一种抗静电阻燃聚乙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子塑料改性技术领域，具体涉及一种抗静电阻燃聚乙烯材料及其制备方法，该材料包括以下重量份的组分制成：高密度聚乙烯100份，抗氧剂1‑2.5份，阻燃剂10‑25份，阻燃协效剂0‑5份，抗静电剂0.5‑1份，消泡剂3‑8份，交联剂1.2‑1.6份，偶联剂0.2‑0.6份，分散剂1‑3份，碳酸钙粉末8‑15份，碳酸钠粉末20‑30份，氧化钙粉末2‑10份，玻璃粉10‑15份，动物毛发8‑12份，铁粉细粉6‑25份，本发明专利技术研制出的抗静电阻燃聚乙烯材料，耐候性能优异，持久性强，降解产物对环境污染小，抗静电性稳定持久，并且阻燃防火性好，能达到UL‑94的V‑0级标准，碳酸钠和碳酸钙，在发生火灾时，碳酸钠与碳酸钙分解出二氧化碳，具有灭火作用；同时成分中含有铁粉，在高温下迅速氧化变色，具有安全警示作用。

ANTISTATIC FLAME RETARDANT POLYETHYLENE MATERIAL AND ITS PREPARATION METHOD

The invention belongs to the technical field of polymer plastics modification, and specifically relates to an antistatic and flame retardant polyethylene material and its preparation method. The material comprises 100 parts of high density polyethylene, 1 2.5 parts of antioxidant, 10 25 parts of flame retardant, 0 5 parts of flame retardant synergist, 0.5 1 part of antistatic agent, 3 8 parts of defoamer, 1.2 1.6 parts of crosslinking agent and 0.2 coupling agent. 0.6 phr, 1 3 phr of dispersant, 8 15 phr of calcium carbonate powder, 20 30 phr of sodium carbonate powder, 2 10 phr of calcium oxide powder, 10 15 phr of glass powder, 8 12 phr of animal hair, 6 25 phr of fine iron powder. The antistatic and flame retardant polyethylene material developed by the invention has excellent weather resistance, strong durability, low environmental pollution, stable and durable antistatic property, and flame retardant and fire retardant properties. Good, can reach UL 94 V 0 standard, sodium carbonate and calcium carbonate, in the event of fire, sodium carbonate and calcium carbonate decompose into carbon dioxide, with fire extinguishing effect; at the same time, the composition contains iron powder, rapidly oxidizing and discoloring at high temperature, with safety warning effect.

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电阻燃聚乙烯材料及其制备方法
本专利技术属于高分子塑料改性
，具体涉及一种抗静电阻燃聚乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
