[发明专利]低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种防火材料技术领域的材质及其制备方法，具体是一种低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法。

背景技术

在聚烯烃复合材料中，聚乙烯(PE)是世界五大通用塑料之一，具有质轻、无毒，价格低廉，耐化学腐蚀，同时加工成型方便等特点，应用广泛。但聚乙烯的极限氧指数仅为18，在遇热和放电过程中极易燃烧且产生大量烟雾。聚乙烯在阻燃性能上的缺陷限制了它的应用，因此需要对聚乙烯进行阻燃改性。

半个世纪以前，人们就研究了卤系阻燃剂在聚乙烯中的应用，发现添加量少且阻燃效果好。但是由于其发烟量大且燃烧过程中会产生有毒、腐蚀性气体，会造成“二次污染”。而无卤阻燃剂以其低发烟量和无毒性逐步得到广泛应用，其中常用的无卤阻燃剂有氢氧化镁和氢氧化铝。氢氧化物阻燃剂的添加量大，且由于极性大，与材料的相容性不好，对材料的力学性能损伤严重。

因此需要保持材料的力学性能，同时结合氢氧化物阻燃剂的低烟无毒阻燃性。

经过对现有技术的检索发现，刘玲在《中国塑料》2002年第16卷第3期上报导了用线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物作为无卤电缆材料主体，氢氧化镁为主阻燃剂研制无卤阻燃电缆料。当氢氧化镁的含量到达150份时，极限氧指数能达到30，但是拉伸强度和冲击强度降低明显。

美国专利GB2190384A中公开了一种无卤阻燃复合材料，基体为一种聚烯烃和一种弹性体，同时加入乙烯-丙烯酸共聚物，以氢氧化镁为阻燃剂。其中乙烯-丙烯酸共聚物以离聚物的形式存在。专利中报道乙烯-丙烯酸共聚物与硬脂酸锌之间能形成离子键，在125℃时能有效的降低体系的熔融指数，同时提高极限氧指数，达到31％。

中国专利CN 1796450A公开了一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法，以乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯作为基体材料，加入氢氧化镁和氢氧化铝两种氢氧化物作为阻燃剂，同时加入乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐共聚物，以低分子量的乙烯-丙烯酸共聚物的盐类作为加工助剂，拉伸强度达到10MPa，断裂伸长率超过200％，而氧指数最高达到35％。

已有技术中无卤阻燃剂在高填充下，难于制备兼有强度高而阻燃性能又优异的无卤阻燃材料。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法，在保持聚烯烃树脂原有性能的基础上具有良好的阻燃性能，使得力学性能和阻燃性能达到一个最优比。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料，其组份及其含量为：聚烯烃0～100重量份、乙烯-丙烯酸共聚物0～100重量份以及氢氧化镁100～160重量份。

所述的聚烯烃为：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或乙烯-辛烯共聚物中的一种或其组合，其中：线性低密度聚乙烯的密度为0.91-0.92g/cm³；高密度聚乙烯的密度为0.954-0.962g/cm³；低密度聚乙烯的密度为0.925g/cm³；乙烯-辛烯共聚物的密度为0.863g/cm³。

所述的乙烯-丙烯酸共聚物中丙烯酸含量为8.5-10.5wt％。

所述的氢氧化镁的粒径＜2μm且质量百分比纯度＞90％。

本发明涉及上述低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料的制备方法，通过将聚烯烃和乙烯-丙烯酸共聚物共混后作为基体树脂并加入高填充的氢氧化镁作为阻燃剂进行混炼，然后经热压处理后制备得到低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料。

所述的氢氧化镁的用量为140重量份，基体树脂的用量为100重量份；

所述的基体树脂中聚烯烃和乙烯-丙烯酸共聚物的比例为100∶0～0∶100。

所述的混炼是指：采用密炼机在130～170℃的共混温度下混炼7～15分钟，密炼机转速为30～80转。

所述的热压处理是指：将混炼后复合材料置入模具中，依次在180℃下预热10分钟、在15MPa下热压5分钟，再冷压5分钟成型。

本发明制备得到的聚烯烃复合材料的氧指数从28％提高到了39％；断裂伸长率从1.7％提高到24.4％；冲击强度从43J/m提高到221J/m。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。