[發(fā)明專利]一種過(guò)氧化物預(yù)交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410049215.2
• 申請(qǐng)日: 2014-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN103865146A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳瑞影;時(shí)虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥安聚達(dá)新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/06
• 分類號(hào): C08L23/06;C08L51/06;C08L23/12;C08L23/08;C08L23/16;C08L53/02;C08K13/06;C08K3/34;C08K3/04;C08K3/32;C08K3/38;C08K3/24;C08K5/14
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃聚烯烴材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及低煙無(wú)鹵阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

交聯(lián)聚烯烴材料具有優(yōu)異的機(jī)械物理性能、電氣性能、使用溫度高、耐腐蝕、耐熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，正被越來(lái)越多地用于制備電力、能源、石油化工、電子、通訊、信息、機(jī)車等行業(yè)的電線電纜。但是交聯(lián)聚烯烴在使用過(guò)程中容易燃燒，由此引發(fā)的火災(zāi)給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大的威脅和損失。

由于含鹵阻燃劑和三氧化二銻阻燃體系在燃燒時(shí)會(huì)釋放出大量有毒、腐蝕性的氣體，對(duì)人類和環(huán)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(dāng)今無(wú)鹵環(huán)保的趨勢(shì)。目前在聚烯烴體系中廣泛使用的是無(wú)鹵阻燃劑：主要為金屬氫氧化物（包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、水滑石、層狀金屬雙氫氧化物等）和膨脹型阻燃劑（聚磷酸銨、紅磷、季戊四醇、三聚氰胺等）；它們作用的方式是通過(guò)分解吸收熱量，同時(shí)分解生成的水蒸汽對(duì)可燃性氣體起到稀釋作用；或者通過(guò)燃燒過(guò)程中在材料表面形成多孔泡沫焦炭層，使熱難于穿透凝聚相，阻止氧氣進(jìn)入燃燒區(qū)域，阻止降解生成的氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)物溢出材料表面。但是聚烯烴中加入阻燃劑會(huì)對(duì)聚烯烴材料的交聯(lián)方式和交聯(lián)效率或多或少產(chǎn)生一些影響。

目前聚烯烴交聯(lián)方法主要有：輻照交聯(lián)、過(guò)氧化物交聯(lián)、硅烷交聯(lián)和紫外光交聯(lián)四種方法。其中,輻照交聯(lián)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，輻照交聯(lián)過(guò)程與高分子材料成型加工過(guò)程分開，且輻照交聯(lián)只需要在室溫室壓下進(jìn)行，產(chǎn)品質(zhì)量容易控制，生產(chǎn)效率高，廢品率低；交聯(lián)過(guò)程中不需要另外添加交聯(lián)助劑，保持了材料的純潔，并且能夠保持材料的電性能。正是由于輻照交聯(lián)的上述諸多優(yōu)點(diǎn)，和輻射交聯(lián)技術(shù)加工工藝的不斷優(yōu)化，輻射交聯(lián)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成功應(yīng)用于電線、電纜、熱收縮管等產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)之中。

雖然輻照交聯(lián)有著這么多的優(yōu)點(diǎn)，但是如果能更加快速的提高交聯(lián)效率，減少交聯(lián)時(shí)間，這就能更好的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)速度和產(chǎn)能，和降低產(chǎn)品的單位能耗。有文獻(xiàn)報(bào)道（Journal?of?Elastomers?and?Plastics,1993?25,12-21）在輻照交聯(lián)HDPE/LLDPE片材中加入1-2%的DCP，將HDPE/LLDPE片材在150度蒸汽加熱條件下熱壓五分鐘，然后再進(jìn)行輻照交聯(lián)，在相同輻照劑量條件下，加入DCP比未加DCP的HDPE/LLDPE片材能更快提高交聯(lián)速度和力學(xué)性能。在輻照交聯(lián)聚烯烴中加入一定量的過(guò)氧化物有助于提高聚烯烴的交聯(lián)速率，這能夠降低聚烯烴材料的交聯(lián)時(shí)間和提高產(chǎn)能。但是如何將DCP加入到聚烯烴材料中，又要在聚烯烴材料擠出成型過(guò)程中不發(fā)生交聯(lián)（不同于文獻(xiàn)中的熱壓成型），而且不能對(duì)聚烯烴材料的加工、成型、輻照以及后處理過(guò)程中產(chǎn)生不可逆的影響，如果能夠?qū)崿F(xiàn)這些要求，這就能夠聚烯烴材料的交聯(lián)效率，但是至今未見使用過(guò)氧化物作為預(yù)交聯(lián)劑用于提高低煙無(wú)鹵阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴復(fù)合材料之中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種過(guò)氧化物預(yù)交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法，以提高現(xiàn)有低煙無(wú)鹵阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴材料的交聯(lián)效率，獲得一種快速實(shí)現(xiàn)輻照交聯(lián)的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種過(guò)氧化物預(yù)交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴復(fù)合材料，其特征在于，其含有按重量份50-70份的聚烯烴基體、0.5-5份阻燃增效劑、30-50份阻燃劑、0.5-5份多官能團(tuán)交聯(lián)劑、0.1-1份抗氧劑和1-5份過(guò)氧化物母粒。

本發(fā)明的一種過(guò)氧化物預(yù)交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴復(fù)合材料的制備方法：按重量份在50-70份聚烯烴中加入0.5-5份阻燃增效劑，在密煉機(jī)或者擠出機(jī)中在140-200℃混煉至均勻，再加入30-50份阻燃劑、0.5-5份多官能團(tuán)交聯(lián)劑和0.1-1份抗氧劑，混合均勻后擠出造粒成輻照交聯(lián)料，然后將100份輻照交聯(lián)料和1-5份過(guò)氧化物母?；旌暇鶆蛟?40-160度條件下，擠出包覆在電線電纜導(dǎo)電線芯上，最后以高能電子束或鈷源輻照60-180KGy劑量進(jìn)行交聯(lián)。

所述的聚烯烴選自聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、馬來(lái)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(lái)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。

所述的阻燃增效劑選自有機(jī)改性蒙脫土、有機(jī)改性鐵基蒙脫土、氧化石墨、磷酸鈦、磷酸鋯、硼酸鋅、鋁酸鋅、錫酸鋅、羥基錫酸鋅、鉬酸銨中的一種或多種。

所述的阻燃劑選自金屬氫氧化物或者氮磷類復(fù)配型膨脹型阻燃劑中的一種或多種；