專利名稱：一種無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯及其制備方法和組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及阻燃聚こ烯領(lǐng)域，具體是ー種無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯。
背景技術(shù)：
聚こ烯由于具有優(yōu)異的絕緣和介電性能，已經(jīng)逐漸取代聚氯こ烯成為用于制造電線電纜護套的主要材料。但聚こ烯作為電纜材料存在的明顯問題是耐熱性能不佳和容易燃燒。自上世紀(jì)60年代起，電纜制造廠家就開始對聚こ烯進行交聯(lián)改性，將聚こ烯分子鏈相互連結(jié)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而大大提高其耐高溫及耐蠕變等性能。交聯(lián)方法主要有過氧化物交聯(lián)、輻照交聯(lián)和硅烷交聯(lián)。過氧化物交聯(lián)較難控制制品質(zhì)量、輻照交聯(lián)技術(shù)復(fù)雜且投資大，而硅烷交聯(lián)簡單易行且能較好保證制品的綜合性能，所以硅烷交聯(lián)方法已成為國內(nèi)外中低壓電纜制造的主要生產(chǎn)エ藝。聚こ烯的氧指數(shù)僅為17. 3左右，通過硅烷交聯(lián)的聚こ烯氧指數(shù)也只有19 20，完全達(dá)不到電纜料的氧指數(shù)在25以上的要求，也難以達(dá)到UL94 V-O阻燃級別。這在一定程度上限制了硅烷交聯(lián)聚こ烯的應(yīng)用。為了賦予硅烷交聯(lián)聚こ烯優(yōu)良的阻燃性能，專利CN1345893A與CN1223628C分別公開了一種硅烷交聯(lián)阻燃聚こ烯電纜料的制備方法。前者在對聚こ烯進行硅烷接枝改性的同時與氫氧化鎂、紅磷、膨脹石墨等無機阻燃劑共混獲得無鹵阻燃電纜料。雖然簡便易行，但無機阻燃劑與有機高分子體系相容性不高，同時阻燃劑的引入也會對介電性能造成不良影響。而后者則采用兩步法，制備硅烷接枝母料和含溴阻燃母料，再將兩者混合加工。利用此法能獲得阻燃性能較好的硅烷交聯(lián)聚こ烯，但屬于有鹵阻燃的范疇。專利CN102304254A和CN101880417A，均采用金屬氧化物或金屬氫氧化物為主阻燃劑、有機磷類為輔阻燃劑，制備阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯。由于有機組分的引入起到一定程度的潤滑作用，改善了無機阻燃劑與有機高分子之間的相容性，所制得的硅烷交聯(lián)聚こ烯電纜料綜合性能有所提高，但仍然沒有解決添加型阻燃劑造成材料綜合性能下降的難題。為此，將非鹵阻燃元素引入分子鏈中，賦予高分子材料持久阻燃功能(即本征阻燃性)已成為一種有效解決途徑。但目前為獲得一定阻燃效果，主要依靠提高単一阻燃元素用量，導(dǎo)致引入過多化學(xué)弱鍵，造成材料耐熱等性能的明顯下降。因此，必須設(shè)法降低阻燃元素構(gòu)成的化學(xué)弱鍵含量才有可能減小其對材料耐熱等性能造成的負(fù)面影響，相關(guān)的途徑主要包括發(fā)揮多種阻燃元素協(xié)同阻燃功能、賦予阻燃元素和(或)樹脂特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之ー是提供制備無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯的組合物。本發(fā)明的另一目的是提供一種無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯的制備方法，通過將有機無鹵阻燃劑引入到聚こ烯分子結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)硅烷交聯(lián)聚こ烯的有機本征無鹵阻燃。本發(fā)明的再一目的是提供上述方法制備的無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯，利用上述方法所制備的電纜或管材在力學(xué)、絕緣、耐熱性能得到保持的同時，能夠獲得較優(yōu)良的阻燃性倉^:。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種制備無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯的組合物，包括硅烷接枝料A料和催化劑母料B料，所述A料中的阻燃劑為含硅烷有機無鹵阻燃劑，該阻燃劑為下述結(jié)構(gòu)中的ー種或兩種以上
權(quán)利要求
1.一種制備無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯的組合物，包括硅烷接枝料A料和催化劑母料B料，其特征在干，所述A料中的阻燃劑為含硅烷有機無鹵阻燃劑，該阻燃劑為下述結(jié)構(gòu)中的ー種或兩種以上
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其特征在于，所述HR3. R4、R5、R6、R7為
