CN101735503B - 一种可发泡阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可发泡阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法。由以下质量份计的组份组成：低密度聚乙烯100份，聚氯乙烯5-20份，氯化聚乙烯1-3份，阻燃剂10-20份，阻燃协效剂5-10份。本发明通过利用低密度乙烯、聚氯乙烯、阻燃剂、阻燃协效剂和阻燃增效剂以及氯化聚乙烯的巧妙配合。在保证优秀的阻燃效果同时，得到可发泡倍率高的阻燃材料，基本力学性能优异，耐候性优异、成本低，而且制备工艺简单，产物气味低，适用于制冷、空调保温管，建筑内饰等保温应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种发泡阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯凭借其优良的物理性能及电气绝缘性能，成型加工方便，其薄膜，管材广泛地用于电子电器，食品包装，农业等领域。而聚乙烯泡沫材料具有质轻，隔热，消音，抗震，防潮等优点，与聚苯乙烯保温材料相比具有优异的柔韧性，而与聚氨酯保温材料相比则具有优异的性价比，并且可以重复回收利用，从而广泛应用与建筑保温板，电器隔热中，是目前应用最广泛的保温材料之一。
但是聚乙烯主要结构为碳氢结构，氧指数非常低，导致聚乙烯非常容易燃烧，由于塑料的易燃导致火灾事故数不胜数，未经过阻燃处理的聚乙烯泡沫在许多使用中受到了限制。
传统的阻燃聚乙烯主要分为两种，一种为含卤阻燃：主要使用溴类阻燃剂与三氧化二锑，利用卤-锑协效达到阻燃效果，这种通过V-0阻燃往往需要添加22％以上的溴类阻燃剂和7％以上的三氧化二锑，另外一种为无卤阻燃，大多数为氢氧化镁，氢氧化铝，或者新型的膨胀性阻燃剂。CN101429302A公开了选用氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锡的一种或多种混合物，制备得无卤阻燃聚乙烯，但是阻燃剂添加量高达50％，添加纳米助剂多壁纳米管可以保持阻燃性能同时降低阻燃剂添加量，但是成本较高。CN1730532A则公开了选用膨胀型无卤阻燃剂，利用膨胀性无卤阻燃剂在燃烧过程中形成致密碳层，隔绝热量，从而达到阻燃效果。不管是溴类阻燃剂还是无卤阻燃剂本身不具有可发泡性能，并且添加量比较大，因此阻燃剂的加入大大地限制了发泡行为，导致发泡倍率不大，绝热性能不理想，不适合用于保温材料领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种发泡倍率大，阻燃效果优异，制备工艺简单的聚乙烯复合材料及其制备方法。
本发明的可发泡阻燃聚乙烯，其特征在于发泡倍率范围为15-40倍，阻燃V-0，由以下组份组成：
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可发泡阻燃聚乙烯复合材料，由以下质量份计的组份组成：
低密度聚乙烯 100份
聚氯乙烯 5-20份
氯化聚乙烯 1-3份
阻燃剂 10-20份
阻燃协效剂 5-10份。
在上述可发泡阻燃聚乙烯复合材料中，添加了阻燃增效剂，其重量份为0.1-1份。所述的阻燃剂优选为十溴二苯乙烷、十溴联苯醚、三(三溴苯氧基)三嗪、溴化环氧树脂、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚、四溴双酚s双(2，3-二溴丙基醚)、三(三溴新戊醇)磷酸酯、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯中一种或数种的复合物；阻燃协效剂优选为三氧化二锑；阻燃增效剂优选为2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷。阻燃增效剂的加入可以充分发挥溴系阻燃剂的阻燃效率，进一步有利于降低阻燃剂的用量。
在上述可发泡阻燃聚乙烯复合材料中，主要利用低密度乙烯作为发泡支架，阻燃剂、阻燃协效剂主要阻燃成分，而添加聚氯乙烯的目的在于聚氯乙烯起一定的阻燃效果，导致降低阻燃剂与协效剂的用量，从而把阻燃剂对发泡倍率的影响降低。氯化聚乙烯加入一方面提供阻燃性能，另一方面提高低密度乙烯与聚氯乙烯的相容性，改善复合材料的力学性能。
在上述可发泡阻燃聚乙烯复合材料中，所述的低密度聚乙烯复合材料的熔体流动速率为0.5-10g/10min；所述的聚氯乙烯熔体流动速率在1-20g/10min。低密度聚乙烯和聚氯乙烯熔体流动速率过低则由于挤出加工的过程中螺杆扭矩大，易扭断，若熔体流动速率过大则由于熔体强度不高导致无法得到高发泡制品。所述的氯化聚乙烯的氯元素质量含量优选在30％-80％范围内，氯化聚乙烯的氯元素含量低则会影响阻燃效果，氯元素含量过高则难于加工。
在上述可发泡阻燃聚乙烯复合材料中，还可以添加热稳定剂0.1-0.5重量份，增塑剂0.1-2重量份，主抗氧化剂0.1-0.5重量份，辅抗氧化剂0.1-0.5重量份，光稳定剂0.1-2重量份或加工助剂0.2-0.5重量份。
在上述可发泡阻燃聚乙烯复合材料中，所述的热稳定剂优选为硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、二月硅酸二丁基锡中一种或数种的复合物。
所述的增塑剂优选为邻苯二甲酸酯(包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯)、脂肪族二元酸酯(包括己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯)、磷酸酯(包括磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯)中一种或数种的复合物。
所述的主抗氧化剂优选为四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、N，N′-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、2，4，6-三叔丁基苯酚中一种或数种的复合物。
所述的辅抗氧化剂优选为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、3，3′-硫代二丙酸二月桂酯、3，3′-硫代二丙酸二硬脂醇酯、季戊四醇类十二硫代丙酯、4，4′-硫代双[2-(1，1-二甲基乙基)-5-甲基苯酚]、2，2′-硫代双[3-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯中一种或数种的复合物。
