[发明专利]复合无机阻燃剂及其在阻燃EVA复合材料中的应用

说明书

技术领域

本发明属于阻燃热塑性塑料改性的技术领域，特别涉及空心玻璃微珠与无机阻燃剂复配及其在阻燃EVA复合材料中的应用。 

背景技术

据《聚合物燃烧与阻燃技术》(张军，纪奎江，夏延致等编著，化学出版社，2005年4月)介绍，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物本身属于比较易燃聚合物材料，其氧指数仅17.0-19.0％，随醋酸乙烯酯含量的增加而有所增加，但成炭率低，燃烧时产生熔滴，所以在很多应用场合都要求对其进行阻燃改性。目前，国内外对乙烯-醋酸乙烯酯阻燃处理主要采用添加型阻燃剂。据《先进聚合物加工技术》(Polymers for Advanced Technologies 22：379-394，2011)介绍，已用和可用于阻燃乙烯-醋酸乙烯酯的无卤添加型阻燃剂中，氢氧化物阻燃剂是最经常使用的，它价廉，无毒，抑烟。氢氧化物阻燃剂主要是通过受热释放水蒸气隔绝火焰，稀释氧气，同时分解产生的金属氧化物促进聚合物在燃烧时稠环炭化，起到固相阻燃作用。但在达到阻燃目的的同时，添加大量的氢氧化物阻燃剂会恶化乙烯-醋酸乙烯酯复合材料的力学性能。通常采用一种协效剂与氢氧化物阻燃剂复配阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，进一步提高氢氧化物阻燃剂的阻燃效率。根据《聚合物降解与稳定》(Polymer Degradation and Stability 97：863-869，2012)，《聚合物降解与稳定》(Polymer Degradation and Stability 85：633-639，2004)，《国际高分子聚合物》(Polymer International，49：1216-1221，2000)，中国专利(CN101012326A)和中国专利(CN102153802A)介绍，与氢氧化物阻燃剂有较好协同阻燃效果的主要有纳米粘土，气相白炭黑，硼酸锌，膨胀石墨，有机蒙脱土，二茂铁和有机硅树脂类等。然而用氢氧化物阻燃剂或者氢氧化物阻燃剂和协效剂处理后的乙烯-醋酸乙烯酯虽然表现出阻燃效果好、低烟无毒和一定程度的耐熔滴等特性，但所需阻燃剂的添加量较大，使材料的力学性能(如拉伸强度，断裂强度)下降。 

空心玻璃微珠(中空玻璃微珠)是一种中空、薄壁、坚硬、轻质的球体，由无机材料构成，按化学成份有：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等，为内部充斥CO₂等气体的封闭微型球体，本身具有不燃性，而且能促进炭层形成，进而起到隔热及减缓可燃性气体逸出的作用，具有质轻、低导热、无毒、不燃，化学稳定性好、高分散等优点。 

发明内容

为了提供一种阻燃效率高的阻燃剂，本发明提供了空心玻璃微珠作为阻燃协效剂在制备复合无机阻燃剂中的应用。 

基于空心玻璃微珠作为阻燃协效剂在制备复合无机阻燃剂中的应用，本发明使用空心玻璃微珠作为阻燃协效剂与无机阻燃剂进行复配，组成一种质量份数为0.25-2的空心玻璃微珠和质量份数为48-54.75的复合无机阻燃剂。 

作为优选的是：所述的无机阻燃剂为氢氧化物阻燃剂和/或镁盐晶须。 

进一步地，作为优选的是：所述的氢氧化物阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、层状双氢氧化物的至少一种。 

作为优选的是：所述的空心玻璃微珠密度为0.10-0.70g/cm³，粒径为0.01-400μm。 

进一步地，作为优选的是：所述的空心玻璃微珠为WSKT 5020、WSKT 6019、WSKT7014中的一种或多种。 

本发明还提供了上述复合无机阻燃剂的制备方法，步骤为：将空心玻璃微珠和无机阻燃剂按照配比在20-60℃下混合5min-3h。 

本发明进一步的提供了上述复合无机阻燃剂在制备阻燃EVA复合材料中的应用。 

基于这种应用，为了减少热塑性塑料阻燃改性时阻燃剂的添加量，防止力学性能下降，本发明使用复合无机阻燃剂对EVA复合材料进行阻燃改性，组分和质量份数为，乙烯-醋酸乙烯酯：45-55，无机阻燃剂：43-54.75，空心玻璃微珠0.25-2。 

在保证阻燃效果的同时，减少了阻燃添加剂的总量，而且热稳定性好，克服现有阻燃剂添加量较大，加工过程中熔体粘度大而带来能耗高的问题，耐溶滴性有待提高的缺点，从而减小由于添加剂造成的对材料力学性能(如拉伸强度、断裂强度)下降的影响。 

本发明进一步地提供了使用复合无机阻燃剂对EVA复合材料进行阻燃改性的方法，其步骤为：