新型增韌阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型增韌阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法。本發(fā)明的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數(shù)配比為：聚乙烯樹脂50%～80%、剛性粒子5%～15%、彈性體5%～15%、丙烯酸1%～4%、引發(fā)劑0.5%～2%、阻燃劑10%～20%、分散劑0.5%～2%、抗氧劑0.1%～1%。本發(fā)明采用對剛性粒子預處理后與彈性體之間相互作用和發(fā)生接枝反應，形成以剛性粒子為核、彈性體為殼的核殼結構，使發(fā)揮彈性體增韌和剛性粒子增剛的良好協(xié)同效果，從而大大提高了聚乙烯材料的沖擊韌性、力學強度、剛度和耐熱性等，同時對聚乙烯阻燃改性效果好，無鹵、低煙、無毒和達到UL94-0級阻燃性能，而且材料的加工性能好，成本低，處理工藝簡單，可廣泛應用于國防軍工及民用工業(yè)等領域。
【專利說明】新型增韌阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術領域】，具體地說是一種新型增韌阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法。

【背景技術】
[0002]聚乙烯(PE)由于質輕、無毒，具有優(yōu)異的介電性能、化學穩(wěn)定性和抗腐蝕等優(yōu)點，且價格低廉，成型加工容易，可廣泛應用于電器、化工、食品、機械等行業(yè)。但是，由于聚乙烯的氧指數(shù)低，容易燃燒，并且燃燒時產生大量的熱極易傳播火焰，引發(fā)大的火災，因此對聚乙烯阻燃問題的處理就顯得尤為重要。同時，聚乙烯單獨使用的沖擊強度較差、易脆性斷裂，難以滿足一些領域對性能的需求。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種核殼結構以剛性粒子為核、彈性體為殼的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數(shù)配比為:聚乙烯樹脂50%?80%、剛性粒子5%?15%、彈性體5%?15%、丙烯酸1%?4%、引發(fā)劑0.5%?2%、阻燃劑10%?20%、分散劑0.5%?2%、抗氧劑0.1%?1%。
[0005]所述的剛性粒子為粒徑在Inm?10nm的氫氧化鎂、氫氧化鋁、蒙脫土、云母中的一種。
[0006]所述的彈性體為聚氨脂彈性體(TPU)、三元乙丙橡膠(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)中的一種。
[0007]所述的引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑、有機過氧化物引發(fā)劑、無機過氧類引發(fā)劑中的一種。
[0008]所述的阻燃劑為聚磷酸銨(PPA) 75wt%與微膠囊化紅磷25wt%的復配阻燃劑。
[0009]所述的分散劑為聚乙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、TAS-2A分散劑的一種。
[0010]所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1010或抗氧劑1076與抗氧劑168的復配物、抗氧劑1010或抗氧劑1076與抗氧劑JC-242的復配物中的一種。
[0011]上述的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將剛性粒子在100°C?120°c的溫度下干燥I?2小時，阻燃劑在60°C?80°C的溫度下干燥30?45分鐘,待用；
(2)按重量配比稱取干燥后的剛性粒子加入料筒溫度為25°C?70°C高速混合機中，攪拌3?15分鐘，然后加入按重量配比稱取的丙烯酸和引發(fā)劑，攪拌10?60分鐘，再加入按重量配比稱取的彈性體，攪拌10?15分鐘；
(3)在高速混合機中再加入按重量配比稱取的聚乙烯樹脂、阻燃劑、分散劑和抗氧劑，使在60V?80°C的溫度下攪拌10?30分鐘，出料； (4)然后加入雙螺桿擠出機中充分熔融共混后擠出、造粒，即得本發(fā)明的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用對剛性粒子預處理后與彈性體之間相互作用和發(fā)生接枝反應，形成以剛性粒子為核、彈性體為殼的核殼結構，使發(fā)揮彈性體增韌和剛性粒子增剛的良好協(xié)同效果，從而大大提高了聚乙烯材料的沖擊韌性、力學強度、剛度和耐熱性等，同時對聚乙烯阻燃改性效果好，無鹵、低煙、無毒和達到UL94-0級阻燃性能，而且材料的加工性能好，成本低，處理工藝簡單，可廣泛應用于國防軍工及民用工業(yè)等領域。

【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0014]實施例1:
一種新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數(shù)配比為:聚乙烯樹脂60%、粒徑在Inm?10nm的氫氧化鎂10%、聚氨脂彈性體(TPU)10%、丙烯酸2.5%、偶氮類引發(fā)劑1%、聚磷酸銨(PPA)75被％與微膠囊化紅磷25wt%的復配阻燃劑15%、聚乙烯蠟1%、抗氧劑1010
0.5%。