光稳定剂剂优选为苯并三唑类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂一种或多种的复合物：2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、聚[2-羟基-4正辛氧基]二苯甲酮、丁二酸与4-羟基-2，2，6，6-四甲-1-哌啶醇聚合物、聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-双[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯一种或多种的复合物；
加工助剂为芥酸酰胺、己撑双硬脂酰胺中一种或两种的复合物。
上述可发泡阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：首先按比例称取各组分在混合釜中充分混合后，以60-200g/分钟的速度从喂料口加入L/D为24∶1-72∶1的螺杆直径为30-95mm的双螺杆挤出机，控制螺杆转速为：100-500转/分钟，双螺杆挤出机加热区设置为150-180℃，挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过利用低密度乙烯、聚氯乙烯、阻燃剂、阻燃协效剂和阻燃增效剂以及氯化聚乙烯的巧妙配合。在保证优秀的阻燃效果同时，得到可发泡倍率高的阻燃材料，基本力学性能优异，耐候性优异、成本低，而且制备工艺简单，产物气味低，适用于制冷、空调保温管，建筑内饰等保温应用领域。
具体实施方式
实施例的性能测试采用的测试仪器如下：
(1)拉伸性能：Zwick Z020万能实验机上测定。拉伸强度按照GB1040-92标准测定，拉伸速率为50mm/min；
(2)冲击强度：CEAST冲击试验仪上测定，冲击强度按照GB-1843标准测定；
(3)阻燃性能：按照UL94垂直燃烧标准测试，厚度为2.0mm；
(4)熔体流动速率：采用CEAST测量，测量条件为190度，2.16kg；
(5)发泡倍率：使用挤出发泡专用挤出机，在喂料口加入制得的可发泡阻燃聚乙烯，在挤出机螺杆中间加入5％丁烷，经过充分塑化后，丁烷均匀分布在聚乙烯熔体中，最后离开挤出机模口，压力与温度降低，熔体一边冷却，一边膨胀，最后得到发泡聚乙烯，通过比较发泡前后密度得到发泡倍率。
下列对比例和实施例所述的份数为重量份数。
对比例1：
称取100份熔指为4g/10min的低密度聚乙烯、10份十溴二苯乙烷，5份三氧化二锑，0.1份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.5份热稳定剂硬脂酸钙，1份增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，0.5份主抗氧剂四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.1份光稳定剂2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基)-5-氯代苯并三唑及0.5份辅抗氧化剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、0.5份润滑剂芥酸酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为48∶1，螺杆直径为42mm的双螺杆挤出机，喂料速度为300g/分钟；控制螺杆转速为：500转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为130℃，其他加热区为160℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡等测试，结果见表1。
对比例2：
称取100份熔指为4g/10min的低密度聚乙烯、25份十溴二苯乙烷，8份三氧化二锑，0.1份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.5份热稳定剂硬脂酸钙，1份增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，0.5份主抗氧剂四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.5份辅抗氧化剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、0.1份光稳定剂2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基)-5-氯代苯并三唑及0.5份润滑剂芥酸酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为48∶1，螺杆直径为42mm的双螺杆挤出机，喂料速度为300g/分钟；控制螺杆转速为500转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为130℃，其他加热区为160℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡等测试，结果见表1。
实施例1：
称取100份熔指为4g/10min的低密度聚乙烯、10份熔指为10g/10min聚氯乙烯，2份氯元素质量含量为40％的氯化聚乙烯，10份十溴二苯乙烷，5份三氧化二锑，0.1份阻燃协效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.5份热稳定剂硬脂酸钙，1份增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，0.5份主抗氧剂四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯及0.5份辅抗氧化剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、0.1份光稳定剂2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基)-5-氯代苯并三唑及润滑剂芥酸酰胺0.5份，经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为48∶1，螺杆直径为42mm的双螺杆挤出机，喂料速度为300g/分钟；控制螺杆转速为500转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为130℃，其他加热区为160℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例2：
