專利名稱：低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種防火材料技術(shù)領(lǐng)域的材質(zhì)及其制備方法，具體是一種低煙 無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在聚烯烴復(fù)合材料中，聚乙烯(PE)是世界五大通用塑料之一，具有質(zhì)輕、無(wú) 毒，價(jià)格低廉，耐化學(xué)腐蝕，同時(shí)加工成型方便等特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。但聚乙烯的極限氧 指數(shù)僅為18，在遇熱和放電過(guò)程中極易燃燒且產(chǎn)生大量煙霧。聚乙烯在阻燃性能上的缺 陷限制了它的應(yīng)用，因此需要對(duì)聚乙烯進(jìn)行阻燃改性。半個(gè)世紀(jì)以前，人們就研究了鹵系阻燃劑在聚乙烯中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)添加量少且 阻燃效果好。但是由于其發(fā)煙量大且燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒、腐蝕性氣體，會(huì)造成“二 次污染”。而無(wú)鹵阻燃劑以其低發(fā)煙量和無(wú)毒性逐步得到廣泛應(yīng)用，其中常用的無(wú)鹵阻 燃劑有氫氧化鎂和氫氧化鋁。氫氧化物阻燃劑的添加量大，且由于極性大，與材料的相 容性不好，對(duì)材料的力學(xué)性能損傷嚴(yán)重。因此需要保持材料的力學(xué)性能，同時(shí)結(jié)合氫氧化物阻燃劑的低煙無(wú)毒阻燃性。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，劉玲在《中國(guó)塑料》2002年第16卷第3期上報(bào)導(dǎo) 了用線型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物作為無(wú)鹵電纜材料主體，氫氧化鎂為主 阻燃劑研制無(wú)鹵阻燃電纜料。當(dāng)氫氧化鎂的含量到達(dá)150份時(shí)，極限氧指數(shù)能達(dá)到30， 但是拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度降低明顯。美國(guó)專利GB2190384A中公開(kāi)了一種無(wú)鹵阻燃復(fù)合材料，基體為一種聚烯烴和 一種彈性體，同時(shí)加入乙烯-丙烯酸共聚物，以氫氧化鎂為阻燃劑。其中乙烯-丙烯酸 共聚物以離聚物的形式存在。專利中報(bào)道乙烯-丙烯酸共聚物與硬脂酸鋅之間能形成離 子鍵，在125°C時(shí)能有效的降低體系的熔融指數(shù)，同時(shí)提高極限氧指數(shù)，達(dá)到31%。中國(guó)專利CN 1796450A公開(kāi)了一種低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料及其制備方法， 以乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯作為基體材料，加入氫氧化鎂和氫氧化鋁兩種 氫氧化物作為阻燃劑，同時(shí)加入乙烯-醋酸乙烯接枝馬來(lái)酸酐共聚物，以低分子量的乙 烯-丙烯酸共聚物的鹽類作為加工助劑，拉伸強(qiáng)度達(dá)到lOMPa，斷裂伸長(zhǎng)率超過(guò)200%， 而氧指數(shù)最高達(dá)到35%。已有技術(shù)中無(wú)鹵阻燃劑在高填充下，難于制備兼有強(qiáng)度高而阻燃性能又優(yōu)異的 無(wú)鹵阻燃材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料 及其制備方法，在保持聚烯烴樹(shù)脂原有性能的基礎(chǔ)上具有良好的阻燃性能，使得力學(xué)性 能和阻燃性能達(dá)到一個(gè)最優(yōu)比。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明涉及一種低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料，其組份及其含量為聚烯烴 0 100重量份、乙烯-丙烯酸共聚物0 100重量份以及氫氧化鎂100 160重量份。所述的聚烯烴為線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或乙 烯-辛烯共聚物中的一種或其組合，其中線性低密度聚乙烯的密度為0.91-0.92g/Cm3; 高密度聚乙烯的密度為0.954-0.962g/cm3;低密度聚乙烯的密度為0.925g/cm3 ；乙烯-辛 烯共聚物的密度為0.863g/cm3。所述的乙烯-丙烯酸共聚物中丙烯酸含量為8.5_10.5wt%。所述的氫氧化鎂的粒徑< 2 μ m且質(zhì)量百分比純度> 90%。本發(fā)明涉及上述低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，通過(guò)將聚烯烴和乙 烯_丙烯酸共聚物共混后作為基體樹(shù)脂并加入高填充的氫氧化鎂作為阻燃劑進(jìn)行混煉， 然后經(jīng)熱壓處理后制備得到低煙無(wú)商阻燃聚烯烴復(fù)合材料。所述的氫氧化鎂的用量為140重量份，基體樹(shù)脂的用量為100重量份；所述的基體樹(shù)脂中聚烯烴和乙烯-丙烯酸共聚物的比例為100 0 0 100。所述的混煉是指采用密煉機(jī)在130 170°C的共混溫度下混煉7 15分鐘， 密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為30 80轉(zhuǎn)。