[發明專利]用于無鹵阻燃聚烯烴材料的含硅大分子相容劑、制備方法

有效

• 申請號: 201310405618.1
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103483660A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李錦春;錢鵬菲;葛麗麗;鄒國享;張鑫
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08L23/00
• 分類號: C08L23/00;C08L23/08;C08K5/54;C08K5/1539;C08K5/14;C08K5/134;C08K13/02;C08K3/22
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及具有阻燃作用的含硅大分子相容劑，特別是一種用于無鹵阻燃聚烯烴材料的具有阻燃作用的含硅大分子相容劑。

背景技術

無鹵阻燃聚烯烴材料是通過將不含鹵素的阻燃劑與聚烯烴塑料共混復合制備的，具有燃燒時少煙低毒和環保再生的優點。為了達到阻燃效果，必須大量添加無鹵阻燃劑，但阻燃聚烯烴材料的力學性能、加工性能、電絕緣性能等均下降，因此，聚烯烴材料與無機阻燃劑之間相容性仍有待改善。中國專利CN101735398A公開了采用馬來酸酐與小分子硅烷偶聯劑共接枝聚烯烴的方法制備出一種界面相容劑，該界面相容劑可有效提高木塑復合材料的力學性能，但對阻燃性能的影響未見報道。

根據現有文獻報道出的相容劑雖然能改善材料的力學性能，但對材料的阻燃性能影響不大。因此，如何在改善無鹵阻燃聚烯烴材料力學性能的同時，進一步提高體系的阻燃性能已備受關注，具有阻燃作用的含硅大分子相容劑及其在無鹵阻燃聚烯烴材料中的應用尚未見相關報道。

發明內容

本發明的目的在于利用具有協效阻燃性的有機硅制備出兼有阻燃作用的含硅大分子相容劑，依靠其增容性來增加無鹵阻燃聚烯烴材料的界面粘結力，利用其協效阻燃性來進一步提高材料的阻燃性能，提供一種用于無鹵阻燃聚烯烴材料的具有阻燃作用的含硅大分子相容劑。

本發明用于無鹵阻燃聚烯烴材料的含硅大分子相容劑，其以質量組分計為：

四β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3～0.5份。

其中所述的有機硅中SiO₂含量超過75%。

上述用于無鹵阻燃聚烯烴材料的含硅大分子相容劑的制備方法，按照下述步驟進行：

首先將有機硅與乙烯-辛烯共聚物按照1：1的比例在密煉機中熔融共混后取出共混物料，然后將所得共混物、線性低密度聚乙烯、馬來酸酐、過氧化二異丙苯、四β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯通過高速混合機混合后，用雙螺桿擠出機擠出造粒，制得含硅大分子相容劑。

上述用于無鹵阻燃聚烯烴材料的含硅大分子相容劑的制備方法，其中雙螺桿擠出工藝為：一區130℃～140℃、二區150℃～160℃、三區170℃～180℃、四區180℃～190℃，螺桿轉速400～600r/min，喂料頻率25～35Hz。

上述具有阻燃作用的含硅大分子相容劑在無鹵阻燃聚烯烴材料中的應用，其組分以質量份數計為：

其中線性低密度聚乙烯，熔體流動速率為1.6～2g/10min。

其中所述的所述的乙烯-辛烯共聚物，熔體流動速率為1～10g/10min。

其中所述的有機硅，相對分子量1000～8000，帶有反應性基團，例如雙鍵。

其中所述的乙烯-醋酸乙烯酯，熔體流動速率為2～3g/10min。

其中所述的無鹵阻燃劑，選自氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或兩種混合物。

本發明的具有阻燃作用的含硅大分子相容劑在無鹵阻燃聚烯烴材料中的應用，其使用制備方法按照下述步驟進行：

將乙烯-醋酸乙烯酯、線性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、無鹵阻燃劑、含硅大分子相容劑按比例稱取，在密煉機130℃～150℃中以50～100轉/分熔融共混5～10min，出料。

本發明的用于無鹵阻燃聚烯烴材料的具有阻燃作用的含硅大分子相容劑為反應型相容劑，不僅能改善無鹵阻燃聚烯烴材料的力學性能，而且能進一步提高材料的阻燃性能。本發明的含硅大分子相容劑使得無鹵阻燃聚烯烴材料的力學性能是僅采用無鹵阻燃劑阻燃聚烯烴材料的力學性能的0.1～7.3倍，氧指數提高1～8個百分點。

本發明的含硅大分子相容劑阻燃機理：有機硅燃燒時產生的硅灰（主要成分SiO₂）在燃燒殘留炭層中可延緩材料的熱降解速率，提高燃燒殘炭率。當與其它阻燃劑共同使用時，在燃燒過程中將會與基體樹脂、其它阻燃劑的熱分解產物發生復雜的化學反應形成具有一定隔質隔熱作用的玻璃態無機絕緣層，從而抑制內部材料的熱降解、防止熔滴產生。

具體實施方式

（1）本發明所述的線性低密度聚乙烯，熔體流動速率為1.6～2g/10min，例如中原石油化工有限公司生產的DFDC-7050牌號。

（2）本發明所述的所述的乙烯-辛烯共聚物，熔體流動速率為1～10g/10min，例如美國杜邦生產的8999牌號。