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的組合物，其特征在于，所述A料的制備過程按質(zhì)量份數(shù)計，將80 95份聚こ烯樹脂干燥預(yù)處理至水分在600ppm以下，然后與硅烷偶聯(lián)劑O. 5 5份、過氧化物引發(fā)劑O. 01 O. 5份、含硅烷有機無鹵阻燃劑I 25份充分混合，在120 230°C下混煉、造粒，干燥，即制得A料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在干，所述B料的制備過程按質(zhì)量份數(shù)計，將聚こ烯樹脂5 20份、助劑載體O. 5 25份、交聯(lián)催化劑O. 01 5份、產(chǎn)水劑O. 5 15份、抗氧劑O. 01 3份，在高速混合機中充分混合，在120 180°C下混煉、造粒，干燥，即制得B料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其特征在于，所述的聚こ烯樹脂為低密度聚こ烯、線形低密度聚こ烯、中密度聚こ烯、高密度聚こ烯、こ烯-丙烯共聚物中的任意ー種或幾種；所述的過氧化物引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化十二酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化ニ異丙苯、過氧化環(huán)己酮、叔丁基過氧化氫中的任意ー種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其特征在于，所述的助劑載體為こ烯-醋酸こ烯共聚物、こ烯-丙烯酸共聚物、こ烯-丙烯酸甲酯共聚物、こ烯-丙烯酸こ酯共聚物、こ烯-丙烯酸丁酯共聚物中的任意ー種或幾種；所述的交聯(lián)催化劑為二月桂酸ニ丁基錫、月桂酸馬來酸ニ丁基錫、二月桂酸ニ正辛基錫、ニ醋酸ニ丁基錫、對甲基苯こ酸、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺化こ酰、甲苯磺酸、甲苯磺化こ酰、甲磺化こ酰、萘磺酸、四丙基苯磺酸中的任意ー種或幾種；所述的產(chǎn)水劑為ニ水甲酸鈉、三水醋酸鈉、一水磷酸ニ氫鈉、三聚氰胺-甲醛預(yù)聚樹脂中的任意ー種或幾種；所述的抗氧劑為2，6- ニ叔丁基對甲酚、四(β - (3，5- ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯，雙(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)硫醚、4，4’ -硫代雙-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4，4’ -硫代雙-(6-叔丁基間甲酚)中的任意ー種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為こ烯基三甲氧基硅烷、こ烯基三こ氧基硅烷、こ烯基三(2-甲氧基こ氧基)硅烷、こ烯基三異丙氧基硅烷、こ烯基三こ酰氧基硅烷、苯こ烯こ基三甲氧基硅烷、(3-丙烯酰氧丙基)三甲氧基硅烷、(3-甲基丙烯酰氧丙基)三甲氧基硅烷、(3-甲基丙烯酰氧丙基)三こ氧基硅烷、(3-甲基丙烯酰氧丙基)ニ異丙氧基娃燒、(3-環(huán)氧丙氧丙基)ニ甲氧基娃燒、(3-環(huán)氧丙氧丙基)ニこ氧基硅烷、(3-環(huán)氧丙氧丙基)甲基ニ甲氧基硅烷、2- (3，4-環(huán)氧環(huán)己基)こ基三甲氧基硅烷、2- (3，4-環(huán)氧環(huán)己基)こ基三こ氧基硅烷、(氯甲基)苯こ基三甲氧基硅烷、(對-氯甲基)苯基ニ甲氧基娃燒、3_氣丙基甲基ニ甲氧基娃燒、3_氣丙基ニ甲氧基娃燒、3_氣丙基ニこ氧基娃燒中的任意一種或幾種。
8.一種無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯的制備方法，其特征在于，將A料和B料充分混合，成型后，放置I 3天，即制得無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述A料和B料的質(zhì)量比為(3、)Io
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述方法制備的無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚こ烯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯及其制備方法和組合物，該組合物包括硅烷接枝料A料和催化劑母料B料，所述A料中的阻燃劑為含硅烷有機無鹵阻燃劑。將A料和B料充分混合，成型后，放置1～3天，即制得無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯。阻燃元素、阻燃基團之間的高效協(xié)同阻燃功能使本發(fā)明制備的硅烷交聯(lián)聚乙烯氧指數(shù)達(dá)到27以上，阻燃級別達(dá)到UL94 V-0級，同時力學(xué)、絕緣、耐熱性能不受影響。
文檔編號C08K5/5398GK102827409SQ20121028861
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者趙建青, 袁彥超, 劉述梅, 趙穎, 蔣智杰, 朱亞明 申請人:華南理工大學(xué)