CN101870782B - 抗静电阻燃发泡材料及其制备方法 - Google Patents

抗静电阻燃发泡材料及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种抗静电阻燃发泡材料及其制备方法，该材料由下述重量份的原料聚乙烯5-10、EVA5-10、阻燃剂3-6、抗静电剂0.2-4、硬脂酸0.2-2、发泡剂1-2、交联剂0.2-1经磁选去杂、胶熔、密炼、二次炼胶、压片、高压发泡制备而成；本发明将抗静电性能融入阻燃发泡材料，配方科学，产品既具有抗静电性能又具有阻燃性能，使电磁波阻隔反射，不易吸附带电磁波的物质，化学物理性能稳定，彻底消除静电感应和易燃性，是一种无毒、无味、无公害、节能环保新技术产品。

Description

抗静电阻燃发泡材料及其制备方法
(一)技术领域：
本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种抗静电阻燃发泡材料及其制备方法。
(二)现有技术：目前，国内EVA材料中只有抗静电EVA、阻燃EVA和普通EVA。抗静电EVA和阻燃EVA的用途单一，用于抗静电行业如遇高温，因不阻燃易熔化甚至燃烧；如单用阻燃EVA，则遇摩擦易产生静电感应导致损坏被用物体，造成严重损失，其用途均不广泛。因此，市场急需同时具有抗电静性能和阻燃性能的复合材料问世。据检索，目前国内外未发现同类产品。
(三)发明内容：
本发明的目的就是提供一种既具有抗静电性能又具有阻燃性能的抗静电阻燃发泡材料；同时还提供这种材料的制备方法。
本发明的材料主要由下述重量份的原料制备而成：
聚乙烯    5-10     EVA       5-10
阻燃剂    3-6      抗静电剂  0.2-4
硬脂酸    0.2-2    发泡剂    1-2
交联剂    0.2-1。
所述阻燃剂包括十溴二苯醚和三氧化二锑，其质量百分数分别为：十溴20-79％，三氧化二锑21-80％。
所述抗静电剂包括超导电炭黑和氧化锌，其质量百分数分别为：超导电炭黑40-99％，氧化锌1-60％。
所述发泡剂是AC发泡剂，所述交联剂是DCP交联剂。
所述本发明材料的制备方法包括下述步骤：
①磁选去杂
将聚乙烯颗粒进行磁选，磁选时间30～40分钟；
②胶熔
将磁选好的原料加配方量的超导电炭黑均匀投入至胶熔机中，在200～220℃熔化成胶状，冷却至50～100℃；
③密炼
分别将上述第一次胶熔物料及配方量氧化锌、发泡剂、交联剂、硬脂酸、十溴二苯醚、醋酸共聚物、三氧化二锑混合后进行密炼，密炼温度100～140℃，密炼时间10～15分钟；
④炼胶
用炼胶机对上述密炼出的原料分散压密成胶片，胶片厚度控制在1～8mm，再重复分散压密8～20次，温度90～120℃；
⑤二次炼胶
将上述原料用对压轮压片成型，厚度0.3～1mm；
⑥压片
将上述原料降温压片成型，温度控制在30～60℃，根据高压发泡模具的体积，计算料片重量，控制每次料片重量不得超过±2～3g；
⑦高压发泡
将上述料片放入模具后，顶压，压力160～180kg/cm2，温度在150～200℃，时间2500～3000秒，开模，成型即得。
本发明将抗静电性能融入阻燃发泡材料，配方科学，产品既具有抗静电性能又具有阻燃性能，使抗静电剂、阻燃剂等物理和化学复合，使电磁波阻隔反射，不易吸附带电磁波的物质，使其化学物理性能稳定，彻底消除静电感应和易燃性，形成无毒、无味、无公害、节能环保新技术产品。。
本发明中使用的EVA是一种由乙烯(E)及乙烯基醋酸盐(VA)所组成的塑料物料。这两种化学物质比例可调较从而符合不同的应用需要，乙烯基醋酸盐(VA content)的含量越高，其透明度，柔软度及坚韧度会相对提高。其特点是：
1、可生物降解：弃掉或燃烧时不会对环境造成伤害。
2、与PVC价格相近：EVA的价格比有毒的PVC较贵，但相对不含邻苯二甲酸盐之PVC为便宜。
3、重量较轻：EVA的密度介乎0.91至0.93，而PVC则为1.32。
4、不含臭味：EVA不含像阿摩尼亚(ammonia)或其它有机气味。
5、不含重金属：符合有关国际的玩具条例(EN-71 Part 3及ASTM-F963)。
6、不合邻苯二甲酸盐：适合儿童玩具及不会产生增塑剂释出危险。
7、高透明，柔软及坚韧度：应用范围十分广阔。
8、超强耐低温(-70C)：适合结冰环境。
9、抗水，盐份及其它物质：在大份的应用情况下都能保持稳定。
10、高热贴性：可牢固地贴于尼龙，涤纶，帆布及其它布类。
11、低贴合温度：可加快生产速度。
本发明制备工艺操作方便，易于控制；不污染环境、原料成本低，产品中的聚乙烯可使用回收废旧塑料，每生产10立方米本发明产品，可节约聚乙烯新料490公斤以上，以此类推，按发展规划年产20万立方米产品计算，则节约新能源9800吨，扣减新旧原料差价(11000元-4800元)可节约成本6076万元，且带活废旧回收塑料厂49家，扩增就业人员3880人，创造的社会效益就无法计算了，市场前景巨大。
本发明制备的抗静电阻燃发泡材料可广泛应用于汽车和火车内饰、精密仪器、电子产品、高档家用电器、高低压电气产品、工程制冷的配件和包装、抗静电冲浪板、遮阳板、绝缘鞋底和内衬、高端器械部件和垫圈、军队训练场地垫铺和挡盾、航空箱等。
