一種ldpe/eva阻燃複合材料及其製備方法

2023-06-26 00:51:11

專利名稱：一種ldpe/eva阻燃複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於複合材料技術領域，具體涉及ー種LDPE/EVA阻燃複合材料及其製備方法。
背景技術：
LDPE因具有優良的物理力學性能、電性能和耐化學腐蝕性能，尤其又有良好的加エ性能，所以用途極為廣泛。由於LDPE的阻燃性很差(01=17)，要大幅度地提高其抗氧指數(OI)具有較大的困難，而且LDPE是非極性材料，與極性較強的阻燃劑溶度極參數相差 很大，因此必須對此加以改性，改性的方法主要是引進極性基團，如こ烯ー醋酸こ烯共聚物(EVA)、こ稀一丙烯酸こ酯共聚物(EEA)等，目的是增大阻燃的填充量。こ烯ー醋酸こ烯共聚物EVA具有良好的撓曲性、韌性、耐應カ開裂性和粘接性能，它的存在有利於LDPE和一些無機水合物的界面結合，改善阻燃材料的綜合性能，特別是機械性能。因此選擇LDPE/EVA為阻燃材料的基礎樹脂。儘管こ烯-醋酸こ烯酯共聚物性能優異，其燃燒熱值隨こ烯含量増加而增加。隨著こ烯(VA)的含量的増加，其阻燃性能有一定地提高，但是仍舊不能滿足ー些特殊領域的使用要求，其燃燒過程中產生帶有毒性氣體的黑煙，限制了其在家電、建築、建材和電纜等方面的應用，因此在LDPE/EVA為阻燃材料的基礎樹脂的同時加入滷系阻燃劑、磷系阻燃齊Li、無機阻燃劑等，以提聞其性能。曾滷系阻燃劑因其用量少，就能達到較好的阻燃效果，且應用範圍廣，但滷系阻燃劑阻燃的同時也產生大量的腐蝕性和有毒氣體，由此引發的ニ噁英(Dioxin)問題得到人們的廣泛關注。隨著人們環保意識和社會環保カ度的加強，含滷阻燃劑的使用受到了很大的衝擊。磷系阻燃劑本身有毒且發煙量大，在常溫下為液態，容易從廢料中洩露出去，且在使用過程中存在汙染電子元件的可能性，從而降低環氧樹脂的耐溼性和可加工性等，紅磷阻燃劑成型時還會產生紅磷分解氣體，對生態環境和人們日常生產生活產生不良影響。無機阻燃劑通常為阻燃協效劑，無機阻燃劑耐高溫，加入超微無機金屬氧化物精細加工而組成，耐溫可達1700°C，可以使塗料完全透明，在常溫和高溫下無任何氣味，能與物體表面形成互穿網絡結構，附著力好，具有一定的隔熱、防氧化、防腐、阻燃防火的保護作用，延長基體的使用壽命，節能環保。通常添加於聚合物配方中，具有阻燃、協效阻燃或抑煙功能的無機化合物。無機阻燃劑一般阻燃效能較低，添加量大，但有害性小，抑煙效果好。中國專利申請號201110273309. 4，專利名稱一種低煙無滷環保阻燃材料及其製備方法的專利申請文件中公開ー種低煙無滷環保阻燃材料，主要由如下重量份的原料製備而成10 50重量份的LLDPE，5(T90重量份的EVA，4(T80重量份的無機阻燃劑，20 40重量份的磷系或氮系阻燃劑，I. 5 2. 5重量份的加工助劑，O. f O. 5重量份的交聯劑；該發明雖然具有較佳的低煙無滷及環保阻燃性能，製備エ藝簡捷，加工容易，製備成本價格低廉，但是加入的磷系阻燃劑發煙量大，溫溫度性欠佳，會降低材料性能。
中國專利申請號201110114903. 9，專利名稱ー種具體有高阻燃性能的聚こ烯材料的專利申請文件中公開了ー種阻燃聚こ烯材料，其包含以下質量份高密度聚こ烯(HDPE) 20 40份；乙烯 醋酸こ烯醋共聚物(EVA) 50-100份；氫氧化鎂40-70份；表面活性劑5-15份；紅磷8-20份；矽烷交聯劑5-20份；潤滑劑1_5份；抗氧劑1_3份。該發明製備的聚こ烯材料雖然具有良好阻燃性能，抗張強度和斷裂伸長率均較好，但是成型時會產生紅磷分解氣體，對人體不利。