低收縮高絕緣的阻燃HDPE複合材料及其製備方法與流程
2023-10-10 18:06:49 1
本發明涉及低收縮高絕緣的阻燃HDPE複合材料，本發明還涉及低收縮高絕緣的阻燃HDPE複合材料的製備方法。
背景技術：
HDPE是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂，具有優良的生活和工業用化學品的特徵，強度高、韌性尤其低溫韌性好、耐化學藥品、不吸溼、介電強度高，適合做電線電纜等。
但由於其自身結晶度高，收縮大，製造體積較大的厚製品會形成中空，使其介電強度，機械強度均大打折扣，無法滿足製品要求，有通過大比例添加填充物或阻燃劑來改善收縮率的方法，但造成最終產品機械強度下滑嚴重，如何製備一種收縮率低同時又兼顧機械強度、電學性能、老化性能的HDPE材料是目前尚待解決的問題。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明一方面提供了一種低收縮高絕緣的阻燃HDPE複合材料，所述阻燃HDPE複合材料包括以下組份和重量份：
所述HDPE為密度為0.940-0.960的高密度聚乙烯。
所述的礦物填充物為滑石粉、白雲母、高嶺土、蒙脫土中的一種。
所述的相容增韌劑為乙烯-辛烯共聚物或丙烯-1-辛烯共聚物或丙烯基彈性體中的一種。
所述的阻燃劑為十溴二苯乙烷或溴化聚苯乙烯與三氧化二銻復配而成，十溴二苯乙烷或溴化聚苯乙烯與三氧化二銻的復配質量比例1-5:1。
所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物或聚烯烴熱塑性彈性體-甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝物中的一種。
所述的紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯酮或2-(5-氯-2H-苯三唑-2-基)-6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚中的一種。
所述的抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯復配而成，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯的質量比例為1:1-3。
一種低收縮高絕緣的阻燃HDPE材料製備方法，其特徵在於，所述製備方法包括如下步驟：
(1)按重量比稱取前述HDPE複合材料的各組分原材料，置於高速混料機中混合5-10分鐘，確保均勻。
(2)將混合後的原材料加入雙螺杆擠出機中餵料機的餵料鬥中，經熔融擠出造粒。
其中，雙螺杆擠出機工藝為：一區180-190℃，二區185-195℃，三區185-190℃，四區185-195℃，五區180-190℃，六區180-190℃，七區180-190℃，八區180-190℃，九區190-200℃機頭溫度200-210℃，螺杆轉速200-500r/min。
本發明的HDPE複合材料具有以下優點：
1.阻燃性能佳，離火1-3S即熄滅。
2.強度高，韌性好，耐低溫衝擊效果好，缺口衝擊可達150-270J/M。
3.HDPE與添加的相容、增韌劑互相阻礙結晶，使整體結晶度下降，改善了收縮率，最終成型產品不變形，厚製品無中空現象，擴大了該類產品的使用範圍。
參考以下詳細說明更易於理解本申請的上述以及其他特徵、方面和優點。
具體實施方式
除非另有限定，本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發明所屬領域普通技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時，以本說明書中的定義為準。
一種低收縮高絕緣的阻燃HDPE複合材料，所述阻燃HDPE複合材料包括以下組份和重量份：HDPE30-55重量份；礦物填充物5-20重量份；相容增韌劑5-20重量份；阻燃劑10-25重量份；抗氧劑0.2-1重量份；相容劑1-5重量份；紫外線吸收劑0.1-0.5重量份；加工助劑0.3-1重量份。
一種低收縮高絕緣的阻燃HDPE材料及其製備方法，其特徵在於，方法如下：
