[發(fā)明專利]二維材料納米改性阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811618364.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109734990A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李定華;吳凡;楊榮杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);揚(yáng)州新奇特電纜材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/08
• 分類號(hào): C08L23/08;C08L51/06;C08L83/04;C08L23/06;C08K13/06;C08K9/00;C08K5/3492;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/26
• 代理公司: 北京理工正陽(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王民盛

本發(fā)明涉及一種二維材料納米改性阻燃乙烯?乙酸乙烯酯共聚物的方法，屬于阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明使用球磨法預(yù)先制備二維材料在無(wú)機(jī)阻燃劑中剝離分散的復(fù)合納米阻燃劑。再將復(fù)合納米阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑與相容劑復(fù)配應(yīng)用于乙烯?乙酸乙烯酯共聚物中，使二維材料能夠良好地分散在乙烯?乙酸乙烯酯共聚物中，增強(qiáng)與無(wú)機(jī)阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)，顯著提高阻燃效率，使乙烯?乙酸乙烯酯共聚物的阻燃性能得到了顯著改善，解決了直接添加二維材料帶來(lái)的分散不均的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二維材料納米改性阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的方法，屬于阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)由乙烯和乙酸乙烯酯共聚生成，將乙酸乙烯酯引入分子結(jié)構(gòu)中以達(dá)到降低結(jié)晶度的目的。EVA由于具有良好的加工性能、力學(xué)性能以及耐候性，廣泛應(yīng)用于熱熔膠、包裝以及電線電纜領(lǐng)域；然而EVA易燃的特性限制了其應(yīng)用。目前對(duì)于EVA不但有阻燃性能的要求，并且對(duì)于其安全環(huán)保的要求也越來(lái)越高。因此，EVA的無(wú)鹵阻燃也越來(lái)越具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。現(xiàn)階段EVA的阻燃以傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)阻燃劑為主，但通常需要較高的添加量才能達(dá)到良好的效果，然而也會(huì)導(dǎo)致EVA復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能嚴(yán)重受損。

二維材料在對(duì)EVA阻燃效果的協(xié)同作用中被廣泛接受，但將二維材料與EVA簡(jiǎn)單混合后，其在EVA中只能達(dá)到部分剝離甚至完全未剝離，導(dǎo)致其無(wú)法產(chǎn)生有益作用。如期刊論文《無(wú)鹵阻燃尼龍納米復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)對(duì)流變行為及阻燃性能的影響》中所述，二維材料鈉基蒙脫土在尼龍中分散性較差，并且在加入阻燃劑后分散性進(jìn)一步降低。現(xiàn)有的對(duì)二維材料的改性方法是將其有機(jī)化以提升與聚合物基體的相互作用，改善分散性能，但有機(jī)二維材料中的有機(jī)小分子同時(shí)會(huì)降低阻燃材料的阻燃性。因此二維片層材料在聚合物基體中的分散問(wèn)題始終是限制其應(yīng)用效果的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在二維材料分散不均勻?qū)е伦枞夹Ч顔?wèn)題，提供一種二維材料納米改性阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)上述技術(shù)問(wèn)題實(shí)現(xiàn)的。

一種二維材料納米改性阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的方法，具體步驟如下：

步驟一、基于二維材料的納米復(fù)合阻燃劑的機(jī)械納米化制備：無(wú)機(jī)阻燃劑與二維材料在烘箱中60～100℃烘干，混合均勻后置入球磨罐中；將球磨珠置入球磨罐，球磨至二維材料剝離分散；所述無(wú)機(jī)阻燃劑與二維材料的質(zhì)量比為4:1～15:1；得到一種二維材料剝離分散在無(wú)機(jī)阻燃劑中的納米復(fù)合阻燃劑；

所述無(wú)機(jī)阻燃劑和二維材料與球磨珠總質(zhì)量為300～800g；球磨機(jī)轉(zhuǎn)速500～800rpm，球磨時(shí)間為1～5h；

步驟二、將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、相容劑、納米復(fù)合阻燃劑和加工助劑先分別在60～100℃的烘箱中烘干，再放入高混機(jī)中混合均勻，最后在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出，得到一種二維材料納米改性阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、相容劑、納米復(fù)合阻燃劑和加工助劑的總量為總質(zhì)量，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、相容劑、納米復(fù)合阻燃劑和加工助劑分別為總質(zhì)量的：30～55％、3～10％、20～60％、0.2～1％。

步驟二中還可以加入無(wú)機(jī)阻燃劑，無(wú)機(jī)阻燃劑的添加量不超過(guò)總質(zhì)量的40％；

所述無(wú)機(jī)阻燃劑包括氫氧化鋁ATH、氫氧化鎂MH、水菱鎂石HM、聚磷酸銨APP、次磷酸鋁AlHP、三聚氰胺聚磷酸鹽MPP、三聚氰胺氰尿酸鹽MCA和硼酸鋅ZB中的一種或兩種。

步驟一所述二維材料包括蒙脫土MMT、高嶺石、層狀雙金屬氫氧化物L(fēng)DHs、二硫化鉬MoS₂、石墨烯、二維共價(jià)有機(jī)框架CoFs、層狀三氧化鉬MoO₃中的一種。

步驟二所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度為180℃～195℃，喂料頻率6～8rpm，主機(jī)頻率為10～16rpm。