CN102167861A

CN102167861A - 一种阻燃双峰聚乙烯复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102167861A
Application number: CN201110111795XA
Authority: CN
Inventors: 杨泽; 夏建盟; 何威; 邵华; 陶四平; 肖鹏
Original assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2031-04-29

Abstract

本发明公开了一种阻燃双峰聚乙烯复合材料，其组成及各组成的重量份如下：双峰聚乙烯50～85份、阻燃剂10～40份、热稳定剂0.2～1.0份、加工助剂0.1～1.0份、功能性助剂0.1～10份、填充改性剂0～30份。本方法制备的阻燃聚乙烯具有良好的加工性能，在相同的条件下，其所用的注塑压力仅为普通聚乙烯三分之一，而且在减薄产品厚度的情况下不影响产品的使用，在生产上大大节约了能耗，又节约了原材料，满足节约型社会的发展趋势；另外，本产品制备方法简单，符合工业化生产要求。

Description

一种阻燃双峰聚乙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种阻燃双峰聚乙烯复合材料及其制备方法，可用于电器包装及其他对材料的燃烧性能要求较高的改性聚乙烯复合材料及其制备方法。属于高分子合金材料领域。

背景技术

聚乙烯作为五大通用塑料之一，因其具有良好的韧性、电绝缘性和易加工性，在日常生活及工农业生产中具有广泛的应用，如食品包装、电器包装、管材、电线电缆等。随着聚烯烃催化剂和生产工艺的不断发展，具有不同特性的聚乙烯的新品种不断的被开发出来，双峰聚乙烯就是其中之一。

双峰聚乙烯产品的典型特征是分子中的聚合链分为低相对分子质量和高相对分子质量两部分，每一种聚合链的分子量分布都比较窄，但总的聚合物的相对分子质量分布呈现宽的双峰形态。这种相对分子质量分布的均衡性使得双峰聚乙烯同时具备了熔体强度高、耐热性好、刚性好、抗蠕变等优良的机械性能和加工性能。

和普通的共混聚乙烯不同，双峰聚乙烯的高分子量部分和低分子量部分在分子级别上实现了均匀混合，而两种不同相对分子量的聚乙烯通过双螺杆仅仅实现了宏观上的混合，很难达到微观上的混合，因此在物理性能和加工性能上比不上同样级别的双峰聚乙烯。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种阻燃双峰聚乙烯复合材料及其制备方法，以提高单设备生产效率，降低生产过程的能耗，满足工业和社会对阻燃聚乙烯产品不断发展的需求。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的阻燃双峰聚乙烯复合材料，按重量份计，其组分和含量为：

所述的聚乙烯树脂分子量分布呈现双峰或双峰以上的分布。

所述阻燃剂选自十溴二苯乙烷、十溴联苯醚、十溴联苯乙烷、聚溴化苯乙烯、八溴醚、八溴S醚、三氧化二锑、硼酸锌、聚磷酸铵和多聚磷酸盐中的一种或两种以上的混合物。

所述热稳定剂选自酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类热稳定剂中的一种或两种以上的混合物。

所述加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类及酰胺类加工助剂中的一种或两种以上的混合物。

所述的填充改性剂选自硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、云母、蒙脱土中的一种或两种以上的混合物。

所述的功能性助剂含光稳定剂、抗菌剂、抗静电剂中的一种或两种以上的混合物；

所述的光稳定剂选自水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯甲酸酯类、苯并三唑类、有机镍盐类、受阻胺类、炭黑、二氧化钛和金属氧化物中的一种或两种以上的混合物；

所述的抗菌剂选自银系抗菌剂、钛系抗菌剂、有机高分子盐类抗菌剂、咪唑类抗菌剂、含砷有机抗菌剂、有机金属类抗菌剂、吡啶类抗菌剂和酚类抗菌剂中的一种或两种以上的混合物；

所述的抗静电剂选自脂肪酸盐类、硫酸衍生物类、磷酸衍生物类、季胺盐类、胺盐类、烷基咪唑类、胺类衍生物类、多元醇类、多元醇酯类、环氧乙烷加合物类、季铵羧酸盐类、两性烷基咪唑啉类和烷基氨基酸类抗静电剂中的一种或两种以上的混合物；

上述阻燃双峰聚乙烯复合材料的制备方法，具体步骤如下：

将双峰聚乙烯、阻燃剂、热稳定剂及加工助剂、功能性助剂按配比加入混炼设备中，在140～250℃进行熔融混合分散，挤出造粒。

所述混炼设备是单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机、开炼机或螺杆数目大于2的多螺杆挤出机，其中，优选双螺杆挤出机。

本方法制备的阻燃聚乙烯具有良好的加工性能，在相同的条件下，其所用的注塑压力仅为普通聚乙烯三分之一，而且在减薄产品厚度的情况下不影响产品的使用，在生产上大大节约了能耗，又节约了原材料，满足节约型社会的发展趋势；另外，本产品制备方法简单，符合工业化生产要求。

具体实施方式

下面通过具体实例阐述本发明，但本发明并不限于此。

实施例1

取双峰聚乙烯FB2230(北欧化工)70公斤，溴类阻燃剂8010(雅宝化工)21公斤、锑白(佛山信达化工)7公斤、热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)0.5公斤、热稳定剂Irganox 168(CIBA公司)0.7公斤、加工助剂EBS(鲁博化工)0.8公斤在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为180℃，所得复合材料性能如下：