[0015]制備方法:(1)將粒徑在Inm?10nm的氫氧化鎂在100°C?120°C的溫度下干燥I?2小時，聚磷酸銨(PPA) 75wt%與微膠囊化紅磷25wt%的復配阻燃劑在60°C?80°C的溫度下干燥30?45分鐘，待用；(2)按重量配比稱取干燥后的氫氧化鎂加入料筒溫度為25°C?70°C高速混合機中，攪拌3?15分鐘，然后加入按重量配比稱取的丙烯酸和偶氮類引發(fā)劑，攪拌10?60分鐘，再加入按重量配比稱取的聚氨脂彈性體(TPU)，攪拌10?15分鐘；(3)在高速混合機中再加入按重量配比稱取的聚乙烯樹脂、聚磷酸銨(PPA) 75wt%與微膠囊化紅磷25wt%的復配阻燃劑、聚乙烯蠟和抗氧劑1010，使在60°C?80°C的溫度下攪拌10?30分鐘，出料；(4)然后加入雙螺桿擠出機中充分熔融共混后擠出、造粒，即得本發(fā)明的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料。
[0016]實施例2:
一種新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數(shù)配比為:聚乙烯樹脂68%、粒徑在Inm?10nm的蒙脫土 10%、乙烯-辛烯共聚物(POE) 5%、丙烯酸3%、有機過氧化物引發(fā)劑1.5%、聚磷酸銨(PPA)75wt%與微膠囊化紅磷25wt%的復配阻燃劑10%、TAS_2A分散劑
1.5%、抗氧劑1010與抗氧劑168的復配物1%。
[0017]制備方法:(1)將粒徑在Inm?10nm的蒙脫土在100°C?120°C的溫度下干燥I?2小時，聚磷酸銨(PPA)75wt%與微膠囊化紅磷25wt%的復配阻燃劑在60°C?80°C的溫度下干燥30?45分鐘，待用；(2)按重量配比稱取干燥后的蒙脫土加入料筒溫度為25°C?70°C高速混合機中，攪拌3?15分鐘，然后加入按重量配比稱取的丙烯酸和有機過氧化物引發(fā)劑，攪拌10?60分鐘，再加入按重量配比稱取的乙烯-辛烯共聚物(Ρ0Ε)，攪拌10?15分鐘；(3)在高速混合機中再加入按重量配比稱取的聚乙烯樹脂、聚磷酸銨(PPA) 75wt%與微膠囊化紅磷25wt%的復配阻燃劑、TAS-2A分散劑和抗氧劑1010與抗氧劑168的復配物，使在60V?80°C的溫度下攪拌10?30分鐘，出料；(4)然后加入雙螺桿擠出機中充分熔融共混后擠出、造粒，即得本發(fā)明的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料。
【權利要求】
1.一種新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，其組分按質量百分數(shù)配比為--聚乙烯樹脂50%?80%、剛性粒子5%?15%、彈性體5%?15%、丙烯酸1%?4%、弓丨發(fā)劑0.5%?2%、阻燃劑10%?20%、分散劑0.5%?2%、抗氧劑0.1%?1%。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的剛性粒子為粒徑在Inm?10nm的氫氧化鎂、氫氧化鋁、蒙脫土、云母中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的彈性體為聚氨脂彈性體(TTO)、三元乙丙橡膠(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)中的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑、有機過氧化物引發(fā)劑、無機過氧類引發(fā)劑中的一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的阻燃劑為聚磷酸銨(PPA) 75wt%與微膠囊化紅磷25wt%的復配阻燃劑。
6.根據(jù)權利要求1所述的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的分散劑為聚乙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、TAS-2A分散劑的一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料，其特征在于，所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1010或抗氧劑1076與抗氧劑168的復配物、抗氧劑1010或抗氧劑1076與抗氧劑JC-242的復配物中的一種。
8.根據(jù)權利要求1所述的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將剛性粒子在100°C?120°C的溫度下干燥I?2小時，阻燃劑在60°C?80°C的溫度下干燥30?45分鐘,待用； (2)按重量配比稱取干燥后的剛性粒子加入料筒溫度為25°C?70°C高速混合機中，攪拌3?15分鐘，然后加入按重量配比稱取的丙烯酸和引發(fā)劑，攪拌10?60分鐘，再加入按重量配比稱取的彈性體，攪拌10?15分鐘； (3)在高速混合機中再加入按重量配比稱取的聚乙烯樹脂、阻燃劑、分散劑和抗氧劑，使在60V?80°C的溫度下攪拌10?30分鐘，出料； (4)然后加入雙螺桿擠出機中充分熔融共混后擠出、造粒，即得本發(fā)明的新型增韌阻燃聚乙烯復合材料。
【文檔編號】C08L23/06GK104341648SQ201310324543
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權日:2013年7月30日
【發(fā)明者】殷海英, 付宏海, 高天紅 申請人:青島欣展塑膠有限公司