CN101845159B - 再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料 - Google Patents

再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料，配比按重量份数：再生聚烯烃100，共混改性材料20～40，纳米环保阻燃剂40～60，抗氧剂0.8～1.5，润滑剂1～2，偶联剂1～2，着色剂0.6～2。经筛选、分拣后的废旧再生聚烯烃塑料经清洗、甩干，待添加共混改性材料配料均匀后通过挤出机挤出，再加入抗氧剂、润滑剂、偶联剂、着色剂及纳米环保阻燃剂经高速混合机混合4～6分钟，再分别由双螺杆挤出机挤出、单螺杆挤出机挤出后水环切粒，然后经振动筛分选、沸腾床加温干燥，即可得到均匀的固体塑料颗粒。本发明充分利用废旧塑料为原料，变废为宝。该材料具有无毒，无腐蚀，阻燃环保，不污染环境的特性。

Description

再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料
技术领域
本发明涉及再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料及其制备方法，尤其是利用废旧塑料为原料，对其进行共混改性生产高附加值、环保的电线电缆阻燃绝缘材料，变废为宝。
背景技术
我国每年产生的废弃塑料量约为1400万吨左右，由于塑料原料属化学合成原料，不能够被自然分解，它们不腐烂、不分解特性已成为注目的社会问题。发达国家解决塑料发展与环境问题的成功策略是实施“三R”战略，即塑料制品的减量(Reduce)，再使用(Reuse)和塑料废弃物的回收利用(Recycle)。在所有应用领域通过机械再循环、再生原材料和能量回收等方式，减少废塑料的填埋，减少塑料对环境的负面影响。
再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料，是很好的低烟、无卤阻燃环保的电线电缆绝缘材料。随着我国国民经济的发展，我国的电缆料需求快速增长，特别是环保电缆料需求量比较大。而国内电线电缆护套料的产量还不能满足市场需求。利用再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料具有循环经济和环保产业的双重特征。
再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料符合国家发改委、科技部、商务部及国家知识产权局2007年发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，符合新材料第55条环境友好塑料关于材料的可循环回收技术，符合国家重点支持的高新技术领域环境友好塑料支持项目。
因此期望开发出具有优良再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料，但迄今为止尚未有这样的具有优良性能的电缆用再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料公开报道。
发明内容
过去废旧聚烯烃塑料大都废弃、填埋或焚烧，对环境造成严重的污染。为了在所有应用领域通过机械再循环、再生原材料和能量回收等方式，减少废塑料的填埋，减少塑料对环境的负面影响。本发明提供一种再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料及其制备方法，该再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料利用废旧塑料为原料，对其进行共混改性生产高附加值、环保的电线电缆阻燃环保绝缘材料，变废为宝，而且环保性能满足电线电缆的要求，材料生产具有循环经济和环保产业的双重特征。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
由下列各原料制备而成：
组成                          配比(重量份数)
再生聚烯烃                    100
共混改性材料                  20～40
纳米环保阻燃剂                40～60
抗氧剂                        0.8～1.5
润滑剂                        1～2
偶联剂                        1～2
着色剂                        0.6～2
所述的再生聚烯烃为回收的聚烯烃废塑料，所述的共混改性材料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。所述的纳米环保阻燃剂为环保纳米氢氧化铝。所述的抗氧剂为300#或1010，所述的润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡或硬脂酸钙。所述的偶联剂为硅烷偶联剂，所述的着色剂为高耐磨炭黑或酞青蓝或酞青绿。
所有原料中，再生聚烯烃为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物共混改性材料为白色颗粒，纳米环保阻燃剂为环保纳米氢氧化铝粉末状白色颗粒，阻燃剂可调节材料的阻燃性能，环保纳米氢氧化铝经过脂肪酸或偶联剂处理后，与材料有较好的相容性，而且分散性好，偶联剂为无色液体。以上材料是再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料的主要成分。抗氧剂300#为粉末状白色颗粒或1010粉末状白色颗粒，本发明所用的润滑剂为石蜡为粒状白色颗粒，硬脂酸为粉末状白色颗粒，硬脂酸钙为粉末状白色颗粒。着色剂为高耐磨炭黑为粉末状黑色颗粒，酞青蓝为粉末状蓝色颗粒，酞青绿为粉末状绿色颗粒。
再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料的制备方法。经筛选、分拣后的废旧再生聚烯烃塑料经清洗、甩干，待添加共混改性材料配料均匀后通过挤出机挤出，然后加入抗氧剂、润滑剂、偶联剂、着色剂及环保纳米氢氧化铝阻燃剂通过高速混合机混合4～6分钟，再分别由双螺杆挤出机挤出、单螺杆挤出机挤出后水环切粒，然后经振动筛分选、沸腾床加温干燥，即可得到均匀的固体颗粒。其主要技术指标：
长期使用温度                70℃
拉伸强度                    14.2MPa
断裂伸长率                  210％
体积电阻率(20℃)            8.8×1011Ω·m
低温冲击脆化性能            -50℃
