的相互作用力提高相容性。

相關的中國專利號：200810218493，該專利申請的名稱為一種低煙無鹵高效阻燃劑，技術方案是，各組分的含量(重量百分比)：偶聯劑1.5％，復合增效劑10％，有機硅5％，復合無機阻燃劑75％，消煙劑8.5％。該專利申請說明稱，它與聚烯烴類材料相溶性好，對聚烯烴類材料本有的伸長率和抗張強度影響較小，低煙無鹵，絕緣性能、機械性能、阻燃效果優良。廣泛用于電線電纜絕護緣套材料。

上述技術方案達到材料在燃燒時低煙無毒的目的廣泛用于PVC、電線電纜絕護緣套材料。但是存在的不足是，添加的有機硅和消煙劑會提高材料的生產成本，消煙劑的加入也在一定程度上影響材料的性能限制了材料的使用范圍。

發明內容

本發明提供了一種無機氫氧化物阻燃高密度聚乙烯材料及其制備方法，在符合歐盟ROSE環保標準的基礎上，不使用有機硅和消煙劑，保持了材料的綜合性能，達到無煙阻燃的目的。

本發明的目的是，在保證HDPE機械性能的基礎上，用無機氫氧化物(無鹵阻燃劑)代替溴系阻燃劑。使其符合綠色無鹵的要求，阻燃等級達到UL?94-V0級。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案是，一種無機氫氧化物阻燃高密度聚乙烯材料，所述材料按重量份數稱?。焊呙芏染垡蚁?0～70份、Al(OH)₃?20～40份、Mg(OH)₂?10～20份、偶聯劑0.1～0.3份、分散劑15～20份、氯化聚乙烯0.1～0.2份，抗氧劑0.1份。

所述偶聯劑是鈦酸酯或硅烷偶聯劑中的至少一種。

所述分散劑是乙撐基雙硬脂酰胺(EBS)、硬脂酸單甘油酯(GMS)，或三硬脂酸甘油酯(HTG)中的至少一種。

所述抗氧劑是抗氧劑1010、168或UV-2908中的至少一種。

一種無機氫氧化物阻燃高密度聚乙烯材料的制備方法，所述方法按照下述步驟進行：

①、將高密度聚乙烯、Al(OH)₃和Mg(OH)₂按規定量加入高速混合機初混；

②、將偶聯劑、分散劑、氯化聚乙烯和抗氧劑按規定量加入高速混合機中，使高速混合機升溫加熱，溫度范圍為55-110℃；

③、加熱10-20分鐘后，高速混合機停機冷卻至室溫后；

④、加入雙螺桿擠出機擠出、造粒。