專利名稱：一種坡縷石－線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以坡縷石為阻燃劑制備的線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。
背景技術(shù)：
阻燃劑是一種能阻止材料引燃或抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦窃?0世紀50年代后期隨高分子材料的需要而發(fā)展起來的。傳統(tǒng)的阻燃劑，如我國仍然廣泛使用的溴系阻燃劑，雖然具有優(yōu)良的阻燃性，但是一旦發(fā)生火災(zāi)，由于熱分解和燃燒，就會產(chǎn)生大量的煙霧和有毒的腐蝕性氣體，從而妨礙救火和人員的疏散，并腐蝕儀器和設(shè)備。無機阻燃劑燃燒時發(fā)煙量低，且不產(chǎn)生有毒、腐蝕性氣體，是目前正在研究和使用的最理想的阻燃劑。歐美和日本，無機系列阻燃材料已占所有阻燃產(chǎn)品的50％～70％，主要是Al(OH)3和Mg(OH)2為添加劑的阻燃材料，但這些添加劑的添加量大，惡化材料物理性能，在有些情況下不利于推廣應(yīng)用。
目前，高分子材料中使用的常規(guī)阻燃劑，占主導(dǎo)地位的還是鹵系(如十溴聯(lián)苯醚)、磷--鹵系(含鹵素的磷酸酯)阻燃劑。采用含有鹵素的阻燃劑阻燃的高分子材料在燃燒時使煙、毒氣和腐蝕性氣體的生成大大增加，在使用過程中，必須加入氧化銻或銻酸鈉作為協(xié)效劑，但銻資源也有限。無鹵磷-氮系阻燃劑是目前研究和開發(fā)的熱門領(lǐng)域，其優(yōu)點是低煙、低毒，并且具有高效阻燃作用，已經(jīng)成功地應(yīng)用于一些受熱不結(jié)炭的聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等高分子材料中。
無鹵磷-氮系阻燃劑是以磷、氮為主要成份的阻燃劑，它不含鹵素，也不采用氧化銻為協(xié)效劑。含有這類阻燃劑的高聚物受熱時，紅磷先解聚為P4，然后再吸收坡縷石粉體水汽水化成磷酸。磷酸進一步縮合成聚偏磷酸，在聚合物表面形成玻璃狀覆蓋物，并放出氮氣和水，降低了氣相中的氧氣濃度，抑制了燃燒，從而發(fā)揮了紅磷的凝聚相阻燃作用。聚偏磷酸的生成加之坡縷石的存在，使燃燒形成炭化層，阻止了熱量和氧氣的進入也阻止了熱解產(chǎn)生的小分子可燃性氣體進入氣相，從而又達到了氣相阻燃的目的。
坡縷石晶體內(nèi)有與其長度方向一致的孔徑為0.32×0.73nm的微孔，孔內(nèi)含有大量的阻燃元素鎂，鋁和不同性質(zhì)的水，如結(jié)晶水、羥基結(jié)構(gòu)水、沸石分子水和包結(jié)水等，這些水在高溫下產(chǎn)生的水蒸氣特別對磷系阻燃劑有利，并且坡縷石的多孔和中空結(jié)構(gòu)對氣體有著強吸附作用，中空隔熱絕熱能夠阻斷熱的傳遞，這些特點使其具有良好的阻燃性能。坡縷石具有不揮發(fā)、價格低廉、兼有阻燃、抑煙和降低有毒氣體的功能，所以是理想的無公害阻燃劑。
線性低密度聚乙烯，簡稱LLDPE，它是良好的熱塑性塑料。LLDPE具有優(yōu)良的柔韌性、透明性、耐候性、耐化學(xué)藥品性以及與填料、色料的相容性。主要用于滾塑制品中型或大型的厚壁中空及開口的具有復(fù)雜形狀的部件；制造電線電纜料、薄膜、管材(燃氣配管)、片材、家用電器部件和混合料。近年來世界各地對LLDPE的需求呈巨大上升趨勢，就我國來說，需求量上升趨勢明顯，從1988年3kt增大到1998年的896kt。但LLDPE極易燃，限制了其在家電、建筑、建材、電纜絕緣等方面的應(yīng)用，故在生產(chǎn)中LLDPE的阻燃性越來越引起人們的重視。坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料由于具有燃燒時煙霧少，生成的炭層能有效防止聚合物的熔滴等優(yōu)點，故是一種理想的阻燃材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效、價廉、低毒、低煙、無環(huán)境污染的復(fù)合阻燃材料。
本發(fā)明的坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料，是將粉碎到100～5000目的坡縷石粉體、無鹵阻燃劑、線性低密度聚乙烯以1∶1∶1～1∶15∶100的重量比充分混合，以常規(guī)的煉塑工藝混煉而成。
其中無鹵阻燃劑為三聚氰胺、紅磷、氫氧化鎂中的至少一種。
當無鹵阻燃劑為紅磷與三聚氰胺的混合物時，紅磷與三聚氰胺的重量比為1∶0.1～1∶15。
當無鹵阻燃劑為紅磷與氫氧化鎂的混合物時，紅磷與氫氧化鎂的重量比為1∶0.1～1∶15。
當無鹵阻燃劑為三聚氰胺與氫氧化鎂的混合物，三聚氰胺與氫氧化鎂的重量比為1∶0.1～1∶15。