众所周知，塑料一般都有良好的电绝缘性能，然而其表面又容易积累静电而带某种静电。在煤矿井下，为了安全防火防爆需要使用抗静电、抗燃烧的塑料管材来制做各种管道用器材，例如煤矿井下用来供水、排风、压风、喷浆和排放瓦斯的管道都使用抗静电的材料制做器材，可以使器材表面的静电及时传导入地以避免静电积累过多而放电起火引爆。长期以来，有各种塑料制品应用于井下，但相当一部分塑料管材达不到MT113-85《某矿井下用非金属(聚合物)制品安全性能检验规范》所规定的标准。这些管材的表面电阻值一般在1010-1012甚至更高，因而不能应用或使用寿命较短。在美国专利U.S.4558087中，公开了一种加入导电炭黑的抗静电硬质商品氯乙烯树脂合成物，但该专利限定了其所使用的抗静电剂导电炭黑，具有3.00-4.00ml/g的吸油性和至少800m2/g的比表面积的特征。这种导电炭黑的确使材料的电阻降到104左右，但具有这种特征的导电炭黑很难制取，且使商品的制做费用大大提高，所以需要寻找一种新型高性能抗静电剂。煤矿管材的阻燃性要求也很高，阻燃剂在聚乙烯材料中结合的必须很牢固，不会因使用时间长而失去阻燃性能，这就需要我们探寻高阻燃性的阻燃剂。当然，用于煤矿井下的管材的耐老化使用性要求也很高，因为在煤矿井下安装一次管材很不方便，我们需要管材的安全使用寿命长,同时希望聚乙烯材料具有自动灭火的功能，碳酸钠易溶于水，熔点在851摄氏度，超过熔点会分解产生氧化钠与二氧化碳，碳酸钙在约825℃时分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙可作为干燥剂吸收水分。因此，研制同时具有持久抗静电性、阻燃性、自动灭火、警示和耐老化性的聚乙烯材料，制作成管材使用在各种矿中可有效地减少矿难事故的发生，且可以用在墙体材料中，避免火灾的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种抗静电阻燃聚乙烯材料及其制备方法，该抗静电阻燃聚乙烯材料制作的产品具有防火防爆能力，耐老化、使用寿命长，重量轻，运输、安装方便、安全警示及自动灭火的作用，适用于矿用管材或墙体的制备。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种抗静电阻燃聚乙烯材料，由以下重量份的组分制成：所述阻燃剂和阻燃协效剂选自磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、Pyrol99、二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷及八溴二苯基氧化物、五溴乙基苯、四溴双酚中的一种以上，且阻燃剂和阻燃协效剂不同；所述抗静电剂选自月桂酸二乙醇酰胺、钠磺酸盐、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐或双(β-羟乙基)硬脂胺中的一种以上；所述消泡剂选自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种以上；所述的交联剂选自过氧化二苯甲酰或三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种以上；所述的偶联剂选自乙烯基三氯硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种以上；所述的分散剂为微晶石蜡和聚乙烯蜡；石蜡属于外润滑剂，但为非极性直链烃，不能润湿金属表面，也就是说不能阻止聚氯乙烯等树脂粘连金属壁，因此有利于铁粉细粉与其他有机物紧密的结合；所述动物毛发长度为2-10毫米，动物毛发(猪毛、牛毛、羊毛等)、环氧树脂和所述聚乙烯蜡分别按照重量组分5-10份、2-3份和4-7份混合，且动物毛发和环氧树脂混合充分后再添加所述聚乙烯蜡进行充分混合，发生火灾时，动物毛发可快速燃烧产生空隙,将外界大火的高温转达给碳酸钙与碳酸钠，促使碳酸钙与碳酸钠受热分解产生二氧化碳，二氧化碳顺着动物毛发燃烧产生的空隙排出，进行阻燃灭火的作用。优选的，所述动物毛发需进行脱脂处理。脱脂处理后的动物毛发保存时间更长，且不容易脱落，有利于与其他的有机物紧密结合。优选的，所述铁粉细粉需进行消磁处理。铁粉细粉消磁处理后，不会出现聚团的情况，更加有利于铁粉细粉的分散。在潮湿的环境中铁粉细粉容易发生氧化形成铁锈，而铁锈具有较好的防护作用，在管道外表面形成一层保护膜，避免了管道长时间暴露在空气中老化，同时也形成一层隔热层，从而提高管道的耐火能力。优选的，所述碳酸钠与氧化钙先进行混合，形成混合物，氧化钙作为碳酸钠的干燥剂，防止碳酸钠提前分解。当由本方法的聚乙烯材料制成的管道在高温下被长时间灼烧时，碳酸钙会发生分解，分解出的二氧化碳可将管道周围的氧气排开，从而避免火焰在管道附近燃烧。优选的，所述抗氧剂为从辣椒中提取出的抗氧化物质。