一种阻燃改性聚乙烯材料及其制备方法

一种阻燃改性聚乙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种阻燃改性聚乙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯是一种质轻无毒，具有优良的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性材料，其价格低廉，成型加工容易，广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业，其中应用于电线电缆行业尤甚。同时聚乙烯有耐燃性差的缺点，其制作的电缆有时在高温、发热、放电等条件下，很容易燃烧而引起火灾。因此，聚乙烯阻燃问题逐渐被重视。近年来，环保呼声日益增高，使用阻燃剂在获得综合性能优良的聚乙烯材料的同时，也要充分考虑到对环境的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无卤硅系阻燃、低烟、无毒、热值低和具有良好加工性能、机械性能、耐热性能的阻燃改性聚乙烯材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻燃改性聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯45%～70%、硅系阻燃剂12%～25%、阻燃协同剂3%～8%、碳酸钙15%～30%、分散剂0.5%～2%、偶联剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的硅系阻燃剂为聚硅氧烷阻燃剂、聚硅阻燃剂、硅磷酸酯阻燃剂中的一种。

所述的阻燃协同剂为纳米氢氧化铝、硼酸锌、聚磷酸铵（PPA）与混合物、硬脂酸镁中的一种。

所述的分散剂为聚乙烯蜡。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝钛复合偶联剂。

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。

上述的一种阻燃改性聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取碳酸钙和偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、硅系阻燃剂、阻燃协同剂、分散剂和抗氧剂，继续混合5～20分钟；

（2）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼5～30分钟，温度控制在150℃～200℃，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种阻燃改性聚乙烯材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用添加硅系阻燃剂共混制得的一种阻燃改性聚乙烯材料，不仅具有优异的阻燃性（氧指数为32以上），达到UL94-0阻燃级标准，而且低烟，无毒，防熔滴，环境友好，循环使用效果较好，可满足人们对阻燃的严格要求，同时还能改善材料的加工性能、机械性能、耐热性能等，具有很好的发展潜力和应用前景。

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：

一种阻燃改性聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯55%、聚硅氧烷阻燃剂18%、纳米氢氧化铝5%、碳酸钙20%、聚乙烯蜡1%、硅烷偶联剂0.4%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.6%。

制备方法：（1）按重量配比称取碳酸钙和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、聚硅氧烷阻燃剂、纳米氢氧化铝、聚乙烯蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续混合5～20分钟；（2）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼5～30分钟，温度控制在150℃～200℃，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种阻燃改性聚乙烯材料。

实施例2：

一种阻燃改性聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯45%、聚硅阻燃剂24%、硼酸锌8%、碳酸钙20%、聚乙烯蜡1.5%、铝钛复合偶联剂0.6%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.9%。

制备方法：（1）按重量配比称取碳酸钙和铝钛复合偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、聚硅阻燃剂、硼酸锌、聚乙烯蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续混合5～20分钟；（2）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼5～30分钟，温度控制在150℃～200℃，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种阻燃改性聚乙烯材料。

实施例3：

一种阻燃改性聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯64%、硅磷酸酯阻燃剂12%、聚磷酸铵（PPA）与混合物3%、碳酸钙20%、聚乙烯蜡0.5%、硅烷偶联剂0.2%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.3%。

制备方法：（1）按重量配比称取碳酸钙和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、硅磷酸酯阻燃剂、聚磷酸铵（PPA）与混合物、聚乙烯蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续混合5～20分钟；（2）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼5～30分钟，温度控制在150℃～200℃，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种阻燃改性聚乙烯材料。