[發明專利]復合無機阻燃劑及其在阻燃EVA復合材料中的應用

有效

• 申請號: 201310239869.7
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103333365A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 陳希磊;焦傳梅;卓金龍;李少香;錢翌
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08K7/28
• 分類號: C08K7/28;C08K3/22;C08K7/02;C08L23/08;B29B7/28
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 陳磊

技術領域

本發明屬于阻燃熱塑性塑料改性的技術領域，特別涉及空心玻璃微珠與無機阻燃劑復配及其在阻燃EVA復合材料中的應用。?

背景技術

據《聚合物燃燒與阻燃技術》(張軍，紀奎江，夏延致等編著，化學出版社，2005年4月)介紹，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物本身屬于比較易燃聚合物材料，其氧指數僅17.0-19.0％，隨醋酸乙烯酯含量的增加而有所增加，但成炭率低，燃燒時產生熔滴，所以在很多應用場合都要求對其進行阻燃改性。目前，國內外對乙烯-醋酸乙烯酯阻燃處理主要采用添加型阻燃劑。據《先進聚合物加工技術》(Polymers?for?Advanced?Technologies?22：379-394，2011)介紹，已用和可用于阻燃乙烯-醋酸乙烯酯的無鹵添加型阻燃劑中，氫氧化物阻燃劑是最經常使用的，它價廉，無毒，抑煙。氫氧化物阻燃劑主要是通過受熱釋放水蒸氣隔絕火焰，稀釋氧氣，同時分解產生的金屬氧化物促進聚合物在燃燒時稠環炭化，起到固相阻燃作用。但在達到阻燃目的的同時，添加大量的氫氧化物阻燃劑會惡化乙烯-醋酸乙烯酯復合材料的力學性能。通常采用一種協效劑與氫氧化物阻燃劑復配阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，進一步提高氫氧化物阻燃劑的阻燃效率。根據《聚合物降解與穩定》(Polymer?Degradation?and?Stability?97：863-869，2012)，《聚合物降解與穩定》(Polymer?Degradation?and?Stability?85：633-639，2004)，《國際高分子聚合物》(Polymer?International，49：1216-1221，2000)，中國專利(CN101012326A)和中國專利(CN102153802A)介紹，與氫氧化物阻燃劑有較好協同阻燃效果的主要有納米粘土，氣相白炭黑，硼酸鋅，膨脹石墨，有機蒙脫土，二茂鐵和有機硅樹脂類等。然而用氫氧化物阻燃劑或者氫氧化物阻燃劑和協效劑處理后的乙烯-醋酸乙烯酯雖然表現出阻燃效果好、低煙無毒和一定程度的耐熔滴等特性，但所需阻燃劑的添加量較大，使材料的力學性能(如拉伸強度，斷裂強度)下降。?

空心玻璃微珠(中空玻璃微珠)是一種中空、薄壁、堅硬、輕質的球體，由無機材料構成，按化學成份有：二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、硅酸鈉等，為內部充斥CO₂等氣體的封閉微型球體，本身具有不燃性，而且能促進炭層形成，進而起到隔熱及減緩可燃性氣體逸出的作用，具有質輕、低導熱、無毒、不燃，化學穩定性好、高分散等優點。?

發明內容

為了提供一種阻燃效率高的阻燃劑，本發明提供了空心玻璃微珠作為阻燃協效劑在制備復合無機阻燃劑中的應用。?

基于空心玻璃微珠作為阻燃協效劑在制備復合無機阻燃劑中的應用，本發明使用空心玻璃微珠作為阻燃協效劑與無機阻燃劑進行復配，組成一種質量份數為0.25-2的空心玻璃微珠和質量份數為48-54.75的復合無機阻燃劑。?

作為優選的是：所述的無機阻燃劑為氫氧化物阻燃劑和/或鎂鹽晶須。?

進一步地，作為優選的是：所述的氫氧化物阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、層狀雙氫氧化物的至少一種。?

作為優選的是：所述的空心玻璃微珠密度為0.10-0.70g/cm³，粒徑為0.01-400μm。?

進一步地，作為優選的是：所述的空心玻璃微珠為WSKT?5020、WSKT?6019、WSKT7014中的一種或多種。?

本發明還提供了上述復合無機阻燃劑的制備方法，步驟為：將空心玻璃微珠和無機阻燃劑按照配比在20-60℃下混合5min-3h。?

本發明進一步的提供了上述復合無機阻燃劑在制備阻燃EVA復合材料中的應用。?

基于這種應用，為了減少熱塑性塑料阻燃改性時阻燃劑的添加量，防止力學性能下降，本發明使用復合無機阻燃劑對EVA復合材料進行阻燃改性，組分和質量份數為，乙烯-醋酸乙烯酯：45-55，無機阻燃劑：43-54.75，空心玻璃微珠0.25-2。?

在保證阻燃效果的同時，減少了阻燃添加劑的總量，而且熱穩定性好，克服現有阻燃劑添加量較大，加工過程中熔體粘度大而帶來能耗高的問題，耐溶滴性有待提高的缺點，從而減小由于添加劑造成的對材料力學性能(如拉伸強度、斷裂強度)下降的影響。?

本發明進一步地提供了使用復合無機阻燃劑對EVA復合材料進行阻燃改性的方法，其步驟為：?