热老化拉伸强度变化率        -8.6％
热老化断裂伸长变化率        -14.2％
氧指数                      28
卤酸气体含量                0mg/g
pH值                        6.5
电导率                      7.4μs/mm
毒性指数            2.4
铅(Pb)含量          ≤5×10-6
镉(Cd)含量          ≤5×10-6
六价铬(Cr)含量      ≤5×10-6
汞(Hg)含量          ≤5×10-6
多溴联苯含量        ≤5×10-6
多溴联苯醚类含量    ≤5×10-6
本发明的有益效果是：
根据本发明制得的再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料具有循环经济和环保产业的双重特征：
1.本发明利用废旧塑料为原料，对其进行共混改性生产高附加值、环保的电线电缆用阻燃环保绝缘材料，变废为宝。
2.本发明是按照相关的环保要求，对添加剂及改性剂进行严格的筛选，使体系中不含对人体和环境有很大危害的重金属稳定剂、多溴联苯及其醚类等不符合环保要求的物质，不会对环境造成污染。因而使用起来更加放心、可靠，社会效益显著。同时，由于是利用废旧塑料为原料，因此材料成本低，而且材料符合国家发展循环经济的产业政策，经济效益显著。
3.本发明可用于通讯电缆、电力电缆及矿用电缆、船用电缆、电气装备线等，使通讯电缆、电力电缆及矿用电缆、船用电缆、电气装备线等有非环保电线电缆成为阻燃环保电线电缆。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1.生产阻燃环保通讯电缆
组成                          配比(重量份数)
再生聚烯烃                    100
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物         20
纳米氢氧化铝阻燃剂      40
抗氧剂1010              0.8
聚乙烯蜡润滑剂          1.0
硅烷偶联剂              1.0
高耐磨炭黑着色剂        2.0
上述再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料为黑色固体颗粒，拉伸强度为14.2MPa，断裂伸长率为215％。用挤塑机在温度130-145℃挤出生产环保通讯电缆、电力电缆及船用电缆、电气装备线等电线电缆产品。
使用本发明再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料生产环保通讯电缆时，材料性能如下：
  实验内容   实施例1
  pH值   6.5
  电导率   7.2μs/mm
  毒性指数   2.4
  氧指数   28
实施例2.如实施例1.所述不同的是共混改性材料为马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，润滑剂为硬脂酸。
实施例3.如实施例1.所述不同的是共混改性材料为马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，抗氧剂为300#。
实施例4.生产环保电力电缆
组成                              配比(重量份数)
再生聚烯烃                        100
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物             40
纳米氢氧化铝阻燃剂    60
抗氧剂1010            1.5
硬脂酸润滑剂          2.0
硅烷偶联剂            2
酞青绿着色剂          0.6
上述再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料为绿色固体颗粒，拉伸强度为12.6MPa，断裂伸长率为225％。用挤塑机在温度130-145℃挤出生产环保电力电缆、通讯电缆及船用电缆、电气装备线等电线电缆产品。使用本发明再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料生产环保电力电缆时，材料性能如下：
  实验内容   实施例4
  pH值   6.8
  电导率   7.6μs/mm
  毒性指数   2.2
  氧指数   29
实施例5.如实施例4.所述不同的是润滑剂为硬脂酸钙，着色剂为酞青蓝。
实施例6.如实施例4.所述不同的是共混改性材料为马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，润滑剂为硬脂酸钙。

Claims (6)

1.一种再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料，其特征在于，它是由以下重量份数的原料制备而成：
再生聚烯烃100，共混改性材料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20～40，纳米环保阻燃剂为纳米氢氧化铝阻燃剂40～60，抗氧剂0.8～1.5，润滑剂1～2，偶联剂1～2，着色剂0.6～2。
2.根据权利要求1所述的再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料，其特征在于：所述的抗氧剂为300#或1010。
3.根据权利要求1所述的再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡或硬脂酸钙。
4.根据权利要求1所述的再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料，其特征在于：所述的着色剂为高耐磨炭黑或酞青蓝或酞青绿。
6.根据权利要求1所述的再生聚烯烃共混改性复合纳米氢氧化铝阻燃环保绝缘材料的制备方法，其特征在于：经筛选、分拣后的废旧再生聚烯烃塑料经清洗、甩干，待添加共混改性材料配料均匀后通过挤出机挤出，然后加入抗氧剂、润滑剂、偶联剂、着色剂及纳米环保阻燃剂通过高速混合机混合4-6分钟，再分别由双螺杆挤出机挤出、单螺杆挤出机挤出后水环切粒，然后经振动筛分选，沸腾床加温干燥，即可得到均匀的固体塑料颗粒。
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