经检测，本发明各项技术指标如下表：
Figure G2009100616671D00041
上述各项技术指标均符合国家相关标准的要求。
(四)具体实施方式
实施例1
①磁选去杂  将500Kg聚乙烯颗粒(其中包括40％左右的废旧回收塑料)进行磁选，去除原料中的金属杂物、水份，保证生产原料达到100％的纯度进入下步工序，磁选时间30分钟；
②胶熔  将磁选好的原料加8Kg的超导电炭黑混合均匀，投入至胶熔机中，采用电热方法(功率在20～30kn)控制温度在200℃，通过螺旋轴将原料熔化成胶状，冷却至50℃进入下步工序；
③密炼
分别将上述第一次胶熔物料及12kg氧化锌、100kgAC发泡剂、20kgDCP交联剂、20kg硬脂酸、60kg十溴二苯醚、500kgEVA、240kg三氧化二锑混合后进行密炼，使其高度分散，使导电分子完全附着在聚乙烯、EVA分子的表面，到达静电外导的效果；控制密炼温度100℃，密炼时间10分钟；
④炼胶
用φ45cm的炼胶机对上述密炼出的原料分散压密成胶片，胶片厚度控制在1mm，再重复分散压密8次，温度90℃；炼胶机的两圆形轴的转速比是1∶1.2。通过炼胶机多次辊压可以使各种原料进行混合达到高度分散和压密的效果；
⑤二次炼胶
将上述原料用φ40cm的对压轮压片成型，厚度0.3mm；
⑥压片
将上述原料经冷水压机降温压片成型，按时间记电器设计的电热切刀，调节需要的料长度，温度控制在30℃，用自动电子计量器，根据高压发泡模具的体积，经过严格计算料片重量，控制每次料片重量不得超过±2～3g；
⑦高压发泡
将上述料片放入模具后，用1500T油压机顶压，压力160kg/cm2，温度在150℃，时间2500秒，在温度达到200℃时AC发泡剂发挥作用，其发泡量是215。当模具内的压达到210kg/cm2时，开模，成型即得。
实施例2
①磁选去杂  将1000Kg聚乙烯颗粒(其中包括40％左右的废旧回收塑料)进行磁选，去除原料中的金属杂物、水份，保证生产原料达到100％的纯度进入下步工序，磁选时间35分钟；
③胶熔  将磁选好的原料加396Kg的超导电炭黑混合均匀，投入至胶熔机中，采用电热方法(功率在20～30kn)控制温度在220℃，通过螺旋轴将原料熔化成胶状，冷却至70℃进入下步工序；
④密炼
分别将上述第一次胶熔物料及4kg氧化锌、200kgAC发泡剂、100kgDCP交联剂、200kg硬脂酸、474kg十溴二苯醚、1000kgEVA、126kg三氧化二锑混合后进行密炼，使其高度分散，使导电分子完全附着在聚乙烯、EVA分子的表面，到达静电外导的效果；控制密炼温度120℃，密炼时间15分钟；
⑤炼胶
用φ45cm的炼胶机对上述密炼出的原料分散压密成胶片，胶片厚度控制在5mm，再重复分散压密10次，温度100℃；炼胶机的两圆形轴的转速比是1∶1.2。通过炼胶机多次辊压可以使各种原料进行混合达到高度分散和压密的效果；
⑥二次炼胶
将上述原料用φ40cm的对压轮压片成型，厚度0.8mm；
⑦压片
将上述原料经冷水压机降温压片成型，按时间记电器设计的电热切刀，调节需要的料长度，温度控制在40℃，用自动电子计量器，根据高压发泡模具的体积，经过严格计算料片重量，控制每次料片重量不得超过±2～3g；
⑧高压发泡
将上述料片放入模具后，用1500T油压机顶压，压力170kg/cm2，温度在180℃，时间2800秒，在温度达到200℃时AC发泡剂发挥作用，其发泡量是215。当模具内的压达到210kg/cm2时，开模，成型即得。
实施例3
①磁选去杂  将800Kg聚乙烯颗粒(其中包括40％左右的废旧回收塑料)进行磁选，去除原料中的金属杂物、水份，保证生产原料达到100％的纯度进入下步工序，磁选时间40分钟；
②胶熔  将磁选好的原料加100Kg的超导电炭黑混合均匀，投入至胶熔机中，采用电热方法(功率在20～30kn)控制温度在210℃，通过螺旋轴将原料熔化成胶状，冷却至100℃进入下步工序；
③密炼
分别将上述第一次胶熔物料及100kg氧化锌、150kgAC发泡剂、50kgDCP交联剂、100kg硬脂酸、200kg十溴二苯醚、800kgEVA、200kg三氧化二锑混合后进行密炼，使其高度分散，使导电分子完全附着在聚乙烯、EVA分子的表面，到达静电外导的效果；控制密炼温度140℃，密炼时间15分钟；
④炼胶
用φ45cm的炼胶机对上述密炼出的原料分散压密成胶片，胶片厚度控制在8mm，再重复分散压密20次，温度120℃；炼胶机的两圆形轴的转速比是1∶1.2。通过炼胶机多次辊压可以使各种原料进行混合达到高度分散和压密的效果；
⑤二次炼胶
将上述原料用φ40cm的对压轮压片成型，厚度1mm；
⑥压片
将上述原料经冷水压机降温压片成型，按时间记电器设计的电热切刀，调节需要的料长度，温度控制在60℃，用自动电子计量器，根据高压发泡模具的体积，经过严格计算料片重量，控制每次料片重量不得超过±2～3g；
⑦高压发泡
将上述料片放入模具后，用1500T油压机顶压，压力180kg/cm2，温度在200℃，时间3000秒，在温度达到200℃时AC发泡剂发挥作用，其发泡量是215。当模具内的压达到210kg/cm2时，开模，成型即得。