一种抗静电阻燃聚乙烯材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)称取高密度聚乙烯100份、抗氧剂1-2.5份、阻燃剂10-25份、阻燃协效剂0-5份、抗静电剂0.5-1份、消泡剂3-8份、分散剂1-3份、碳酸钙粉末8-15份、碳酸钠粉末20-30份、氧化钙粉末2-10份、玻璃粉10-15份、动物毛发8-12份、铁粉细粉6-25份于高速混合机进行混合8-14min，温度保持在100-120℃，转速750-900r/min，高速混合机内部抽真空后进行升温，防止铁粉氧化，混合前将铁球加热至110℃，使用耐高温膜包裹，放入高速混合机中，高速混合机转速高，混合速度块，加入110℃铁球，一方面是使混料受热更均匀，另一方面为了混合过程中铁球在高速转动下，不断在高速混合机内部跳动使混合效率更高；(2)将步骤(1)制备的混合物料于60-75℃密炼5～12min，再加入交联剂1.2-1.6份、偶联剂0.2-0.6份进行交联2.5-3.5h，温度保持在80～90℃；(3)然后，用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在135～180℃，将粒料放在炭火上保持温度在100-120℃干燥一段时间；(4)将步骤(3)制备的粒料进行挤出成型，再冷却、切割得制品；送料段120～140℃，塑化段140～160℃，均化段160～180℃，口模150～160℃。优选的，所述耐高温膜为PA66膜。优选的，所述金属球为铝制品，导热性好，质量轻。优选的，所述粒料使用炭火干燥前放入氧化钙粉末中进行初步干燥。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.与现有技术相比，本专利技术研制出的抗静电阻燃聚乙烯材料，耐候性能优异，持久性强，降解产物对环境污染小，抗静电性稳定持久，并且阻燃防火性好，能达到UL-94的V-0级标准。2.本专利技术研制出的抗静电阻燃聚乙烯材料，成分中含有碳酸钠和碳酸钙，若做成墙体材料，在发生火灾时，在高温作用下，碳酸钠与碳酸钙分解出二氧化碳，可有效的控制火势蔓延且具有灭火作用；同时成分中含有铁粉，在高温下迅速氧化变色，给处于未失火房间的人员已警示，具有安全警示作用，氧化钙具有干燥剂的作用吸收水分，防止碳酸钠溶解。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例中采用GB(国标)测定材料的各项性能，如无特别说明，组分的份数均为重量份数。实施例1按原料配方比称取高密度聚乙烯100份、抗氧剂1份、磷酸三丁酯10份、阻燃协效剂0份、月桂酸二乙醇酰胺0.5份、乳化硅油4份、微晶石蜡1.5份、碳酸钙粉末8份、碳酸钠粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗静电阻燃聚乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的组分制成：

【技术特征摘要】
1.一种抗静电阻燃聚乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的组分制成：所述阻燃剂和阻燃协效剂选自磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、Pyrol99、二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷及八溴二苯基氧化物、五溴乙基苯、四溴双酚中的一种以上，且阻燃剂和阻燃协效剂不同；所述抗静电剂选自月桂酸二乙醇酰胺、钠磺酸盐、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐或双(β-羟乙基)硬脂胺中的一种以上；所述消泡剂选自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种以上；所述的交联剂选自过氧化二苯甲酰或三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种以上；所述的偶联剂选自乙烯基三氯硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种以上；所述的分散剂为微晶石蜡和聚乙烯蜡；所述动物毛发长度为2-10毫米，动物毛发(猪毛、牛毛、羊毛等)、环氧树脂和所述聚乙烯蜡分别按照重量组分5-10份、2-3份和4-7份混合，且动物毛发和环氧树脂混合充分后再添加所述聚乙烯蜡进行充分混合。2.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃聚乙烯材料，其特征在于：所述动物毛发需进行脱脂处理。3.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃聚乙烯材料，其特征在于：所述铁粉细粉需进行消磁处理。4.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃聚乙烯材料，其特征在于：所述碳酸钠与氧化钙先进行混合，形成混合物，氧化钙作为碳酸钠的干燥剂。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵林，
申请(专利权)人：李贵林，
类型：发明
国别省市：福建,35