當無鹵阻燃劑為紅磷、三聚氰胺、氫氧化鎂三者的混合物時，紅磷、三聚氰胺、氫氧化鎂的重量比為1∶0.1∶0.1～1∶15∶15。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明的復(fù)合阻燃材料以天然坡縷石及無鹵阻燃劑為復(fù)合阻燃劑，與具有良好熱塑性能的線性低密度聚乙烯混合密煉而成，具有良好的阻燃性能。經(jīng)測定本發(fā)明的復(fù)合阻燃材料的氧指數(shù)可達到28以上，燃燒性能為UL94-1～UL94-0級。
2、本發(fā)明以天然坡縷石及無鹵阻燃劑為復(fù)合阻燃劑，在燃燒時不產(chǎn)生有毒氣體，環(huán)保、無污染；同時，無鹵阻燃劑燃燒時在聚合物表面形成一層玻璃狀覆蓋物，并有封閉結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)泡沫層，此層具有阻燃、隔氧、消煙和防滴落四重功效。
3、本發(fā)明的復(fù)合阻燃材料生產(chǎn)工藝簡單，原料來源廣泛，價格低廉，從而大大降低了阻燃材料的成本，對阻燃材料的工業(yè)化生產(chǎn)有巨大的推動作用。
具體實施例方式
下面通過具體實例進一步說明線性低密度聚乙烯阻燃材料阻燃效果實施例1先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um，下同)，再將坡縷石粉體、三聚氰胺、線性低密度聚乙烯按1∶1∶1的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例2先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、紅磷、線性低密度聚乙烯按1∶10∶50的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例3先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、氫氧化鎂、線性低密度聚乙烯按1∶15∶100的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例4先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、紅磷與三聚氰胺的混合物(其中紅磷與三聚氰胺的重量比為1∶0.1)、線性低密度聚乙烯按1∶1∶1的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例5先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、紅磷與三聚氰胺的混合物(其中紅磷與三聚氰胺的重量比為1∶1)、線性低密度聚乙烯按1∶5∶10的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例6先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、紅磷與三聚氰胺的混合物(其中紅磷與三聚氰胺的重量比為1∶15)、線性低密度聚乙烯按1∶8∶80的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例7先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、紅磷與氫氧化鎂的混合物(其中紅磷與氫氧化鎂的重量比為1∶0.1)、線性低密度聚乙烯按1∶1∶1的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例8先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、紅磷與氫氧化鎂的混合物(其中紅磷與氫氧化鎂的重量比為1∶1)、線性低密度聚乙烯按1∶10∶20的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例9先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、紅磷與氫氧化鎂的混合物(其中紅磷與氫氧化鎂的重量比為1∶15)、線性低密度聚乙烯按1∶15∶10的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例10先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、三聚氰胺與氫氧化鎂中的混合物(其中三聚氰胺與氫氧化鎂中的重量比為1∶0.1)、線性低密度聚乙烯按1∶1∶10的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例11先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、三聚氰胺與氫氧化鎂中的混合物(其中三聚氰胺與氫氧化鎂中的重量比為1∶8)、線性低密度聚乙烯按1∶6∶60的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例12先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)，再將坡縷石粉體、三聚氰胺與氫氧