[发明专利]低烟无卤阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种低烟无卤阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯（PE）是一种质轻无毒，具有优良的电绝缘性能，耐化学腐蚀性能的热塑性塑料，它的强度较高，耐寒性好，成型加工方便，被广泛使用于建筑、交通运输、电线电缆、化工机械等行业，其中应用于电气，电缆行业尤甚。但是聚乙烯具有耐燃性差的缺点，它是一种易燃高分子材料，氧指数为17.5。在制作电线电缆时在高压、发热等条件下，很容易燃烧引起火灾，所以人们对聚乙烯塑料常常采用阻燃处理，使之达到难燃的目的。

塑料阻燃技术根据阻燃剂的类型可归纳为两种阻燃方法：一是添加阻燃剂的方法，即在聚合物中添加有效阻燃剂（包括不燃性填料和基材），使聚合物具有阻燃性；另一种是使用阻燃性聚合物的方法，即用反应型阻燃剂改变聚合物本身的化学结构，使聚合物本身具有阻燃性。聚乙烯的阻燃技术主要是以添加方式为主。国外早期采用含卤阻燃剂，同时添加协效剂三氧化二锑，其阻燃效果比较好，但发烟量大，还会产生一些有害气体，这种烟雾和腐蚀性有害气体不仅腐蚀各种仪器设备，特别是精密仪器，而且防碍消防工作和人员疏散，从而造成所谓的“二次灾害”。因此，近年来这类阻燃聚乙烯产量逐年减少。为了达到低烟、低毒阻燃的目的，目前国外大力发展添加型无卤阻燃技术，即添加氢氧化铝、氢氧化镁阻燃剂等，氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂受热时会释放结晶水，吸收大量热能，从而抑制聚合物温度上升，延缓热分解，降低燃烧速度。此外，脱水分解所产生的水蒸气，能稀释可燃性气体，从而起到阻燃效果。在美国这类无机阻燃剂的用量大约占阻燃剂总量的一半以上，它们具有无毒、不挥发、不析出、价廉、资源丰富、不产生腐蚀性气体、发烟量少等优点，但是它们也存在着一些缺点，一是这类阻燃剂与聚乙烯之间的相容性差，起不到增强作用；二是它们的分解温度相对较低，加工工艺受到一定限制；三是填充量较高，会降低聚乙烯的加工性能及各种物性指标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好阻燃性能和较高拉伸强度的低烟无卤阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：低烟无卤阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯50%～70%、无机阻燃剂20%～40%、阻燃增效剂5%～10%、相容剂3%～8%、润滑剂0.5%～2%、偶联剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、色料0～1%。

所述的无机阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁。

所述的阻燃增效剂为微胶囊化红磷。

所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）、马来酸酐接杆乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物（EPDM-g-MAH）中的一种。

所述的润滑剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬酯酰胺（EBS）中的一种。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的低烟无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取无机阻燃剂和偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面活化处理好的无机阻燃剂，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、阻燃增效剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂和色料，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；

（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的低烟无卤阻燃聚乙烯复合材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的低烟无卤阻燃聚乙烯复合材料不仅具有较好的阻燃性（氧指数达到28以上），发烟量小，无毒，无熔滴现象等，而且还具有较高的拉伸强度，机械性能稳定，其热稳定性和水解稳定性进一步改善和提高。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种低烟无卤阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯54%、氢氧化铝30%、微胶囊化红磷8%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）5%、聚乙烯蜡1.5%、硅烷偶联剂0.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.6%、色料0.4%。