[發明專利]一種無鹵阻燃PE管的制備方法

有效

• 申請號: 201310040629.4
• 申請日: 2013-02-03
• 公開（公告）號: CN103059390A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張關蓮
• 申請（專利權）人: 張關蓮
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L85/02;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/26;C08K5/20;F16L9/12;B29C47/92;B29B7/28
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技術領域

本發明涉及一種無鹵阻燃PE管的制備方法，尤其涉及一種用于輸送煤氣等易燃氣體的無鹵阻燃PE管道。?

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背景技術

PE（聚乙烯）管道是最常見的管道之一，其具有低溫抗沖擊性、耐化學腐蝕、耐磨等優點，在給水、排水、供熱、供燃氣、農業灌溉、水利工程及各種工業裝置中都得到廣泛應用。聚乙烯(Polyethylene，簡稱PE)是指由乙烯單體自由基聚合而成的聚合物，是產量最大的通用塑料之一，是一種質輕、無毒、具有較好的機械強度、優良的電絕緣性和耐化學腐蝕性能的熱塑性塑料。并且成型加工方便，廣泛應用于電線電纜、化工、食品、包裝、機械、電子通訊、家庭裝飾及土木建筑等行業，其需求量正逐年上升。聚乙烯主要分解產物有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烯、戊烯、1-丁烯、己烷等，其形成的降解產物同分子間鏈轉移的路線有關。降解過程在受到氧的影響下，降解產物主要有丙醛、戊烯、正戊烷、丁醛、戊醛等。燃燒過程發現的熱降解產物主要有戊烯、丁醛、1-己烯、正己烷、苯、戊醛等。聚乙烯為易燃聚合物，氧指數為17~18%，燃燒熱值在聚合物材料中屬于較高者，為45.9?MJ/kg，用錐形量熱儀測定的熱釋放速率也比較高，聚乙烯是乙烯單體通過加成聚合反應合成的聚合物，在分子結構中只有碳、氫兩種元素。聚乙烯大約在335講50℃之間分解。在無氧條件下，熱穩定性比較高。在惰性氣氛中，聚乙烯在202℃下發生交聯，在292℃時分子量開始下降，出現降解，但在372℃之前不會發生顯著的分解。聚乙烯的熱降解反應是無規斷鏈及分子內和分子間轉移反應，高溫受熱降解成低分子量物質，極易傳播火焰，引發火災。我國僅由于電線電纜引起的火災損失，每年達50多億元人民幣，這就使聚烯烴在許多領域的應用受到限制。

隨著現代阻燃技術的進一步發展，越來越多的阻燃劑出現在阻燃領域中，為社會的安全與發展做出了巨大貢獻。現在人們在聚烯烴中常用的阻燃劑有兩種：一種是反應型阻燃劑；另一種是添加型阻燃劑。

反應型阻燃劑是通過將一些含有阻燃元素的單體參與聚合反應，使聚合物的主鏈或側鏈中帶有阻燃元素，起到阻燃的效果。反應型阻燃劑主要有鹵代酚類、鹵代酸酐類、鹵代醇類、鹵代酯，鹵代醚類。添加型阻燃劑是指以物理分散狀態同高分子材料進行共混發揮阻燃作用的阻燃劑。鹵系阻燃劑以其添加量少，阻燃效果顯著而最為常用，在20世紀70-80年代呈經歷了發展的黃金時代。雖然其用量呈逐漸下降的趨勢，但目前其產量和用量仍是世界上較大的阻燃劑品種。鹵系阻燃劑主要有氯系阻燃劑和溴系阻燃劑兩大類。氯系阻燃劑常用的品種有氯化石蠟、氯化聚乙烯、四氯鄰苯二甲酸配、四氯雙酚A、六氯環戊二烯及其衍生物等。氯系阻燃劑的阻燃效果不及溴系阻燃劑，這同C-Cl鍵的鍵能比C-Br鍵的鍵能大，不易產生氯游離基有關。因而，在鹵系阻燃劑中，溴系阻燃劑是絕對主流。溴系阻燃劑從分子結構分可以分為芳香族、脂肪族、脂環族及混合型四種。從化合物結構上可將其分為溴代二苯醚類、四溴雙酚A類、溴代多元醇類、溴代鄰苯二甲酸酐類，以及其它各種新型的溟系阻燃劑，常用的溴系阻燃劑主要有十溴聯苯醚(DBDPO)、雙(四溴鄰苯二甲酰)乙烷等。然而，雖然鹵系阻燃劑具有較好的阻燃效果，但是燃燒時放出大量的有毒氣體，產生大量的有毒煙霧，對人體有較大的危害，自1986年出現的Dioxin問題以來，鹵系阻燃劑尤其是溴系阻燃劑面臨著巨大的環保壓力。

反應型阻燃劑由于其通過聚合反應使具有阻燃功能的結構單元通過化學鍵連接到高分子上，因此其阻燃效果持久，而且對材料的物理力學性能影響較小，但是因為技術和價格的問題，使其推廣和應用受到了很大限制。與反應型阻燃劑相比，添加型阻然劑使用方便、價格低廉，因而是目前實現聚乙烯阻燃的常用方法，常用于聚乙烯阻燃改性的添加型阻燃劑有鹵系阻燃劑、無鹵阻燃劑和復合阻燃體系等。

無鹵阻燃劑主要包括以下幾類:

（1）水合氫氧化物

目前獲得主要應用的是Mg(OH)₂和Al(OH)₃兩種。水合氫氧化物因其不產生二次污染、熱穩定性好、同其它阻燃劑協同效應好、無毒、無腐蝕、不揮發、不產生有毒氣體、價格低、來源廣泛，被譽為無公害阻燃劑，是集阻燃、抑煙、填充三大功能為一體的阻燃劑。然而，無機阻燃劑添加量大影響物理機械性能，氫氧化鎂添加量往往需要達到50％以上才能達到良好的阻燃效果，而大量添加Mg(OH)₂和AI(OH)₃會使聚乙烯力學性能和加工性能明顯下降。

（2）磷系阻燃劑