[發明專利]一種耐溫耐油低煙無鹵阻燃輻照交聯聚烯烴復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410016866.1
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103756121A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 胡源;汪碧波;宋磊;盛海波
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L51/06;C08L23/06;C08L53/02;C08L23/16;C08L23/12;C08K13/06;C08K9/10;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/02;C08K3/32;C08K3/30;C
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明屬于阻燃聚烯烴材料技術領域，特別涉及耐溫耐油低煙無鹵阻燃輻照交聯聚烯烴復合材料及其制備方法。

背景技術

交聯聚烯烴材料具有優異的機械物理性能、電氣性能、使用溫度高、耐腐蝕、耐熱性能好等優點，正被越來越多地用于制備電力、能源、石油化工、電子、通訊、信息、機車等行業的電線電纜。但是交聯聚烯烴在使用過程中容易燃燒，由此引發的火災給人們的生命財產帶來巨大的威脅和損失。

由于含鹵-銻阻燃體系在燃燒時會釋放出大量有毒和具有腐蝕性的氣體，對人類和環境存在著極大的隱患。為此，含鹵阻燃體系阻燃劑已不適合當今無鹵環保的趨勢，無鹵阻燃劑越來越受到人們的關注。無鹵阻燃劑主要分為金屬氫氧化物阻燃劑和氮磷復配型阻燃劑。其中氮磷復配型阻燃劑不含鹵素，該類阻燃劑在受熱時發泡膨脹，燃燒過程中形成多孔的膨脹炭層，能夠起到隔熱隔氧的作用；但是氮磷復配型阻燃劑存在耐水性差、耐久性差、容易遷移等缺點。金屬氫氧化物這類阻燃劑來源豐富，價格便宜，燃燒過程中通過分解吸收熱量，同時分解生成的水蒸汽對可燃性氣體起到稀釋作用,其優點在于燃燒時不產生有毒氣體，具有阻燃和抑煙的雙重效果。這是由于如此眾多的優點，金屬氫氧化物阻燃劑廣泛應用于聚烯烴材料之中。然而金屬氫氧化物由于極性大，與聚烯烴材料相容性不好，且在使用過程中添加量大，這就會惡化聚烯烴材料的物理性能。如何解決此類無機阻燃劑在聚烯烴中的分散性問題是當今阻燃研究的一個難題。

微膠囊技術是一種通過選擇合適的表面囊材將核芯保護起來的一種技術。通過選擇合適的囊材能夠改善核芯阻燃劑的許多缺點。研究發現，三嗪衍生物是一大類富含叔氮結構的化合物，它不但具有良好的成炭效果和耐水性，而且集炭源和氣源一體，如果用于囊材，必將提高核芯無機阻燃劑的分散性、相容性和聚烯烴材料的綜合物性。但是至今未見報道使用三嗪系成炭劑包覆阻燃劑用于阻燃聚烯烴之中，用于提高無機阻燃劑在聚烯烴材料中界面相容性，提高阻燃效率和提高阻燃制品的綜合物性。

本發明為解決上述現有技術所存在的不足之處，提出的一種耐溫耐油低煙無鹵阻燃輻照交聯聚烯烴復合材料及其制備方法，以解決現有聚烯烴材料中的無機阻燃劑的極性大、分散性差和界面相容性差的難題，獲得一種具有優良耐溫耐油性能的低煙無鹵阻燃輻照交聯聚烯烴復合材料。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明耐溫耐油低煙無鹵阻燃輻照交聯聚烯烴復合材料，其特點在于：所述復合材料各原料按重量份的配比為：聚烯烴50-60份；阻燃增效劑0.5-5份；超支化三嗪成炭劑微膠囊化無機阻燃劑40-50份；多官能團交聯劑0.5-5份；抗氧劑0.1-1份。

優選的，所述聚烯烴選自聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚乙烯－辛烯共聚物、三元乙丙橡膠、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或多種按任意比例混合。

優選的，所述阻燃增效劑選自層狀化合物或者含磷阻燃劑中的一種或兩種按任意比例混合；所述層狀化合物選自有機改性蒙脫土、有機改性鐵基蒙脫土、氧化石墨、磷酸鈦、磷酸鋯或二硫化鉬中的一種或多種按任意比例混合；所述含磷阻燃劑選自紅磷、白化紅磷、微膠囊化紅磷、聚磷酸銨、微膠囊化聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、聚三聚氰胺磷酸鹽、無機次磷酸鋁、有機次膦酸鋁、磷酸三苯酯、季戊四醇磷酸酯或磷酸三異丙基苯酯中的一種或多種按任意比例混合。

優選的，所述超支化三嗪成炭劑微膠囊化無機阻燃劑是由超支化三嗪成炭劑作為殼層、由無機阻燃劑作為核層的膠囊結構；所述無機阻燃劑選自氫氧化鋁、氫氧化鎂、鎂鋁雙氫氧化物、鋅鋁雙氫氧化物、鎂鐵雙氫氧化物、鋅鐵雙氫氧化物、鎳鐵雙氫氧化物中的一種或多種按任意比例混合。

專利號201310219592.1報道了超支化三嗪成炭劑的制備方法，在其反應開始前將無機阻燃劑加入到反應體系中，就可獲得超支化三嗪成炭劑微膠囊化無機阻燃劑。

優選的，所述多官能團交聯劑選自三聚氰酸三烯丙酯、三聚異氰尿酸三烯丙酯，三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯、三丙烯酸三羥甲基酯、季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的一種或多種按任意比例混合。

優選的，所述抗氧劑選自4,4’-硫代（6-特丁基-3-甲基苯酚）、四[亞甲基-3-（3’,5’-二特丁基-4’-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)中的一種或多種按任意比例混合。