称取100份熔指为10g/10min的低密度聚乙烯、20份熔指为20g/10min聚氯乙烯，3份氯元素质量含量为80％的氯化聚乙烯，10份十溴联苯醚，5份三氧化二锑，0.5份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.5份热稳定剂硬脂酸铅，2份增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，0.5份主抗氧剂β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、0.5份辅抗氧化剂季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯、1份光稳定剂2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、1份光稳定剂丁二酸与4-羟基-2，2，6，6-四甲-1-哌啶醇的聚合物及0.5份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为24∶1，螺杆直径为30mm的双螺杆挤出机，喂料速度为60g/分钟；控制螺杆转速为100转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例3：
称取100份熔指为0.5g/10min的低密度聚乙烯、5份熔指为1g/10min聚氯乙烯，1份氯元素质量含量为30％的氯化聚乙烯，20份三(三溴苯氧基)三嗪，10份三氧化二锑，0.3份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.1份热稳定剂硬脂酸钡，0.1份增塑剂邻苯二甲酸二异辛酯，0.1份主抗氧剂N，N′-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、0.1份辅抗氧化剂双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、0.2份光稳定剂2-(2′-羟基-3′，5′-二叔戊基苯基)苯并三唑、0.4份光稳定剂聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-双[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}及0.2份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为72∶1，螺杆直径为90mm的双螺杆挤出机，喂料速度为200g/分钟；控制螺杆转速为500转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例4：
称取100份熔指为5g/10min的低密度聚乙烯、10份熔指为10g/10min聚氯乙烯，2份氯元素质量含量为30％的氯化聚乙烯，12份溴化环氧树脂，6份三氧化二锑，0.6份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.2份热稳定剂硬脂酸钙，1份增塑剂邻苯二甲酸二异癸酯，0.2份主抗氧剂1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、0.2份辅抗氧化剂3，3′-硫代二丙酸二月桂酯、2份光稳定剂2-(2′-羟基-3′，5′-二叔戊基苯基)苯并三唑、及0.2份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为36∶1，螺杆直径为45mm的双螺杆挤出机，喂料速度为100g/分钟；控制螺杆转速为200转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例5：
称取100份熔指为3g/10min的低密度聚乙烯、5份熔指为5g/10min聚氯乙烯，1份氯元素质量含量为50％的氯化聚乙烯，14份乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺，5份三氧化二锑，0.7份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.1份热稳定剂硬脂酸锌，1份增塑剂己二酸二辛酯，0.3份主抗氧剂1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、0.3份辅抗氧化剂3，3′-硫代二丙酸二硬脂醇酯、0.8份光稳定剂2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、0.6份光稳定剂癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯及0.5份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为36∶1，螺杆直径为60mm的双螺杆挤出机，喂料速度为160g/分钟；控制螺杆转速为240转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例6：
称取100份熔指为8g/10min的低密度聚乙烯、15份熔指为15g/10min聚氯乙烯，2.5份氯元素质量含量为60％的氯化聚乙烯，11份四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚，5份三氧化二锑，0.2份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.1份热稳定剂磷酸三苯酯，1份增塑剂癸二酸二辛酯，0.3份主抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、0.3份辅抗氧化剂季戊四醇类十二硫代丙酯、0.8份光稳定剂聚[2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮、0.6份光稳定剂癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯及0.5份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为36∶1，螺杆直径为60mm的双螺杆挤出机，喂料速度为160g/分钟；控制螺杆转速为240转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例7：