实施例2

取双峰聚乙烯FB2230(北欧化工)70公斤，溴类阻燃剂8010(雅宝化工)18公斤、锑白(佛山信达化工)6公斤、热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)0.5公斤、热稳定剂Irganox 168(CIBA公司)0.5公斤、加工助剂芥酸酰胺(四川西普化工)0.5公斤、抗静电剂Pebax MH2030(阿科玛公司)4.5公斤在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为180℃，所得复合材料性能如下：

实施例3

取双峰聚乙烯FB2310(北欧化工)60公斤，溴类阻燃剂8010(雅宝化工)18公斤、锑白(佛山信达化工)6公斤、热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)0.6公斤、热稳定剂PS802FL(上海澳霖化工)0.6公斤、碳酸钙AC MLT04(梅立泰化工)14公斤、加工助剂BS-2818(中山华明泰化工)0.8公斤在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为180℃，所得复合材料性能如下：

实施例4

取双峰聚乙烯FB2230(北欧化工)50公斤，溴类阻燃剂8010(雅宝化工)27公斤、锑白(佛山信达化工)6公斤、聚磷酸盐RH-03W101(深圳瑞鸿化工)3公斤、热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)0.6公斤、热稳定剂PS802FL(上海澳霖化工)0.6公斤、碳酸钙AC MLT04(梅立泰化工)12公斤、加工助剂BS-2818(中山华明泰化工)0.8公斤在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为180℃，所得复合材料性能如下：

实施例5

取双峰聚乙烯FB2230(北欧化工)60公斤，溴类阻燃剂8010(雅宝化工)21公斤、锑白(佛山信达化工)7公斤、热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)0.5公斤、热稳定剂Irganox 168(CIBA公司)0.5公斤、加工助剂EBS(鲁博化工)0.5公斤、抗菌剂Novaron AG 300(日本S.R商事株式会社)0.2公斤、紫外线吸收剂LA-36(日本ADEKA)0.3公斤、滑石粉AH-1250N1(合山化工)10公斤在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为180℃，所得复合材料性能如下：

对比实例

取双峰聚乙烯5000S(兰州石化)60公斤，溴类阻燃剂8010(雅宝化工)21公斤、锑白(佛山信达化工)7公斤、热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)0.5公斤、热稳定剂Irganox 168(CIBA公司)0.5公斤、加工助剂EBS(鲁博化工)0.5公斤、抗菌剂Novaron AG 300(日本S.R商事株式会社)0.2公斤、紫外线吸收剂LA-36(日本ADEKA)0.3公斤、滑石粉AH-1250N1(合山化工)10公斤在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为180℃，所得复合材料性能如下：

利用LX-PC挤出机(广州联信塑料机械厂)对上述实例产品进行成型，制件为片材。其温度、压力和挤出速度测试数据如下：

	温度	压力	挤出速度
				例1	140～160℃	30～35％	5.4m/min
例2	140～160℃	30～35％	5.9m/min
				例3	140～160℃	30～35％	4.6m/min
例4	140～160℃	30～35％	4.9m/min
				例5	140～160℃	30～35％	5.2m/min
对比例	150～170℃	80～85％	3.7m/min

从上表可以看出：实例1～5的产品在很低的压力下即可得到很高的成型速度，并且所挤出板材表面均匀平整，有良好的光泽性，而对比例中的材料需要在比较高的压力和温度下才可以顺利挤出，但挤出片材表面平整度及光泽度均不如实例1～5的产品。

Claims

1.一种阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：由以下重量份计，其组分和含量为：

2.根据权利要求1所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：所述的聚乙烯树脂分子量分布呈现双峰或双峰以上的分布。

3.根据权利要求1所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：所述阻燃剂选自十溴二苯乙烷、十溴联苯醚、十溴联苯乙烷、聚溴化苯乙烯、八溴醚、八溴S醚、三氧化二锑、硼酸锌、聚磷酸铵和多聚磷酸盐中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：所述热稳定剂选自酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类热稳定剂中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：所述加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类及酰胺类加工助剂中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：所述的填充改性剂选自硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、云母、蒙脱土中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：所述的功能性助剂含光稳定剂、抗菌剂、抗静电剂中的一种或两种以上的混合物。

8.所述的光稳定剂选自水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯甲酸酯类、苯并三唑类、有机镍盐类、受阻胺类、炭黑、二氧化钛和金属氧化物中的一种或两种以上的混合物。

9.根据权利要求7所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：所述的抗菌剂选自银系抗菌剂、钛系抗菌剂、有机高分子盐类抗菌剂、咪唑类抗菌剂、含砷有机抗菌剂、有机金属类抗菌剂、吡啶类抗菌剂和酚类抗菌剂中的一种或两种以上的混合物。

10.根据权利要求7所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料，其特征在于：所述的抗静电剂选自脂肪酸盐类、硫酸衍生物类、磷酸衍生物类、季胺盐类、胺盐类、烷基咪唑类、胺类衍生物类、多元醇类、多元醇酯类、环氧乙烷加合物类、季铵羧酸盐类、两性烷基咪唑啉类和烷基氨基酸类抗静电剂中的一种或两种以上的混合物。

11.一种制备权利要求1所述的阻燃双峰聚乙烯复合材料的方法，其特征在于：具体步骤如下：

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于：所述混炼设备是单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机、开炼机或螺杆数目大于2的多螺杆挤出机。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：所述混炼设备为双螺杆挤出机。