所述的熱壓處理是指將混煉后復(fù)合材料置入模具中，依次在180°C下預(yù)熱10 分鐘、在15MPa下熱壓5分鐘，再冷壓5分鐘成型。本發(fā)明制備得到的聚烯烴復(fù)合材料的氧指數(shù)從28%提高到了 39% ；斷裂伸長(zhǎng)率 從1.7%提高到24.4% ；沖擊強(qiáng)度從43J/m提高到221J/m。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn) 行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的 實(shí)施例。以下實(shí)施例所用材料如下線性低密度聚乙烯(LLDPE) DFDA-7042，中 國(guó)石油化工公司吉林石化分公司產(chǎn)品，密度0.91-0.92g/Cm3;高密度聚乙烯(HDPE): HD5070EA,遼寧華錦化工有限公司產(chǎn)品，密度0.954_0.962g/Cm3 ；低密度聚乙烯 (LDPE) Q281,中國(guó)石油化工公司上海石化分公司產(chǎn)品，密度為0.925g/cm3 ；乙烯-辛 烯共聚物(POE) Engage 8180,美國(guó)陶氏化學(xué)產(chǎn)品，密度為0.863g/cm3 ；乙烯-丙 烯酸共聚物(EAA) : 1430，美國(guó)陶氏化學(xué)產(chǎn)品，丙烯酸含量8.5-10.5wt% ；氫氧化鎂 (Mg(OH)2) YZ-GX105,大連亞泰公司產(chǎn)品，粒徑< 2um，Mg(OH)2 含量> 94%。以下實(shí)施例所涉及的測(cè)試方法包括力學(xué)和燃燒性能測(cè)試，其中力學(xué)性能測(cè)試按照GB/T 1040-92和GB/T 1040-93分別進(jìn)行拉伸和沖擊兩項(xiàng) 力學(xué)性能測(cè)試。燃燒性能測(cè)試按照GB/T 2406-1993的氧指數(shù)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)定。具體實(shí)施例組分及測(cè)試數(shù)據(jù)如下表權(quán)利要求
1.一種低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料，其特征在于，其組份及其含量為聚烯烴 0 100重量份、乙烯-丙烯酸共聚物0 100重量份以及氫氧化鎂100 160重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料，其特征是，所述的聚烯烴 為線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或乙烯_辛烯共聚物中的一種 或其組合，其中線性低密度聚乙烯的密度為0.91-0.92g/Cm3;高密度聚乙烯的密度 為0.954-0.962g/cm3 ；低密度聚乙烯的密度為0.925g/cm3 ；乙烯-辛烯共聚物的密度為 0.863g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料，其特征是，所述的乙烯-丙 烯酸共聚物中丙烯酸含量為8.5-10.5wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料，其特征是，所述的氫氧化鎂 的粒徑< 2ym且質(zhì)量百分比純度> 90%。
5.一種根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特 征在于，通過(guò)將聚烯烴和乙烯_丙烯酸共聚物共混后作為基體樹(shù)脂并加入高填充的氫氧 化鎂作為阻燃劑進(jìn)行混煉，然后經(jīng)熱壓處理后制備得到低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述 的氫氧化鎂的用量為140重量份，基體樹(shù)脂的用量為100重量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述 的基體樹(shù)脂中聚烯烴和乙烯-丙烯酸共聚物的比例為100 0 0 100。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述 的混煉是指采用密煉機(jī)在130 170°C的共混溫度下混煉7 15分鐘，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為 30 80轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所 述的熱壓處理是指將混煉后復(fù)合材料置入模具中，依次在180°C下預(yù)熱10分鐘、在 15MPa下熱壓5分鐘，再冷壓5分鐘成型。
全文摘要
一種防火材料技術(shù)領(lǐng)域的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法，該材料的組份及其含量為聚烯烴0～100重量份、乙烯-丙烯酸共聚物0～100重量份以及氫氧化鎂100～160重量份。本發(fā)明通過(guò)將聚烯烴和乙烯-丙烯酸共聚物共混后作為基體樹(shù)脂并加入高填充的氫氧化鎂作為阻燃劑進(jìn)行混煉，然后經(jīng)熱壓處理后制備得到低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料，該復(fù)合材料的氧指數(shù)從28％提高到了39％；斷裂伸長(zhǎng)率從1.7％提高到24.4％；沖擊強(qiáng)度從43J/m提高到221J/m。
文檔編號(hào)B29C51/46GK102010536SQ20101059025
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉俊俊, 張勇 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)