研發兼具各現有阻燃劑的優勢，煙霧量小，撓曲性、韌性、耐應カ等性能好而且穩定，在燃燒的時候不產生滴落現象，對環境汙染小的新阻燃材料是ー種趨勢。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有阻燃劑存在毒性大，燃燒產生滴落等問題，而提供ー種含LDPE/EVA阻燃複合材料及其製備方法，以LDPE/EVA為基礎樹脂，加入溴系阻燃劑、無機阻燃劑，融合了這三類阻燃劑的優點的同時，在材料燃燒時不產生滴落現象。本發明的技術方案ー種LDPE/EVA阻燃複合材料，其原料組分及重量份數為A為基礎樹脂LDPE和EVA，100份；B為溴系阻燃劑十溴ニ苯こ燒或十溴ニ苯醚，10^20份；C為無機阻燃劑改性三氧化ニ銻M-Sb2O3, 2飛份；滑石粉TP，3飛份；硼酸鋅ZB，2 8份；水滑石LDHs，2 8份。基礎樹脂中的LDPE和EVA的重量比為I 3:1。所述改性三氧化ニ銻M-Sb2O3是將三氧化ニ銻在8(TlO(TC下乾燥4(T80min，然後轉移至攪拌機內，按三氧化ニ銻與偶聯劑重量配比為100:2 3的配比量加入偶聯劑，在溫度為100 120で，轉速為100(T2000rpm/min的條件下，攪拌改性20 60分鐘而得到。所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或鉛酸酯偶聯劑。改性後三氧化ニ銻M-Sb2O3與液體石蠟的粘度由240. 56mPa · s降低至50. 33mPa · s，說明與高分子材料的相容性變強。經改性後的三氧化ニ銻由親水性變成疏水性，與高分子材料的相容性增強，添加後對材料的力學性能產生的負面影響較小。ー種LDPE/EVA阻燃複合材料的製備方法(I)原料烘乾按配比稱取原料，然後將原料放置在鼓風乾燥箱內烘I. 5^2. 5小時，溫度控制為8(Tl00°C ；(2)原料混勻將烘乾的原料放置於高速混合機中加熱混合均勻，溫度控制為30 100°C，轉速為 200(Tl0000rpm/min，混合時間 5 30min ；(3)加工擠出將混勻的原料加入雙螺杆擠出機中加工擠出，擠出機溫度控制為130 150°C，機頭140°C，螺杆轉速控制在3(T50rpm/min，壓強I. 2 I. 5MPa下熔融擠出；(4)注塑成型擠出的產品通過注塑機注塑成型,注射壓カO. 2^0. 5MPa，注射筒溫150 160°C，模溫 30 40°C。
本發明中添加的溴系阻燃劑十溴ニ苯こ烷，其熱穩定性好，抗紫外線性能佳，較其他溴系阻燃劑的滲出性低；熱裂解或燃燒時不產生有毒的多溴代ニ苯並ニ惡烷(DBDO)及多溴代ニ苯並呋湳(DBDF)，對環境不造成危害，用它阻燃的熱塑性塑料可以循環使用。
十溴ニ苯醚是ー種高效廣譜添加劑阻燃劑。十溴ニ苯醚是目前使用最廣泛、產量最大的重要溴系阻燃劑，其含溴量大，熱穩定性好、阻燃效能高，且對皮膚和眼睛基本無刺激性，無致癌性，廣泛應用於各個領域的阻燃。無機阻燃劑的滑石粉可以增加材料的穩定，増加張カ強度，剪切強度，繞曲強度，壓カ強度，降低變形，伸張率，熱膨脹係數，白度高、粒度均勻分散性強等特點。硼酸鋅是最早使用的阻燃劑之一，亦是重要的無機阻燃劑，其特點為熱穩定性好，毒性低，消畑，與其它阻燃劑復配效果良好，添加後明顯減少材料燃燒煙濃度。水滑石LDHs :是ー類具有層狀結構的新型無機功能材料，水滑石在受熱時，其結構水合層板羥基及層間離子以水和CO2的形式脫出，起到降低燃燒氣體濃度，阻隔O2的阻燃作用；LDHs的結構水合層板羥基以及層間離子在不同的溫度內脫離層板，從而可在較低的範圍內(20(T80(TC)釋放阻燃物質。在阻燃過程中，吸熱量大，有利於降低燃燒時產生的高 溫。本發明的優點I、本發明的阻燃複合材料採用的原料易得，資源豐富，價格低廉，無機阻燃劑的用量低，材料的極限氧指數相比於純LDPE/EVA材料提高了。2、本發明的阻燃複合材料融合了溴系阻燃劑、無機阻燃劑的優點，在燃燒過程中不產生滴落現象，直接燃燒成炭，不產生有毒有害氣體。3、加入改性三氧化ニ銻，提高了材料的相容性，對材料的力學性能產生的負面影響較小。
