[發明專利]納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料

無效

• 申請號: 201210561092.1
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103881198A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 青島欣展塑膠有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K13/06;C08K13/04;C08K7/06;C08K3/04;C08K3/22;C08K3/32;C08K5/3492;C08K3/38;C08K5/12
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技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料。

背景技術

聚乙烯是一種質輕無毒，具有優良的電絕緣性能和耐化學腐蝕性能的熱塑性材料，其價格低廉，成型加工容易，廣泛應用于電器、化工、食品、機械等行業。但聚乙烯有耐燃性差和強度不足的缺點，它是一種易燃高分子材料，氧指數為17.5，在高壓、發熱等條件下很容易燃燒引起火災，所以對聚乙烯材料常常需要予以阻燃改性處理，使之達到難燃的目的；另一方面，將納米碳纖維增強聚乙烯材料具有其優異的力學性能和獨特的優點。納米碳纖維是一種新型亞微米增強材料，具有較高的強度和楊氏模量，較好的導電、導熱及熱穩定性以及極好的表面尺寸效應等，因而受到了人們極大的關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有優異力學性能和較高阻燃性能的納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯50%～80%、納米碳纖維3%～15%、阻燃劑12%～30%、阻燃增效劑4%～8%、分散劑0.1%～2%、抗氧劑0.1%～1%、增塑劑0.1%～1%、色料0.1%～1%。

所述的納米碳纖維為以烯烴為碳源而制成直徑在50nm～200nm的納米碳纖維。

所述的阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、聚磷酸胺阻燃劑、聚氨酯阻燃劑、磷酸酯阻燃劑、聚硅氧烷阻燃劑、三聚氰胺阻燃劑中的一種。

所述的阻燃增效劑為硼酸鋅或微膠囊化紅磷。

所述的分散劑為聚乙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、乙撐雙硬酯酰胺（EBS）中的一種。

所述的抗氧劑為受阻酚抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物。

所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二（2-乙基已酯）或鄰苯二甲酸二正丁酯。

上述的納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料的制備方法為：按重量配比稱取各組份、并加入轉速在1000轉/分鐘以上的高速混合機中充分混合15～30分鐘，然后將混合好的物料加入雙螺桿擠出機充分熔融共混，熔融溫度控制在180℃～230℃，螺桿轉速為120～600轉/分鐘，通過雙螺桿擠出機的剪切、混煉10～15分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，即得本發明的納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料。

本發明的有益效果是，與現有技術相比，本發明制得的納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料，不僅具有高強度、高剛度、高耐熱性能和加工性能，而且還顯著提高抗靜電能力，同時具有良好的無鹵阻燃性（氧指數為30以上），達到UL94-0阻燃級標準，其阻燃高效、持久、低煙、無毒、防熔滴和環境友好，可滿足人們對阻燃的嚴格要求，因此具有優異的綜合性能和實用價值，可廣泛應用于國防軍工及民用工業等領域。

具體實施方式

下面結合具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。

實施例1：

一種納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯64%、納米碳纖維8%、氫氧化鋁20%、微膠囊化紅磷5%、聚乙烯蠟1.5%、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物0.5%、鄰苯二甲酸二（2-乙基已酯）0.4%、色料0.6%。其中，所述的納米碳纖維為以烯烴為碳源而制成直徑在50nm～200nm的納米碳纖維。

制備方法：按重量配比稱取各組份、并加入轉速在1000轉/分鐘以上的高速混合機中充分混合15～30分鐘，然后將混合好的物料加入雙螺桿擠出機充分熔融共混，熔融溫度控制在180℃～230℃，螺桿轉速為120～600轉/分鐘，通過雙螺桿擠出機的剪切、混煉10～15分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，即得本發明的納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料。

實施例2：

一種納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯50%、納米碳纖維15%、聚硅氧烷阻燃劑25%、硼酸鋅6%、乙撐雙硬酯酰胺（EBS）2%、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物0.5%、鄰苯二甲酸二正丁酯0.5%、色料1%。其中，所述的納米碳纖維為以烯烴為碳源而制成直徑在50nm～200nm的納米碳纖維。

制備方法：按重量配比稱取各組份、并加入轉速在1000轉/分鐘以上的高速混合機中充分混合15～30分鐘，然后將混合好的物料加入雙螺桿擠出機充分熔融共混，熔融溫度控制在180℃～230℃，螺桿轉速為120～600轉/分鐘，通過雙螺桿擠出機的剪切、混煉10～15分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，即得本發明的納米碳纖維增強和具有阻燃改性的聚乙烯復合材料。