抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料

抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料。

背景技术

聚乙烯（PE）价格低廉，成型加工容易，而且具有许多优良性能，因而需求量大，应用面广，但其耐有机溶剂和抗静电性能不好、冲击韧性不足、易燃烧等缺点限制它的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能优异、抗静电性能优良、阻燃效能高和加工性能好的抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料，其组分按质量百分数配比为：PE树脂60%～80%、纳米碳酸钙8%～12%、二异氰酸酯0.5%～2%、乙二醇1%～4%、复配型阻燃剂6%～20%、抗静电剂3%～5%、相容剂3%～8%、润滑分散剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的复配型阻燃剂为聚2，6-二溴亚苯基醚50wt%、次膦酸铝25wt%和氢氧化镁25wt%三者混合的复配物。

所述的抗静电剂为硬脂酸单甘酯、硬脂基三甲基季铵盐、硬脂酰胺丙基羟乙基季胺硝酸盐、烷基双（α-羟乙基胺磷酸酯）中的一种或几种的混合物。

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）、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）、马来酸酐接杆乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）中的一种。

所述的润滑分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、乙撑双硬酯酰胺（EBS）中的一种。

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。

上述的抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取聚2，6-二溴亚苯基醚50wt%、次膦酸铝25wt%和氢氧化镁25wt%，使混合均匀，制得复配型阻燃剂，然后在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）将按重量配比称取的纳米碳酸钙和乙二醇加入料筒温度为25℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；

（3）然后在混合机中再加入按重量配比称取的PE树脂、复配型阻燃剂、抗静电剂、相容剂、润滑分散剂和抗氧剂，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10～30分钟；

（4）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～230℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与乙二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体包覆在纳米碳酸钙表面，形成以纳米碳酸钙为核、弹性体为壳的核壳结构，使其发挥各自优点和对PE起到良好的协同增强增韧效果，而且加工性能好，成本低，处理工艺简单；同时对PE抗静电改性效果好，其表面电阻率可达10⁸～10¹¹Ω·m，对PE阻燃改性达UL94V-0级标准，因此本发明制得的PE材料具有较好的实用价值和应用前景。

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：

一种抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料，其组分按质量百分数配比为：PE树脂64%、纳米碳酸钙10%、二异氰酸酯1%、乙二醇2%、复配型阻燃剂12%、硬脂酸单甘酯4%、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）5%、聚乙烯蜡1.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。所述的复配型阻燃剂为聚2，6-二溴亚苯基醚50wt%、次膦酸铝25wt%和氢氧化镁25wt%三者混合的复配物。

制备方法：（1）按重量配比称取聚2，6-二溴亚苯基醚50wt%、次膦酸铝25wt%和氢氧化镁25wt%，使混合均匀，制得复配型阻燃剂，然后在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；（2）将按重量配比称取的纳米碳酸钙和乙二醇加入料筒温度为25℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（3）然后在混合机中再加入按重量配比称取的PE树脂、复配型阻燃剂、硬脂酸单甘酯、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，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10～30分钟；（4）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～230℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料。

实施例2：

一种抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料，其组分按质量百分数配比为：PE树脂70%、纳米碳酸钙8%、二异氰酸酯1%、乙二醇2%、复配型阻燃剂10%、烷基双（α-羟乙基胺磷酸酯）3%、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）5%、EVA蜡0.8%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.2%。所述的复配型阻燃剂为聚2，6-二溴亚苯基醚50wt%、次膦酸铝25wt%和氢氧化镁25wt%三者混合的复配物。

制备方法：（1）按重量配比称取聚2，6-二溴亚苯基醚50wt%、次膦酸铝25wt%和氢氧化镁25wt%，使混合均匀，制得复配型阻燃剂，然后在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；（2）将按重量配比称取的纳米碳酸钙和乙二醇加入料筒温度为25℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（3）然后在混合机中再加入按重量配比称取的PE树脂、复配型阻燃剂、烷基双（α-羟乙基胺磷酸酯）、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）、EVA蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10～30分钟；（4）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～230℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的抗静电阻燃改性和核壳结构增韧增强PE材料。