称取100份熔指为2g/10min的低密度聚乙烯、6份熔指为3g/10min聚氯乙烯，1.5份氯元素质量含量为80％的氯化聚乙烯，18份四溴双酚s双(2，3-二溴丙基醚)，7份三氧化二锑，0.8份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.1份热稳定剂亚磷酸三苯酯，0.8份增塑剂磷酸三甲苯酯，0.3份主抗氧剂四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.3份辅抗氧化剂4，4′-硫代双[2-(1，1-二甲基乙基)-5-甲基苯酚]、0.5份光稳定剂聚[2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮、0.5份光稳定剂癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯及0.5份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为36∶1，螺杆直径为60mm的双螺杆挤出机，喂料速度为160g/分钟；控制螺杆转速为240转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例8：
称取100份熔指为10g/10min的低密度聚乙烯、16份熔指为12g/10min聚氯乙烯，3份氯元素质量含量为50％的氯化聚乙烯，12份三(三溴新戊醇)磷酸酯，5份三氧化二锑，0.5份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.1份热稳定剂二月硅酸二丁基锡，1.5份增塑剂磷酸甲苯二苯酯，0.3份主抗氧剂四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.3份辅抗氧化剂2，2′-硫代双[3-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯、0.05份光稳定剂聚[2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮、0.05份光稳定剂癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯及0.5份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为36∶1，螺杆直径为60mm的双螺杆挤出机，喂料速度为160g/分钟；控制螺杆转速为240转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例9
称取100份熔指为10g/10min的低密度聚乙烯、16份熔指为12g/10min聚氯乙烯，3份氯元素质量含量为50％的氯化聚乙烯，12份三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯，5份三氧化二锑，0.4份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.1份热稳定剂二月硅酸二丁基锡，1.5份增塑剂磷酸甲苯二苯酯，0.3份主抗氧剂四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.1份辅抗氧化剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、0.2份2，2′-硫代双[3-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯、1份光稳定剂聚[2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮、1份光稳定剂癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯及0.5份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为36∶1，螺杆直径为60mm的双螺杆挤出机，喂料速度为160g/分钟；控制螺杆转速为240转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
实施例10
称取100份熔指为10g/10min的低密度聚乙烯、16份熔指为12g/10min聚氯乙烯，3份氯元素质量含量为50％的氯化聚乙烯，10份十溴二苯乙烷，5份四溴双酚s双(2，3-二溴丙基醚)，5份三氧化二锑，0.2份阻燃增效剂2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、0.1份热稳定剂二月硅酸二丁基锡，1.5份增塑剂磷酸甲苯二苯酯，0.3份主抗氧剂2，4，6-三叔丁基苯酚、0.1份辅抗氧化剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、0.2份3，3′-硫代二丙酸二月桂酯、0.5份光稳定剂2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、0.5份光稳定剂癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯及0.5份润滑剂己撑双硬脂酰胺经搅拌充分混合后，加入长径比L/D为36∶1，螺杆直径为60mm的双螺杆挤出机，喂料速度为160g/分钟；控制螺杆转速为240转/分钟，双螺杆挤出机共分为8个加热区，其中：第一加热区为150℃，其他加热区为180℃挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。取部分样品进行物理发泡和阻燃性能等测试，结果见表1。
表1实施例的性能对比
