[发明专利]一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法；所述功能母粒以多重复合包覆的十溴二苯乙烷为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆十溴二苯乙烷55.0～70.0 wt.%、三氧化二锑15.0～30.0 wt.%、乙烯－辛烯共聚物9.0～13.0 wt.%、苯乙烯～丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0～2.0 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%；本发明所制备的功能母粒与传统阻燃功能母粒相比，显著提高了溴系阻燃剂的热稳定性，有效减少了热机械加工过程中出现的材料黄变现象，增强了国产溴系阻燃剂对聚乙烯的阻燃效果。

技术领域

本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法。

背景技术

聚乙烯是一种应用极其广泛的通用塑料，其应用遍及日用杂品、家用电器、工业电子电器、汽车、轨道交通等领域。然而，聚乙烯的极限氧指数仅17.6 vol.%，属于极易燃烧的高分子材料。当聚乙烯被应用于电子电器及交通运输工具领域时，往往需要实施阻燃改性来提高其使用安全性。聚乙烯的阻燃改性可通过加入阻燃剂并经过双螺杆挤出机的熔融共混来实现。所用阻燃剂按阻燃元素类别分类，通常可分为卤系（卤系又分为氯系和溴系）、磷系、锑系、镁系、硼系、钼系等等。这些阻燃剂虽然能够有效阻止聚乙烯被引燃并抑制火焰传播，提高聚乙烯的抗燃烧性能，但聚乙烯所特有的碳氢链分子结构特征，使其很难实现高等及的阻燃水平。虽然可应用于聚乙烯阻燃改性的阻燃剂种类繁多，但是大多数阻燃剂的阻燃效果有限，添加量大，不但严重影响聚乙烯阻燃改性产品的综合力学性能，且很难实现UL94 V0级的高等级阻燃。目前，所公认的聚乙烯阻燃改性最有效的阻燃剂为十溴二苯乙烷。

十溴二苯乙烷作为一种聚乙烯常用的新型、广谱、高效、环保的添加型溴系阻燃剂，国内外生产技术水平差距很大，目前高效高品质十溴二苯乙烷的先进生产技术仍然为发达国家所掌控，国内外高端十溴二苯乙烷产品仍被欧美等发达国家的跨国公司所垄断，而国内十溴二苯乙烷的生产厂商由于其生产技术与发达国家存在明显差距，阻燃剂产品存在热稳定性差、分子中溴原子不稳定等缺陷，无法与国外产品竞争。当前国产十溴二苯乙烷应用于对聚乙烯阻燃改性加工中时，普遍存在热机械加工易分解、易黄变、流动性差、阻燃效果不及进口产品等缺陷明显。随着国外贸易纠纷及高关税的影响，从发达国家进口十溴二苯乙烷的经济性越来越差，且增加了使用企业的生产成本，导致所制造产品的竞争力下降。因此，开发高品质的国产十溴二苯乙烷迫在眉睫。然而，十溴二苯乙烷的合成过程较复杂，以目前国内企业的技术水平，很难在短时间内研发出先进的生产技术，从而在产品质量上赶上发达国家的溴系阻燃剂制造水平。因此，需要寻找简单而便捷的途径来有效改性国产十溴二苯乙烷存在的缺陷。除上述问题外，在包括聚乙烯在内的塑料阻燃改性及加工技术实施过程中，还存在一些共性问题，即阻燃剂及阻燃协效剂往往是粉体，且添加量较大，直接采用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混时，由于物料在挤出机的机筒内的停留时间有限，很难将聚合物熔融与阻燃剂充分混合。此外，由于共混挤出过程中大量阻燃剂粉体相互间机械摩擦产生内热，会引发溴系阻燃剂分解和溴素脱落，不仅导致阻燃效果受损、材料发生黄变，还会造成改性塑料的物理机械性能下降。

发明内容

针对采用国产十溴二苯乙烷阻燃剂对聚乙烯实施阻燃改性技术实施过程中存在的品质和加工问题，本发明提出一条全新的解决思路：采用多层次高致密度阻燃增效材料对十溴二苯乙烷进行包覆，然后再将所包覆的十溴二苯乙烷与阻燃协效剂、载体树脂和其它助剂复合制备阻燃功能母粒，双管齐下解决国产十溴二苯乙烷热稳定性差、加工过程中易分解、易黄变、流动性差、分散不均匀、阻燃效果受损等缺陷问题。

本发明的目的是：针对采用国产十溴二苯乙烷对聚乙烯实施阻燃改性技术实施过程中存在的品质和加工问题，提供一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，该阻燃增效功能母粒与传统塑料阻燃功能母粒相比，提高了国产十溴二苯乙烷阻燃剂的热稳定性和流动分散性，从而提升阻燃效率，能够以更少的母粒添加量取得与传统阻燃功能母粒相同的阻燃效果，并可有效降低改性聚乙烯复合阻燃复合物的力学性能损失；