納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃復合材料。
【背景技術】
[0002]聚乙烯(PE)具有電絕緣性能好、介電常數(shù)小、介電損耗小和化學穩(wěn)定性優(yōu)良等優(yōu)點，是電線電纜中廣泛使用的材料之一。但聚乙烯的阻燃性差，氧指數(shù)僅為17.4，是易燃材料，其燃燒熱值高，在燃燒時熱釋放速率大、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，不易熄滅，同時聚乙烯燃燒時產(chǎn)生熔滴還可能會引燃其他可燃物燃燒，加劇了火災的破壞程度，對人們的生命安全形成巨大的威脅，由此限制其發(fā)展。因此，無鹵、低煙、低毒成為阻燃聚乙烯的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是為了解決聚乙烯的阻燃性差的技術問題，提供了一種納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的制備方法。
[0004]納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的制備方法:
[0005]一、將納米氧化鉍、氫氧化鋁和聚乙烯倒入酒精中并混合，得到懸濁液，懸濁液中聚乙烯、納米氧化鉍與氫氧化鋁的質(zhì)量比為(3?98):5:5，懸濁液中懸濁物(納米氧化鉍和氫氧化鋁)質(zhì)量與酒精的比例為I?300g:lL ；
[0006]二、將步驟一所得的懸濁液倒入球磨罐中，磨球與物料的質(zhì)量比為15:1，以50?300r/min的轉(zhuǎn)速球磨I?10h，然后在60°C烘24小時，得到混合粉體；
[0007]三、將混合粉體在流變儀中混煉，一區(qū)溫度為120°C，二區(qū)溫度為130°C，三區(qū)溫度為120°C，轉(zhuǎn)速為50?65r/min，當扭矩穩(wěn)定時停止混煉，再放到平板硫化機中，在平板硫化機壓力為O?lOMPa，模壓溫度為IlCTC?130°C的條件下熱壓成型5min?30min，冷卻至室溫，即得納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料。
[0008]納米氧化鉍作為無機阻燃劑具有分解吸熱、抑煙等阻燃性能。氫氧化鋁是目前最常用的無機阻燃劑之一，氫氧化鋁本身具有阻燃、消煙、填充3個功能，通過吸收熱分解產(chǎn)生的熱量，降低體系溫度從而起到阻燃效果，因其不揮發(fā)、無毒，被譽為無公害無機阻燃劑。
[0009]無機粒子作為阻燃劑既提高了聚乙烯阻燃性能的同時也不降低其自身的機械性能并且不產(chǎn)生有毒氣體。
[0010]本發(fā)明制備工藝及所需設備簡單，成本低廉，容易實施，制備所得納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料中復合阻燃劑(納米氧化鉍和氫氧化鋁)顯著提高了聚乙烯的阻燃性能，其熱釋放速率峰值和總熱釋放速率均比純聚乙烯低，而且隨著阻燃劑含量增加降低越多。所制備的納米氧化鉍和氫氧化鉍/聚乙烯阻燃復合材料，能夠應用于阻燃電線電纜中。
【附圖說明】
[0011]圖1是聚乙烯和實驗一制備的納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的熱釋放速率(HHR)對比曲線，圖中I表示聚乙烯的熱釋放速率(HHR)曲線，2表示實驗一制備的納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的熱釋放速率(HHR)曲線；
[0012]圖2是聚乙烯和本實驗制備的納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的CO生成速率(COP)對比曲線，圖中I表示聚乙烯的CO生成速率(COP)曲線，2表示實驗一制備的納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的CO生成速率(COP)曲線；
[0013]圖3是聚乙烯和本實驗制備的納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的0)2生成速率(CO2P)對比曲線，圖中I表示聚乙烯的0)2生成速率(CO2P)曲線，2表示實驗一制備的納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的0)2生成速率(CO2P)曲線；
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0015]【具體實施方式】一:本實施方式納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料的制備方法:
[0016]一、將納米氧化鉍、氫氧化鋁和聚乙烯倒入酒精中并混合，得到懸濁液，懸濁液中聚乙烯、納米氧化鉍與氫氧化鋁的質(zhì)量比為(3?98):5:5，懸濁液中懸濁物(納米氧化鉍和氫氧化鋁)質(zhì)量與酒精的比例為I?300g:lL ；
[0017]二、將步驟一所得的懸濁液倒入球磨罐中，磨球與物料的質(zhì)量比為15:1，以50?300r/min的轉(zhuǎn)速球磨I?10h，然后在60°C烘24小時，得到混合粉體；
[0018]三、將混合粉體在流變儀中混煉，一區(qū)溫度為120°C，二區(qū)溫度為130°C，三區(qū)溫度為120°C，轉(zhuǎn)速為50?65r/min，當扭矩穩(wěn)定時停止混煉，再放到平板硫化機中，在平板硫化機壓力為O?lOMPa，模壓溫度為IlCTC?130°C的條件下熱壓成型5min?30min，冷卻至室溫，即得納米氧化鉍和氫氧化鋁/聚乙烯阻燃復合材料。
[0019]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是步驟一中聚乙烯、納米氧化鉍與氫氧化鋁的質(zhì)量比為98:1:1。其它與【具體實施方式】一相同。
[0020]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同的是步驟一中聚乙烯、納米氧化鉍與氫氧化鋁的質(zhì)量比為97:1.5:1.5。其它與【具體實施方式】一或二之一相同。
[0021]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是步驟一中聚乙烯、納米氧化鉍與氫氧化鋁的質(zhì)量比為95:2.5:2.5。其它與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0022]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是步驟二中以100r/min的轉(zhuǎn)速球磨4h。其它與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0023]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是步驟二中以200r/min的轉(zhuǎn)速球磨6h。其它與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0024]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是步驟二中以300r/min的轉(zhuǎn)速球磨8h。其它與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0025]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是步驟三中流變儀轉(zhuǎn)速為50r/min。其它與【具體實施方式】一至七之一相同。
[0026]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】一至八之一不同的是步驟三中流變儀轉(zhuǎn)