化鎂中的混合物(其中三聚氰胺與氫氧化鎂中的重量比為1∶15)、線性低密度聚乙烯按1∶15∶100的重量比以機械摻混的方式充分混合，以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例13先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)的粉體；再將紅磷、三聚氰胺、氫氧化鎂按1∶0.1∶0.1的重量比以機械摻混的方式充分混合成復(fù)合阻燃劑；然后坡縷石粉體、所得復(fù)合阻燃劑、線性低密度聚乙烯按1∶1∶1的重量比以機械摻混的方式充分混合，并以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例14先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)的粉體；再將紅磷、三聚氰胺、氫氧化鎂按1∶1∶5的重量比以機械摻混的方式充分混合成復(fù)合阻燃劑；然后坡縷石粉體、所得復(fù)合阻燃劑、線性低密度聚乙烯按1∶10∶20的重量比以機械摻混的方式充分混合，并以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
實施例15先將天然坡縷石精選后粉碎至100～5000目(顆粒度為0.26-2.00um)的粉體；再將紅磷、三聚氰胺、氫氧化鎂按1∶15∶15的重量比以機械摻混的方式充分混合成復(fù)合阻燃劑；然后坡縷石粉體、所得復(fù)合阻燃劑、線性低密度聚乙烯按1∶15∶100的重量比以機械摻混的方式充分混合，并以常規(guī)的注塑工藝在注塑機上注塑成型，得坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料。經(jīng)測定，其氧指數(shù)可達到28，燃燒性能為UL94-1級。
權(quán)利要求
1.一種坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃材料，其特征在于是將粉碎到100～5000目的坡縷石粉體、無鹵阻燃劑、線性低密度聚乙烯以1∶1∶1～1∶15∶100的重量比充分混合，以常規(guī)的煉塑工藝混煉而成。
2.如權(quán)利要求1所述坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃劑，其特征在于所述無鹵阻燃劑為三聚氰胺、紅磷、氫氧化鎂中的至少一種。
3.如權(quán)利要求2所述坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃劑，其特征在于所述無鹵阻燃劑為紅磷與三聚氰胺的混合物，且紅磷與三聚氰胺的重量比為1∶0.1～1∶15。
4.如權(quán)利要求2所述坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃劑，其特征在于所述無鹵阻燃劑為紅磷與氫氧化鎂中的任何兩種的混合物，其中紅磷與氫氧化鎂的重量比為1∶0.1～1∶15。
5.如權(quán)利要求2所述坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃劑，其特征在于所述無鹵阻燃劑為三聚氰胺與氫氧化鎂中的混合物，且三聚氰胺與氫氧化鎂的重量比為1∶0.1～1∶15。
6.如權(quán)利要求2所述坡縷石-線性低密度聚乙烯復(fù)合阻燃劑，其特征在于所述無鹵阻燃劑為紅磷、三聚氰胺、氫氧化鎂的混合物，且紅磷、三聚氰胺、氫氧化鎂的重量比為1∶0.1∶0.1～1∶15∶15。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復(fù)合阻燃材料，是將粉碎到100～5000目的坡縷石粉體、無鹵阻燃劑、線性低密度聚乙烯以1∶1∶1～1∶15∶100的重量比充分混合，以常規(guī)的煉塑工藝混煉而成。本發(fā)明的復(fù)合阻燃材料具有良好的阻燃性能，經(jīng)測定本發(fā)明的復(fù)合阻燃材料的氧指數(shù)可達到28以上，燃燒性能為UL94－1～UL94－0級。本發(fā)明以天然坡縷石及無鹵阻燃劑為復(fù)合阻燃劑，在燃燒時不產(chǎn)生有毒氣體，環(huán)保、無污染；無鹵阻燃劑燃燒時在聚合物表面形成一層玻璃狀覆蓋物，并有封閉結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)泡沫層，此層具有阻燃、隔氧、消煙和防滴落四重功效。同時本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，原料來源廣泛，價格低廉，從而大大降低了阻燃材料的成本，對阻燃材料的工業(yè)化生產(chǎn)有巨大的推動作用。
文檔編號C08K3/34GK1927928SQ20061010453
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者雷自強, 張哲 , 管潔, 羅策 申請人:西北師范大學(xué)