具體實施例本發明用下列實施例進行說明，但不限制本發明的範圍。實施例I( I)改性三氧化ニ銻的製備將三氧化ニ銻置於8(T90°C的乾燥箱內乾燥60min，然後轉移至攪拌機內，按三氧化ニ銻與偶聯劑重量配比為ioo:2的配比量加入鈦酸酯偶聯劑，在溫度為io(nio°c，轉速為1000rpm/min的條件下，攪拌改性40分鐘而得到改性三氧化ニ銻M_Sb203。( 2 )原料配方(均採用重量份數)
權利要求
1.ー種LDPE/EVA阻燃複合材料，其特徵在於原料組分及重量份數為 A為基礎樹脂=LDPE和EVA，100份; B為溴系阻燃劑十溴ニ苯こ燒或十溴ニ苯醚，10^20份； C為無機阻燃劑改性三氧化ニ銻M-Sb2O3, 2飛份；滑石粉TP，3飛份；硼酸鋅ZB，2 8份；水滑石LDHs，2 8份。
2.根據權利要求I所述的LDPE/EVA阻燃複合材料，其特徵在於LDPE和EVA的重量比為I 3 : I。
3.根據權利要求I述的LDPE/EVA阻燃複合材料，其特徵在於所述改性三氧化ニ銻M-Sb2O3是將三氧化ニ銻在8(Tl00°C下乾燥4(T80min，然後轉移至攪拌機內，按三氧化ニ銻與偶聯劑重量配比為100 : 2 3的配比量加入偶聯劑，在溫度為10(T12(TC，轉速為100(T2000rpm/min的條件下，攪拌改性20 60分鐘而得到。
4.根據權利要求3所述的LDPE/EVA阻燃複合材料，其特徵在於所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或鉛酸酯偶聯劑。
5.一種如權利要求I所述的LDPE/EVA阻燃複合材料的製備方法，其特徵在於 (O原料烘乾按配比稱取原料，然後將原料放置在鼓風乾燥箱內烘I. 5^2. 5小時，溫度控制為8(Tl00°C ； (2)原料混勻將烘乾的原料放置於高速混合機中加熱混合均勻，溫度控制為30 100°C，轉速為 200(Tl0000rpm/min，混合時間 5 30min ； (3)加工擠出將混勻的原料加入雙螺杆擠出機中加工擠出，擠出機溫度控制為130 150で，機頭140で，螺杆轉速控制在30 50 rpm/min，壓強I. 2 I. 5MPa下熔融擠出； (4)注塑成型擠出的產品通過注塑機注塑成型，注射壓カO.2^0. 5 MPa，注射筒溫150 160で，模溫30 40で。
全文摘要
本發明公開了一種LDPE/EVA阻燃複合材料，它的原料組分及重量份數為A為基礎樹脂LDPE和EVA，100份；B為溴系阻燃劑十溴二苯乙烷或十溴二苯醚，10~20份；C為無機阻燃劑改性三氧化二銻M-Sb2O3，3~6份；滑石粉TP，3~6份；硼酸鋅ZB，2~8份；水滑石LDHs，2~8份；它的製備方法為原料烘乾、原料混勻、加工擠出、注塑成型而得到阻燃複合材料。本發明融合了有機阻燃劑、溴系阻燃劑和無機阻燃劑的優勢，降低了無機阻燃劑的用量，提高了阻燃複合材料的極限氧指數，材料在燃燒時直接燃燒成炭，不產生滴落現象，不產生有毒有害氣體。
文檔編號C08L23/06GK102643469SQ201210143090
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者王松林, 王鎮, 石建榮, 童張法, 陸增夢, 韋華, 馬柳軍 申請人:廣西華銻科技有限公司