高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法

高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

目前，聚乙烯的阻燃主要采用卤素/三氧化二锑体系，由于卤素类阻燃剂在燃烧时放出大量具有毒性、腐蚀性强的卤化氢气体，严重污染环境，因此，无卤阻燃聚乙烯的研制与开发受到国内外同行的广泛关注。以氢氧化镁/氢氧化铝/红磷为主的无机阻燃体系是常用的无卤阻燃体系，但该阻燃体系的阻燃效率低，阻燃剂添加量很大（超过50%），严重影响了材料的力学性能和加工性能。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯60%～75%、无卤阻燃剂16%～32%、辅阻燃剂4%～8%、滑石粉3%～8%、增容剂1%～3%、分散剂0.5%～2%、偶联剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、料0～1%。

所述的无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸胺、聚氨酯中的一种。

所述的辅阻燃剂为硼酸锌或微胶囊化红磷。

所述的增容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、聚乙烯接枝马来酸酐（PE-g-MAH）、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐（POE-g-MAH）中的一种。

所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬酯酰胺（EBS）中的一种。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取滑石粉和偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面活化处理好的滑石粉，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、无卤阻燃剂、辅阻燃剂、增容剂、分散剂、抗氧剂和料，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；

（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料不仅具有很好的无卤阻燃性（氧指数达到30），达到UL94-0阻燃级标准，发烟量小，无毒，无熔滴现象等，而且材料的分散性好，外观良好，同时具有较高的冲击强度（为39.5～40.8kJ/m²）、拉伸强度（断裂伸长率在180%以上）和耐热性能等。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯60%、氢氧化铝24%、微胶囊化红磷6%、滑石粉5%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）2%、聚乙烯蜡1.5%、硅烷偶联剂0.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、料0.5%。

制备方法：（1）按重量配比称取滑石粉和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的滑石粉，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、氢氧化铝、微胶囊化红磷、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、聚乙烯蜡、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物和料，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料。

实施例2：

一种高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯70%、聚磷酸胺18%、硼酸锌4%、滑石粉4%、聚乙烯接枝马来酸酐（PE-g-MAH）2%、OP蜡1%、铝钛复合偶联剂0.4%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.6%。

制备方法：（1）按重量配比称取滑石粉和铝钛复合偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的滑石粉，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、聚磷酸胺、硼酸锌、聚乙烯接枝马来酸酐（PE-g-MAH）、OP蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的高机械性能无卤阻燃聚乙烯复合材料。