Claims (1)

1.抗静电阻燃发泡材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
①磁选去杂
将聚乙烯颗粒进行磁选，磁选时间30～40分钟；
②胶熔
将磁选好的原料加配方量的超导电炭黑均匀投入至胶熔机中，在200～220℃熔化成胶状，冷却至50～100℃；
③密炼
分别将上述第一次胶熔物料及配方量氧化锌、发泡剂、交联剂、硬脂酸、十溴二苯醚、EVA、三氧化二锑混合后进行密炼，密炼温度100～140℃，密炼时间10～15分钟；
④炼胶
用炼胶机对上述密炼出的原料分散压密成胶片，胶片厚度控制在1～8mm，再重复分散压密8～20次，温度90～120℃；
⑤二次炼胶
将上述原料用对压轮压片成型，厚度0.3～1mm；
⑥压片
将上述原料降温压片成型，温度控制在30～60℃，根据高压发泡模具的体积，计算料片重量，控制每次料片重量不得超过±2～3g；
⑦高压发泡
将上述料片放入模具后，顶压，压力160～180kg/cm2，温度在150～200℃，时间2500～3000秒，开模，成型即得；
上述步骤中各原料的重量份是：
Figure FSB00000718592600021
其中阻燃剂包括十溴二苯醚和三氧化二锑，其质量百分数分别为：十溴二苯醚20-79％，三氧化二锑21-80％；抗静电剂包括超导电炭黑和氧化锌，其质量百分数分别为：超导电炭黑40-99％，氧化锌1-60％；发泡剂是AC发泡剂，交联剂是DCP交联剂。
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