[發明專利]聚乙烯無機納米阻燃母粒及其制備方法

無效

• 申請號: 201210594530.4
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103849045A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 夏偉光;高偉臣
• 申請（專利權）人: 青島三利中德美水設備有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K13/02;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/00;C08K3/26;C08K3/30;C08K5/103;C08K5/098;C08J3/22
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技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種聚乙烯無機納米阻燃母粒及其制備方法。

背景技術

聚乙烯(PE)由于質輕、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，可廣泛應用于電器、化工、食品、機械等行業。但是，由于聚乙烯的氧指數低，容易燃燒，并且燃燒時產生大量的熱極易傳播火焰，引發大的火災，因此對聚乙烯阻燃問題的處理就顯得尤為重要。傳統的阻燃方法是在聚乙烯生產工藝中加入阻燃劑，雖然可以起到較好的阻燃效果，但目前的阻燃劑大多使用鹵素或磷系阻燃劑，鹵素阻燃劑在燃燒時發煙量大，而且放出有毒氣體，給消防工作帶來很大困難，而且阻燃劑大多上粉體，直接添加不但會導致生產工藝復雜，而且還影響加工環境和生產效率等。應用阻燃母粒進行阻燃改性具有使用簡便、成本低、生產環保條件好等優點，目前已逐漸被廣泛采用。由于無機阻燃劑具有無煙、無毒、無腐蝕性、安全和廉價等優點，又無機納米阻燃劑開辟了阻燃高分子材料的新途徑，因此，研究聚乙烯無機納米阻燃母粒具有很高的實用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚乙烯無機納米阻燃母粒，使用該阻燃母粒對聚乙烯進行阻燃改性，不但具有無煙、無毒、無腐蝕性、安全和廉價等優點，而且在結晶速率、熱變形溫度、熱分解溫度、力學性能、氣體阻隔性等方面均有較大提高。

本發明的另外一個目的是提供一種聚乙烯無機納米阻燃母粒的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：聚乙烯無機納米阻燃母粒，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯20％～40％、納米級無機阻燃劑30％～50％、填充劑10％～40％、偶聯劑0.5％～3％、成核劑0.5％～2％、分散劑3％～5％。

所述的納米級無機阻燃劑為粒徑在1nm～100nm的蒙脫土、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、云母、陶瓷中的一種。

所述的填充劑為硅石粉、輕質碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、硅藻土、高嶺土、透閃石、沸石粉中的一種或幾種。

所述的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、磷酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋁鈦復合偶聯劑中的一種。

所述的成核劑為滑石粉。

所述的分散劑為季戊四醇硬脂酸酯或硬脂酸金屬鹽。

上述的聚乙烯無機納米阻燃母粒的制備方法為：將各組分按重量比例配料，然后加入高速混合機中，在混合溫度100℃～120℃混合5～15分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機熔融共混，熔融溫度控制在180℃～220℃，螺桿轉速為100～300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、切粒、干燥、包裝即得本發明的聚乙烯無機納米阻燃母粒。

本發明的有益效果是，本發明制得的無機納米阻燃母粒應用于聚乙烯阻燃改性時，具有無煙、無毒、無腐蝕性、安全、廉價和高阻燃性等特點，而且在其結晶速率、熱變形溫度、熱分解溫度、力學性能、氣體阻隔性、著色性等方面均有較大提高，無機阻燃劑納米化不僅提高了阻燃效果，而且還改善聚乙烯的物理機械性能、耐候性能和著色性能等，具有極為廣闊的應用前景。

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：

一種聚乙烯無機納米阻燃母粒，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯30％、蒙脫土40％、輕質碳酸鈣23％、鈦酸酯偶聯劑1.5％、滑石粉1.5％、季戊四醇硬脂酸酯4％，其中，所述的蒙脫土的粒徑在1nm～100nm。

制備方法：將各組分按重量比例配料，然后加入高速混合機中，在混合溫度100℃～120℃混合5～15分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機熔融共混，熔融溫度控制在180℃～220℃，螺桿轉速為100～300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、切粒、干燥、包裝即得本發明的聚乙烯無機納米阻燃母粒。

實施例2：

一種聚乙烯無機納米阻燃母粒，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯20％、氫氧化鎂50％、硅藻土22％、硅烷偶聯劑3％、滑石粉1％、季戊四醇硬脂酸酯4％，其中，所述的氫氧化鎂的粒徑在1nm～100nm。

制備方法：將各組分按重量比例配料，然后加入高速混合機中，在混合溫度100℃～120℃混合5～15分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機熔融共混，熔融溫度控制在180℃～220℃，螺桿轉速為100～300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、切粒、干燥、包裝即得本發明的聚乙烯無機納米阻燃母粒。

實施例3：