无卤阻燃聚乙烯材料及其制备方法

无卤阻燃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，具体地说是一种无卤阻燃聚乙烯材料及其制备方法。

背景技术

目前，聚乙烯的阻燃主要采用卤素/三氧化二锑体系，由于卤素类阻燃剂在燃烧时放出大量具有毒性、腐蚀性强的卤化氢气体，严重污染环境，因此，无卤阻燃聚乙烯的研制与开发受到国内外同行的广泛关注。以氢氧化镁/氢氧化铝/红磷为主的无机阻燃体系是常用的无卤阻燃体系，但该阻燃体系的阻燃效率低，阻燃剂添加量很大（超过50%），严重影响了材料的力学性能和加工性能。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种低烟无卤阻燃效果好和具有良好力学性能的无卤阻燃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：无卤阻燃聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯50%～80%、复配型无卤阻燃剂15%～30%、增强剂5%～10%、相容剂2%～5%、润滑剂0.5%～2%、偶联剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的复配型无卤阻燃剂为聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%三者混合的复配物。

所述的增强剂为纳米碳酸钙。

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）。

所述的润滑剂为聚乙烯蜡。

所述的偶联剂为铝钛复合偶联剂。

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。

上述的无卤阻燃聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%，使混合均匀，制得复配型无卤阻燃剂，然后在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）按重量配比称取增强剂和偶联剂，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增强剂，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、复配型无卤阻燃剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；

（3）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，即得本发明的无卤阻燃聚乙烯材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的无卤阻燃聚乙烯材料不仅具有很好的无卤阻燃性（氧指数达到30），达到UL94-0阻燃级标准，发烟量小，无毒，无熔滴现象等，而且材料的分散性好，外观良好，同时具有较高的冲击韧性、拉伸强度和热稳定性，其综合性能优良，可广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业。

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：

一种无卤阻燃聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯70%、复配型无卤阻燃剂15%、纳米碳酸钙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）4%、聚乙烯蜡1.5%、铝钛复合偶联剂0.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物1%。其中，所述的复配型无卤阻燃剂为聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%三者混合的复配物。

制备方法：（1）按重量配比称取聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%，使混合均匀，制得复配型无卤阻燃剂，然后在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）按重量配比称取纳米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100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面活化处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、复配型无卤阻燃剂、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）、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，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（3）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，即得本发明的无卤阻燃聚乙烯材料。

实施例2：

一种无卤阻燃聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯55%、复配型无卤阻燃剂28%、纳米碳酸钙10%、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）4%、聚乙烯蜡1.6%、铝钛复合偶联剂0.8%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.6%。其中，所述的复配型无卤阻燃剂为聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%三者混合的复配物。

制备方法：（1）按重量配比称取聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%，使混合均匀，制得复配型无卤阻燃剂，然后在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）按重量配比称取纳米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100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面活化处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、复配型无卤阻燃剂、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）、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，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（3）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，即得本发明的无卤阻燃聚乙烯材料。