(1)按重量比稱取前述HDPE複合材料的各組分原材料，置於高速混料機中混合5-10分鐘，確保均勻。
(2)將混合後的原材料加入雙螺杆擠出機中餵料機的餵料鬥中，經熔融擠出造粒。
其中，雙螺杆擠出機工藝為：一區180-190℃，二區185-195℃，三區185-190℃，四區185-195℃，五區180-190℃，六區180-190℃，七區180-190℃，八區180-190℃，九區190-200℃機頭溫度200-210℃，螺杆轉速200-500r/min。
在下文中，通過實施例對本發明進行更詳細地描述，但應理解，這些實施例僅僅是例示的而非限制性的。如果沒有其它說明，所用原料都是市售的。
本發明實施例的HDPE為密度為0.940-0.960的高密度聚乙烯。
本發明實施例的礦物填充物為滑石粉。
本發明實施例的相容增韌劑為丙烯-1-辛烯共聚物。
本發明實施例的阻燃劑為十溴二苯乙烷與三氧化二銻復配而成，復配比例3:1。
本發明實施例的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。
本發明實施例的紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯酮。
本發明實施例的抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯復配而成，質量比例為1:2。
下面參照幾個例子詳細描述本發明。
實施例1
稱取各組分比例：HDPE 58.7份礦物填充物10份相容增韌劑10份阻燃劑20份抗氧劑0.3份紫外線吸收劑0.5份加工助劑0.5份，置於高速混料機中混合10分鐘後加入雙螺杆擠出機的餵料鬥中，溫度設置：一區180℃，二區185℃，三區190℃，四區190℃，五區185℃，六區185℃，七區180℃，八區180℃，八區190℃，機頭200℃，螺杆轉速300r/min,熔融擠出造粒，製得成品。
實施例2
稱取各組分比例：HDPE 53.7份礦物填充物15份相容增韌劑10份阻燃劑20份抗氧劑0.3份紫外線吸收劑0.5份加工助劑0.5份，置於高速混料機中混合10分鐘後加入雙螺杆擠出機的餵料鬥中，溫度設置：一區180℃，二區185℃，三區190℃，四區190℃，五區185℃，六區185℃，七區180℃，八區180℃，八區190℃，機頭200℃，螺杆轉速300r/min,熔融擠出造粒，製得成品。
實施例3
稱取各組分比例：HDPE 48.7份礦物填充物15份相容增韌劑15份阻燃劑20份抗氧劑0.3份紫外線吸收劑0.5份加工助劑0.5份，置於高速混料機中混合10分鐘後加入雙螺杆擠出機的餵料鬥中，溫度設置：一區180℃，二區185℃，三區190℃，四區190℃，五區185℃，六區185℃，七區180℃，八區180℃，八區190℃，機頭200℃，螺杆轉速300r/min,熔融擠出造粒，製得成品。
實施例4
稱取各組分比例：HDPE 43.7份礦物填充物20份相容增韌劑15份阻燃劑20份抗氧劑0.3份紫外線吸收劑0.5份加工助劑0.5份，置於高速混料機中混合10分鐘後加入雙螺杆擠出機的餵料鬥中，溫度設置：一區180℃，二區185℃，三區190℃，四區190℃，五區185℃，六區185℃，七區180℃，八區180℃，八區190℃，機頭200℃，螺杆轉速300r/min,熔融擠出造粒，製得成品。
對比例1：
稱取各組分比例：HDPE 58.7份礦物填充物15份相容增韌劑10份阻燃劑15份抗氧劑0.3份紫外線吸收劑0.5份加工助劑0.5份，置於高速混料機中混合10分鐘後加入雙螺杆擠出機的餵料鬥中，溫度設置：一區180℃，二區185℃，三區190℃，四區190℃，五區185℃，六區185℃，七區180℃，八區180℃，八區190℃，機頭200℃，螺杆轉速300r/min,熔融擠出造粒，製得成品。
將實例1-4，對比例1製得的成品測試性能，所得結果如下：
可以看出，本發明的HDPE複合材料具有更好的力學性能和阻燃性能，製品無空心。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡是根據本發明內容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本發明的專利範圍內。