[发明专利]导电阻燃低烟乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种高分子复合材料，尤其涉及一种具有导电阻燃性能的乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，主要用于电缆工业。本发明还涉及该乙烯-醋酸乙烯酯复合材料的制备方法。

背景技术

复合型高分子导电材料实质上是一种具有导电性能的高分子复合材料，通常是指以高分子材料为基体，加入各种具有导电能力的物质，主要是一些无机填料，经过分散复合、层积复合等方式处理后而具有导电功能的多相复合体系。复合型高分子导电材料与结构型导电聚合物相比，具有加工简单、成本低的优点，并且综合了各组分的特性，既具有填料的导电性，又具有高分子材料的各种优异特性，可以根据实际需求大范围调节材料的电学性能和力学性能，便于使用。因此，它在轻工，纺织，能源，电子，航空航天等领域得到了迅速发展和广泛应用。随着科学技术的现代化和电子工业的迅速发展，这种新型材料的需求量会越来越大。复合导电高分子材料可根据基体的不同，可分为导电橡胶，导电塑料，导电纤维，导电粘合剂。根据材料功能的不同，可分为防静电和除静电材料，电极材料，发热材料，电磁屏蔽材料等。

乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)是近年来发展迅速的塑料品种之一，它具有良好的耐冲击性、柔韧性、耐环境应力开裂性，同时与填料、阻燃剂有较好的混容性。EVA适合于挤出、注射、吹塑、热成型等多种加工方式，生产主要产品有管材、板材、建材、电气配件、电缆绝缘材料和日用品等多类产品。但EVA与聚烯烃一样易燃，同时产生带有毒性气体的黑烟，限制了其在家电、建筑、建材、电缆绝缘等方而的应用，故在生产中，EVA的阻燃抑烟性越来越引起人们的重视。以电缆工业为例，电缆对阻燃抑烟性和环保性的要求日益苛刻。对聚合物的要求即要能够阻燃抑烟，还要符合电性能和力学性能要求。因此，以乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)为基体，复合具有导电性能的填料，制备一种具有导电阻燃性能的乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，具有十分重要的意义。

在诸多的导电填料中，炭黑是用量最大、应用范围最广的一种。炭黑作为一种纳米材料，不仅原料充足、价格便宜、导电性稳定，而且还具有纳米级粒径(可达10nm量级)，同时炭黑还具有优良的着色和补强作用。另外，炭黑工业的发展也比较完善，有各种各样牌号的炭黑品种供选择和使用。因此，综合填料的价格、电学性能和稳定性等多种因素，导电炭黑是比较理想的一种导电填料，也是研究和生产中应用最多的一种导电填料。

坡缕石是我国西部储量丰富有待开发利用的重要资源。坡缕石晶体内有与其长度方向一致的孔径为0.32×0.73nm的微孔，孔内含有大量的阻燃元素镁，铝和不同性质的水，如结晶水、羟基结构水、沸石分子水和包结水等，这些水在高温下产生的水蒸气特别对磷系阻燃剂有利，并且坡缕石的多孔和中空结构对气体有着强吸附作用，中空隔热绝热能够阻断热的传递，这些特点使其具有良好的阻燃性能。同时坡缕石具有不挥发、价格低廉、兼有阻燃、抑烟和降低有毒气体的功能，所以是理想的无公害阻燃剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种导电阻燃低烟乙烯-醋酸乙烯酯复合材料。

本发明的另一目的是提供一种导电阻燃低烟乙烯-醋酸乙烯酯复合材料的制备方法。

本发明的导电阻燃低烟乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，是以乙烯-醋酸乙烯酯为基体，以导电炭黑和坡缕石为填料，通过大分子熔融插层法，使填料均匀分散在乙烯-醋酸乙烯酯基体中。

所述乙烯-醋酸乙烯酯与填料的质量比为1∶0.1～1∶0.5；所述填料中，导电炭黑和坡缕石的质量比为1∶1～1∶0.1。

本发明导电阻燃低烟乙烯-醋酸乙烯酯复合材料的制备方法，是将乙烯-醋酸乙烯酯颗粒于40～70℃下真空干燥24～48h，置于双辊筒炼塑机上加热熔融至流动；加入乙烯-醋酸乙烯酯颗粒质量0.1～0.5倍的导电炭黑和坡缕石填料(导电炭黑和坡缕石的质量比为1∶1～1∶0.1)，于110～150℃混炼0.1～0.4小时，然后置于平板硫化机上，于110～150℃，8～10Mpa下压制成型。

在加入填料的同时，加入乙烯-醋酸乙烯酯颗粒质量3.0×10^-3～5×10^-3倍的抗氧化剂，还可加入乙烯-醋酸乙烯酯颗粒质量倍0.01～0.03的润滑剂。

本发明采用的抗氧化剂有2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯，亚磷酸三苯酯等；润滑剂有乙撑基双硬酯酰胺(EBS)，硬脂酸单甘油酯(GMS)或三硬脂酸甘油酯(HTG)。