| 序号 | 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | 冲击强度(kJ/m2) | 阻燃性能 | 熔体流动速率(g/10min) | 发泡倍率 |
| 对比例1 | 12 | 460 | 41 | V-2 | 3.3 | 31 |
| 对比例2 | 9 | 300 | 35 | V-0 | 3.2 | 10 |
| 实施例1 | 10 | 450 | 40 | V-0 | 5.4 | 38 |
| 实施例2 | 11 | 360 | 45 | V-0 | 15 | 40 |
| 实施例3 | 8 | 320 | 38 | V-0 | 0.8 | 15 |
| 实施例4 | 9 | 420 | 39 | V-0 | 6.5 | 36 |
| 实施例5 | 9.2 | 380 | 42 | V-0 | 4.2 | 30 |
| 实施例6 | 10 | 380 | 42 | V-0 | 9.7 | 38 |
| 实施例7 | 8.5 | 320 | 37 | V-0 | 3.2 | 25 |
| 实施例8 | 8.2 | 300 | 35 | V-0 | 9.6 | 37 |
| 实施例9 | 8.4 | 310 | 38 | V-0 | 9.4 | 36 |
| 实施例10 | 8.8 | 340 | 40 | V-0 | 10 | 38 |
由表1可见，实施例1由于加入的十溴二苯乙烷较少，而PVC本身可发泡并且提供阻燃性能，因此在保证较高发泡倍率同时得到优异的阻燃性能V-0。对比例1与实施例1加入了相同份量的十溴二苯乙烷，发泡倍率也较大，但是只能通过阻燃V-2。对比例2在对比例1的基础上提高十溴二苯乙烷的用量，阻燃性能改善，但是发泡倍率大幅下降，这主要是十溴二苯乙烷熔点较高，在挤出机中处于粉体的状态，影响发泡行为，从而导致发泡倍率低。其他实施例都通过阻燃V-0测试，发泡倍率从15到40不等，都比对比例2的发泡倍率高，能够满足常见领域保温材料的基本要求。
Claims (9)
1.一种可发泡阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于由以下质量份计的组份组成：
2.根据权利要求1所述的可发泡阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于添加了阻燃增效剂，其重量份为0.1-1份。
3.根据权利要求1或2所述的可发泡阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于添加了热稳定剂0.1-0.5重量份，增塑剂0.1-2重量份，主抗氧化剂0.1-0.5重量份，辅抗氧化剂0.1-0.5重量份，光稳定剂0.1-2重量份或加工助剂0.2-0.5重量份。
4.根据权利要求1所述的可发泡阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴联苯醚、三(三溴苯氧基)三嗪、溴化环氧树脂、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚、四溴双酚s双(2，3-二溴丙基醚)、三(三溴新戊醇)磷酸酯、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯中一种或数种的复合物。
5.根据权利要求1所述的可发泡阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于所述的阻燃协效剂为三氧化二锑。
6.根据权利要求2所述的可发泡阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于所述的阻燃增效剂为2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷。
7.根据权利要求3所述的可发泡阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯或磷酸酯；所述的热稳定剂为硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、二月桂酸二丁基锡中一种或数种的复合物。
8.根据权利要求3所述的可发泡阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于所述的主抗氧化剂为四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、N，N′-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、2，4，6-三叔丁基苯酚中一种或数种的复合物；
所述的辅抗氧化剂为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、3，3′-硫代二丙酸二月桂酯、3，3′-硫代二丙酸二硬脂醇酯、4，4′-硫代双[2-(1，1-二甲基乙基)-5-甲基苯酚]、2，2′-硫代双[3-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯中一种或数种的复合物；
光稳定剂为苯并三唑类紫外线吸收剂：2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑和二苯甲酮类紫外线吸收剂：聚[2-羟基-4正辛氧基]二苯甲酮、受阻胺光稳定剂：丁二酸与4-羟基-2，2，6，6-四甲-1-哌啶醇聚合物、聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-双[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯一种或多种的复合物；
加工助剂为芥酸酰胺。
9.权利要求1所述的可发泡阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：首先按比例称取各组分在混合釜中充分混合后，以60-200g/min的速度从喂料口加入L/D为24∶1-72∶1的螺杆直径为30-95mm的双螺杆挤出机，控制螺杆转速为：100-500转/分，双螺杆挤出机加热区设置为150-180℃，挤出造粒，得到可发泡阻燃聚乙烯复合材料。
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