一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料及其制备方法技术

本申请公开了一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料及其制备方法，涉及聚乙烯材料技术领域。聚乙烯材料的原料包括：茂金属线性低密度聚乙烯20

【技术实现步骤摘要】
一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料及其制备方法


[0001]本申请涉及聚乙烯材料技术的领域，尤其是涉及一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙烯材料是一种常用的质地轻、环保，且具有优异电绝缘性能的热塑性塑料，广泛的应用于电线电缆领域。目前，电线电缆的阻燃问题越来越受到重视，尤其是汽车、船舶等许多现代化设施中使用的电缆，阻燃的要求更高。现有技术中为了提高电线电缆的阻燃性能，一般采用添加含有卤素的卤化物和三氧化二锑等阻燃剂，这些阻燃剂的的缺点是燃烧时发烟量大，且会产生大量有毒、有害物质。因此亟需开发低烟低卤阻燃材料，以达到低烟低毒阻燃的目的。
[0003]授权公告号为CN102751012B的中国专利技术专利申请提供了一种低烟无卤阻燃电缆及其制备方法，其原料主要包括聚烯烃、阻燃剂等；其中，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、聚磷酸胺、三聚氰胺、季戊四醇、蒙脱土中的至少一种。
[0004]现有技术中常采用无机阻燃剂代替卤素阻燃剂，因为无机阻燃剂不仅阻燃效果好，且毒性低，生烟量，但在无机阻燃剂降低生烟量和有害物的同时，由于大量填充了无机粉末，导致了聚乙烯材料的韧性降低，因此在保证了聚乙烯材料的阻燃、抑烟效果之后，导致了聚乙烯材料的力学性能变差。

