[发明专利]一种用于制备聚乙烯材料的无卤低烟阻燃剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤抑烟阻燃剂，尤其涉及一种用于制备聚乙烯材料的无卤低烟阻燃剂，属于复合材料技术领域。

背景技术

近三十年来，我国国民经济在改革开放的方针指引下，取得了空前迅速的发展，但是火灾危害程度却是建国以来最为严重的时期。尽管九十年代中后期，各级政府和社会各界对消防工作引起了高度重视，也加大了消防投入，但并未遏止火灾上升的势头，尤其是近一两年来发生的严重火灾事故，它不仅警示群死群伤火灾呈现“反弹”趋势，而且也反映出当前阻燃材料的研发和应用严重滞后于经济建设和社会发展的客观现实。

目前，阻燃材料的分类主要有含卤阻燃材料和无卤阻燃材料两大类。卤系阻燃剂是目前用量最大的阻燃剂，具有阻燃效果好，阻燃剂品种多等优点，但由于卤素元素的化学性质，卤系阻燃剂也存在着许多不容忽视的缺点。首先，卤系阻燃剂在高温、明火情况下会放出卤化氢气体并伴有浓烟。调查统计数据表明，由卤素燃烧所产生的卤化氢气体而导致人体窒息是建筑物火灾中伤亡的最直接因素。其次，卤系阻燃剂（特别是多溴苯醚）大多可以分解产生可萃取性有机化合物，这是一种环境持久性有机化合物，具有亲脂疏水、难降解等特点，能通过各种方式在人体中富集，对人体健康危害极大。随着关注生命健康、可持续发展和环境保护的呼声越来越高，进入21世纪以来，西方国家逐步提出了禁用多溴苯醚的相关法律法规条款，禁用范围也逐步扩大。使得利用无卤阻燃剂替代含卤阻燃剂已经变成一个必然的趋势。

无卤阻燃剂主要有磷系阻燃剂，氮系阻燃剂，无机矿物类阻燃剂等。无卤阻燃剂主要优点是成本低，燃烧后无毒性物质释放，但缺点是阻燃效率低，阻燃剂添加量大，大部分情况下会降低复合材料的力学性能，严重阻碍了复合材料的使用范围。因此，开发高性价比的无卤阻燃剂是当前阻燃行业的需要攻克的难点，也是今后的研究热点。

聚乙烯材料是一种具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-70℃～-100℃）、电绝缘性和化学稳定性，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸），但耐热、抗老化性差，氧指数非常低。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀。聚乙烯对于环境应力（化学与机械作用）很敏感，其性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。由于聚乙烯良好的性能，它在各行业均有广泛的用途，但如果在建筑、电线电缆、家电制造、汽车工业、通信航天等领域，若所使用聚乙烯不具有阻燃性，则非常容易发生火灾，造成各种财产和生命损失。因此开发一种具有无卤低烟阻燃的聚乙烯材料是刻不容缓的，也是非常有市场前景的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种用于制备聚乙烯材料的无卤低烟阻燃剂。

本发明用于制备聚乙烯材料的无卤低烟阻燃剂，是由甲基膦酸二甲酯，硬脂酸钠改性的Mg(OH)₂，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷，坡缕石黏土及四苯基卟啉锌复配而成：其中各组分的重量比如下：

甲基膦酸二甲酯10~15份，硬脂酸钠改性Mg(OH)₂5~10份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷0.1~0.5份，坡缕石黏土2~8份，四苯基卟啉锌0.3~1份。

优选配比：甲基膦酸二甲酯12~13份，硬脂酸钠改性Mg(OH)₂7~9份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷0.3~0.4份，坡缕石黏土4~6份，四苯基卟啉锌0.5~0.8份。

最佳配比：甲基膦酸二甲酯12份，硬脂酸钠改性Mg(OH)₂8份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷0.3份，坡缕石黏土5份，四苯基卟啉锌0.6份。

下面对利用本发明阻燃剂制备的聚乙烯材料的阻燃性能和抑烟效果进行说明。

阻燃聚乙烯的制备：取聚乙烯100份，复配阻燃剂17.4~34.5份，放入高速混合机中搅拌30分钟左右，加入双螺杆挤出机中混炼造粒即得阻燃聚乙烯材料。

阻燃聚乙烯的性能：氧指数不低于32，无焰条件下烟密度不高于75，抗拉强度不低于12MPa，断裂伸长率不低于180%，是一种性能非常良好的改性无卤低烟阻燃聚乙烯复合材料，该材料可以广泛应用于电线电缆，建筑等领域。所制备产品若需要交联处理，经过常规辐照交联后不影响该材料的阻燃性能，其机械性能会进一步提高。

具体实施方式

下面通过实验对利用本发明阻燃剂制备的聚丙烯材料的阻燃性能和抑烟效果作进一步说明。

实施例1