本發(fā)明涉及阻燃抗靜電聚乙烯組合物領域，具體涉及滾塑專用的阻燃抗靜電聚乙烯組合物及其制備方法。
背景技術：
聚乙烯(PE)作為產(chǎn)量最大的通用塑料之一，由于質(zhì)輕、易成型、低毒性、良好的電氣絕緣性和機械性能，已應用于日常生活的方方面面。然而它的極限氧指數(shù)很低，極易燃燒，嚴重影響了它的廣泛應用。
此外，PE也具有優(yōu)良的電絕緣性能，但在某些特殊應用領域，正是由于PE的高電阻率(1016Ω·cm)往往使其在使用過程中容易產(chǎn)生靜電積累，從而造成靜電吸塵乃至靜電放電等不良現(xiàn)象，嚴重的甚至會引起火災。因此，對于特定的場所(如礦山內(nèi))，必須對PE進行阻燃和抗靜電改性。
滾塑成型工藝通常用于制備中、大型中空制品，如大型水箱、風機外殼、兒童滑梯、洗地機等。由于滾塑過程為了保證物料快速熔融，因此原料必須磨粉至40目左右才能使用；而且滾塑過程通常需要在250℃左右加熱10min以上，一般的工程塑料很難承受這么長時間的加熱而發(fā)生降解，因此目前滾塑成型所使用的原料大部分是PE粉。
由于滾塑成型過程中沒有剪切力的作用，物料熔融后主要依靠重力作用而在模具內(nèi)部成型，因此物料的流變學性能十分重要。通常用于制備滾塑制品的PE原料，其熔融指數(shù)要大于3g/10min才能滿足成型，而對于結(jié)構(gòu)復雜的模具，熔融指數(shù)的要求更高。
目前涉及阻燃抗靜電PE的專利，其填充量通常達到30％～40％，如此高的填充量導致共混物的流動性極差，就算加入流動改性劑，其熔指也一般<0.5g/10min，無法用于滾塑成型工藝。專利CN201210557511涉及阻燃抗靜電雙功能改性聚乙烯復合材料及其制備方法，專利中得到的阻燃抗靜電聚乙烯組合物的熔指<0.5g/10min，遠遠無法滿足滾塑成型的需求。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的范圍只由權利要求書所規(guī)定，在任何程度上都不受這一節(jié)發(fā)明內(nèi)容的陳述所限。
本發(fā)明旨在提供一種適用于滾塑工藝的阻燃效果佳、抗靜電性能高的阻燃抗靜電聚乙烯及其制備方法。
為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術方案是：一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分包含LLDPE 5％～25％，LDPE 25％～45％，阻燃抗靜電母料30％～50％；其中，所述的無鹵阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 20％～35％、導電碳黑5％～12％、可膨脹石墨8％～16％、磷氮系膨脹型阻燃劑30％～38％、抗靜電劑1％～2％、偶聯(lián)劑0.6％～1.5％、增韌劑4％～8％、PE蠟0.6％～2％、抗氧劑0.4％～1.0％。以上比例均為質(zhì)量百分比。
其中，所述的LLDPE熔融指數(shù)≥20g/10min，拉伸屈服強度≥13MPa，簡支梁缺口沖擊強度≥50kJ/m2；LDPE熔融指數(shù)≥50g/10min，拉伸屈服強度≥8MPa，簡支梁缺口沖擊強度≥60kJ/m2。
其中，所述的磷氮系膨脹型阻燃劑為聚磷酸胺(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)按重量份數(shù)APP:MEL:PER＝7:3:4的比例混合而成。
其中，所述的無鹵阻燃抗靜電母料中，導電碳黑的粒徑≥800目
其中，所述的無鹵阻燃抗靜電母料中，可膨脹石墨(EG)為超細可膨脹石墨，粒度≥200目，膨脹倍率為20～50mL/g，含碳率>99.3％。
其中，所述的無鹵阻燃抗靜電母料中，抗靜電劑為季銨鹽類抗靜電劑HDC-103、HDC-200、HDC-100K、Irgastat P18中的一種或其組合。
其中，所述的無鹵阻燃抗靜電母料中，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或其組合。
其中，所述的無鹵阻燃抗靜電母料中，增韌劑為POE-g-MAH、POE-g-GMA、PE-g-MAH中的一種或其組合。
其中，所述的無鹵阻燃抗靜電母料中，抗氧劑為1010、168、1098、H10中的一種或其組合。
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物的制備方法，包括以下步驟：
(1)母料制備：按重量配比稱取導電碳黑、可膨脹石墨、偶聯(lián)劑、PE蠟加入高速混合機中，共混溫度85～110℃，共混時間5～8min；再加入LLDPE、磷氮系膨脹型阻燃劑、抗靜電劑、增韌劑、抗氧劑在80℃左右共混3～5min；將上述混合均勻的物料投入雙螺桿擠出機中擠出、冷卻、切粒、干燥，即得阻燃抗靜電母料；
(2)造粒：按照重量配比稱取阻燃抗靜電母料、LLDPE、LDPE，在高速混合機中共混3min，再次投入雙螺桿擠出機中擠出、冷卻、切粒、所得粒子干燥備用；
(3)磨粉：在氮氣的保護下，使用磨粉機將步驟(2)所得粒子磨成40目左右的粉末，既得滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物。
采用本發(fā)明提供的技術方案，制備的滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物熔指≥5g/10min，其拉伸強度為10～12MPa，簡支梁缺口沖擊強度為5～10kJ/m2，表面電阻為106～107Ω，阻燃等級達到UL 94V-0級別。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