技术实现思路

[0005]为了保证在提高聚乙烯材料阻燃效果的同时，提高聚乙烯材料的力学性能，本申请提供了一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料及其制备方法。
[0006]本申请提供的一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料，采用如下的技术方案：一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料，原料按重量份包括：茂金属线性低密度聚乙烯20
‑
40份、线性低密度聚乙烯40
‑
60份、EVA改性聚乙烯15
‑
25份、有机硅环氧丙烯酸酯改性阻燃剂40
‑
60份、润滑剂3
‑
6份、抗氧剂1
‑
3份、抑烟剂1
‑
5份、交联促进剂2
‑
3份。
[0007]通过采用上述技术方案，采用有机硅环氧丙烯酸酯对阻燃剂进行改性，将有机硅环氧丙烯酸酯有效包覆在阻燃剂表面，降低了无机阻燃剂粉末之间的表面张力，减少了无机阻燃剂粉末之间的团聚现象，有效提高了无机阻燃剂粉末与聚合物之间的相容性，增强了阻燃剂在聚合物中的分散性和稳定性，有效增强了聚乙烯材料的断裂伸长率和拉伸强度，同时有效提高了阻燃能力。
[0008]优选的，所述有机硅环氧丙烯酸酯改性阻燃剂由以下重量份原料制得：阻燃剂5
‑
15份、有机硅环氧丙烯酸酯10
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20份、二甲苯30
‑
50份。
[0009]通过采用上述技术方案，采用有机硅环氧丙烯酸酯对阻燃剂进行改性，将无机阻燃剂粉末有效包覆，有效解决了无机阻燃剂粉末降低聚乙烯材料韧性的问题，增强了聚乙烯材料的力学性能；同时有机硅环氧丙烯酸酯包覆后，使得无机阻燃剂粉末的分散性提高，
从而进一步提高了聚乙烯材料的阻燃能力。
[0010]优选的，所述阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁，重量比为1：(0.6
‑
1.6)。
[0011]通过采用上述技术方案，采用氢氧化铝是因为氢氧化铝阻燃性能好，且无毒无害，但是氢氧化铝易分解，随着聚乙烯材料的加工温度的升高，氢氧化铝逐渐分解，导致阻燃作用会降低；而氢氧化镁的分解能高，通过复配氢氧化镁，有助于吸收燃烧热，提高阻燃效率，更有利于塑料加工温度的提高、加快挤塑速度、缩短模塑时间。
[0012]优选的，所述有机硅环氧丙烯酸酯由以下重量份原料制得：环氧丙烯酸酯9.8
‑
36份、二月桂酸二丁基锡1
‑
3份、乙烯基三乙氧基硅烷3
‑
9份、二甲苯30
‑
80份。
[0013]通过采用上述技术方案，采用乙烯基三乙氧基硅烷对环氧丙烯酸酯进行改性，得到的有机硅聚合物中的
‑
Si
‑
O
‑
键能更高，具有更好的热稳定性、耐氧化等特性，同时用乙烯基三乙氧基硅烷来改性环氧丙烯酸酯，可以降低内应力，增加材料的韧性和耐高温性能。
[0014]优选的，所述原料还包括8
‑
16份改性超高分子量聚乙烯；所述改性超高分子量聚乙烯由以下重量份原料制得：超高分子量聚乙烯20
‑
30份、马来酸酐1
‑
3份、引发剂0.3
‑
0.9份、二甲苯10
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20份、石油醚6
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18份、乙醇15
‑
30份。
[0015]通过采用上述技术方案，采用马来酸酐接枝改性超高分子量聚乙烯，可以有效增强聚乙烯材料的综合力学性能，超高分子量聚乙烯是一种具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定且抗老化性能强的非极性聚合物，马来酸酐的极性很强，通过接枝反应使马来酸酐单体接枝到超高分子量聚乙烯的分子链上，使超高分子量聚乙烯功能化，经马来酸酐改性后的聚乙烯与聚合物的相容性更高、粘结性能更强、耐老化性能更强，有效增强了聚乙烯材料的综合力学性能。
[0016]本申请还提供了一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：S1.依次将20
‑
40份茂金属线性低密度聚乙烯、40
‑
60份线性低密度聚乙烯、15
‑
25份EVA改性聚乙烯、8
‑
16份改性超高分子量聚乙烯混合后，开始混炼；S2.随后加入40
‑
60份有机硅环氧丙烯酸酯改性阻燃剂、3
‑
6份润滑剂、1
‑
3份抗氧剂、1
‑
5份抑烟剂、2
‑
3份交联促进剂，混炼均匀；S3.混炼完成后，在130
‑
180℃下挤出造粒；冷却后，制得无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料。
[0017]通过采用上述技术方案，将有机硅环氧丙烯酸酯改性阻燃剂加入聚乙烯组合物中混练，通过挤出造粒得到的无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料具有较高的阻燃、抑烟效果，同时还具有较强的力学性能。
[0018]优选的，所述改性超高分子量聚乙烯的制备方法，包括以下步骤：S1.在110
‑
140℃下，将20
‑
30份超高分子量聚乙烯加入到由10
‑
20份二甲苯、6
‑
18份石油醚组成的溶剂中混合均匀，得到混合物A；S2.保持温度，将1
‑
3份马来酸酐加入15
‑
30份乙醇中溶解，得到马来酸酐乙醇溶液；将马来酸酐乙醇溶液及0.3
‑
0.9份引发剂加入混合物A中，持续搅拌得到改性超高分子量聚乙烯。
[0019]通过采用上述技术方案，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料，其特征在于：原料按重量份包括：茂金属线性低密度聚乙烯20
‑
40份、线性低密度聚乙烯40
‑
60份、EVA改性聚乙烯15
‑
25份、改性超高分子量聚乙烯8
‑
16份、有机硅环氧丙烯酸酯改性阻燃剂40
‑
60份、润滑剂3
‑
6份、抗氧剂1
‑
3份、抑烟剂1
‑
5份、交联促进剂2
‑
3份。2.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料，其特征在于：所述有机硅环氧丙烯酸酯改性阻燃剂由以下重量份原料制得：阻燃剂5
‑
15份、有机硅环氧丙烯酸酯10
‑
20份、二甲苯30
‑
50份。3.根据权利要求2所述的一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料，其特征在于：所述阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁，重量比为1：（0.6
‑
1.6）。4.根据权利要求2所述的一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料，其特征在于：所述有机硅环氧丙烯酸酯由以下重量份原料制得：环氧丙烯酸酯9.8
‑
36份、二月桂酸二丁基锡1
‑
3份、乙烯基三乙氧基硅烷3
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9份、二甲苯30
‑
80份。5.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料，其特征在于：所述改性超高分子量聚乙烯由以下重量份原料制得：超高分子量聚乙烯20
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30份、马来酸酐1
‑
3份、引发剂0.3
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0.9份、二甲苯10
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20份、石油醚6
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18份、乙醇15
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30份。6.一种无卤低烟阻燃交联聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.依次将重量份为20
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40份茂金属线性低密度聚乙烯、40
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60份线性低密度聚乙烯、15
‑
25份EVA改性聚乙烯、8
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16份改性超高分子量聚乙烯混合后，开始...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴保强，沈利，
申请(专利权)人：东莞市安高瑞新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：