實施例1：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 15％、LDPE 35％、阻燃抗靜電母料50％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 34.4％、導電碳黑12％、可膨脹石墨12％、磷氮系膨脹型阻燃劑30％、抗靜電劑HDC-100K2.0％、鋁酸酯偶聯(lián)劑1.0％、POE-g-GMA6.0％、PE蠟2.0％，抗氧劑0.6％。
制備方法：
(1)母料制備：按重量配比稱取導電碳黑、可膨脹石墨、偶聯(lián)劑、PE蠟加入高速混合機中，共混溫度85～110℃，共混時間5～8min；再加入LLDPE、磷氮系膨脹型阻燃劑、抗靜電劑、增韌劑、抗氧劑在80℃左右共混3～5min；將上述混合均勻的物料投入雙螺桿擠出機中擠出、冷卻、切粒、干燥，即得阻燃抗靜電母料；
(2)造粒：按照重量配比稱取阻燃抗靜電母料、LLDPE、LDPE，在高速混合機中共混3min，再次投入雙螺桿擠出機中擠出、冷卻、切粒、所得粒子干燥備用；
(3)磨粉：在氮氣的保護下，使用磨粉機將步驟(2)所得粒子磨成40目左右的粉末，既得滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物。
實施例2：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 20％、LDPE 30％、阻燃抗靜電母料50％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 30％、導電碳黑10％、可膨脹石墨16％、磷氮系膨脹型阻燃劑32％、抗靜電劑HDC-100K2.0％、硅烷偶聯(lián)劑1.0％、POE-g-GMA6.0％、PE蠟2.0％，抗氧劑1.0％。
制備方法：同實施例1。
實施例3：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 5％、LDPE 45％、阻燃抗靜電母料50％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 20％、導電碳黑12％、可膨脹石墨16％、磷氮系膨脹型阻燃劑38％、抗靜電劑HDC-2002％、硅烷偶聯(lián)劑1％、POE-g-GMA8％、PE蠟2％，抗氧劑1％。
制備方法：同實施例1。
實施例4：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 12％、LDPE 43％、阻燃抗靜電母料45％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 20％、導電碳黑10％、可膨脹石墨15％、磷氮系膨脹型阻燃劑36％、抗靜電劑HDC-100K2％、鈦酸酯偶聯(lián)劑1％、POE-g-GMA 8％、PE蠟2％，抗氧劑1％。
制備方法：同實施例1。
實施例5：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 20％、LDPE 40％、阻燃抗靜電母料40％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 30％、導電碳黑8％、可膨脹石墨13％、磷氮系膨脹型阻燃劑35％、抗靜電劑HDC-2001.5％、硅烷偶聯(lián)劑1.5％、POE-g-MAH 8％、PE蠟2％，抗氧劑1％。
制備方法：同實施例1。
實施例6：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 25％、LDPE 45％、阻燃抗靜電母料30％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 35％、導電碳黑5％、可膨脹石墨8％、磷氮系膨脹型阻燃劑38％、抗靜電劑HDC-100K2％、鋁酸酯偶聯(lián)劑1.5％、PE-g-MAH 7.5％、PE蠟2％，抗氧劑1％。
制備方法：同實施例1。
實施例7：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 22％、LDPE 43％、阻燃抗靜電母料35％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 35％、導電碳黑10％、可膨脹石墨10％、磷氮系膨脹型阻燃劑33％、抗靜電劑HDC-100K 1％、硅烷偶聯(lián)劑0.6％、POE-g-GMA 8％、PE蠟2％，抗氧劑0.4％。
制備方法：同實施例1。
實施例8：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 25％、LDPE 25％、阻燃抗靜電母料50％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 35％、導電碳黑12％、可膨脹石墨12％、磷氮系膨脹型阻燃劑30％、抗靜電劑HDC-100K 1％、鈦酸酯偶聯(lián)劑1％、POE-g-MAH 6％、PE蠟2％，抗氧劑1％。
制備方法：同實施例1。
實施例9：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 15％、LDPE 41％、阻燃抗靜電母料44％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 35％、導電碳黑12％、可膨脹石墨15％、磷氮系膨脹型阻燃劑30％、抗靜電劑HDC-100K 1.3％、硅烷偶聯(lián)劑1.5％、PE-g-MAH 4％、PE蠟0.6％，抗氧劑0.6％。
制備方法：同實施例1。
實施例10：
一種滾塑專用無鹵阻燃抗靜電聚乙烯組合物，其組分按質(zhì)量百分配比為：LLDPE 8％、LDPE 45％、阻燃抗靜電母料47％；其中所述的阻燃抗靜電母料的組分包含LLDPE 35％、導電碳黑5.2％、可膨脹石墨9％、磷氮系膨脹型阻燃劑38％、抗靜電劑HDC-100K2％、鋁酸酯偶聯(lián)劑0.8％、POE-g-GMA8％、PE蠟1.2％，抗氧劑1％。
制備方法：同實施例1。
表1各實施例物性表