CN104341648A - 新型增韧阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型增韧阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法。本发明的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂50%～80%、刚性粒子5%～15%、弹性体5%～15%、丙烯酸1%～4%、引发剂0.5%～2%、阻燃剂10%～20%、分散剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。本发明采用对刚性粒子预处理后与弹性体之间相互作用和发生接枝反应，形成以刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使发挥弹性体增韧和刚性粒子增刚的良好协同效果，从而大大提高了聚乙烯材料的冲击韧性、力学强度、刚度和耐热性等，同时对聚乙烯阻燃改性效果好，无卤、低烟、无毒和达到UL94-0级阻燃性能，而且材料的加工性能好，成本低，处理工艺简单，可广泛应用于国防军工及民用工业等领域。

Description

新型增韧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，具体地说是一种新型增韧阻燃聚乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯（PE）由于质轻、无毒，具有优异的介电性能、化学稳定性和抗腐蚀等优点，且价格低廉，成型加工容易，可广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业。但是，由于聚乙烯的氧指数低，容易燃烧，并且燃烧时产生大量的热极易传播火焰，引发大的火灾，因此对聚乙烯阻燃问题的处理就显得尤为重要。同时，聚乙烯单独使用的冲击强度较差、易脆性断裂，难以满足一些领域对性能的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核壳结构以刚性粒子为核、弹性体为壳的新型增韧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：新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂50%～80%、刚性粒子5%～15%、弹性体5%～15%、丙烯酸1%～4%、引发剂0.5%～2%、阻燃剂10%～20%、分散剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。
所述的刚性粒子为粒径在1nm～100nm的氢氧化镁、氢氧化铝、蒙脱土、云母中的一种。
所述的弹性体为聚氨脂弹性体（TPU）、三元乙丙橡胶（EPDM）、乙烯-辛烯共聚物（POE）中的一种。
所述的引发剂为偶氮类引发剂、有机过氧化物引发剂、无机过氧类引发剂中的一种。
所述的阻燃剂为聚磷酸铵（PPA）75wt%与微胶囊化红磷25wt%的复配阻燃剂。
所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A分散剂的一种。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物中的一种。
上述的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将刚性粒子在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，阻燃剂在60℃～80℃的温度下干燥30～45分钟，待用；
（2）按重量配比称取干燥后的刚性粒子加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和引发剂，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的弹性体，搅拌10～15分钟；
（3）在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、阻燃剂、分散剂和抗氧剂，使在60℃～80℃的温度下搅拌10～30分钟，出料；
（4）然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的新型增韧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，本发明采用对刚性粒子预处理后与弹性体之间相互作用和发生接枝反应，形成以刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使发挥弹性体增韧和刚性粒子增刚的良好协同效果，从而大大提高了聚乙烯材料的冲击韧性、力学强度、刚度和耐热性等，同时对聚乙烯阻燃改性效果好，无卤、低烟、无毒和达到UL94-0级阻燃性能，而且材料的加工性能好，成本低，处理工艺简单，可广泛应用于国防军工及民用工业等领域。
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：
一种新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂60%、粒径在1nm～100nm的氢氧化镁10%、聚氨脂弹性体（TPU）10%、丙烯酸2.5%、偶氮类引发剂1%、聚磷酸铵（PPA）75wt%与微胶囊化红磷25wt%的复配阻燃剂15%、聚乙烯蜡1%、抗氧剂1010 0.5%。
制备方法：（1）将粒径在1nm～100nm的氢氧化镁在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，聚磷酸铵（PPA）75wt%与微胶囊化红磷25wt%的复配阻燃剂在60℃～80℃的温度下干燥30～45分钟，待用；（2）按重量配比称取干燥后的氢氧化镁加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和偶氮类引发剂，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的聚氨脂弹性体（TPU），搅拌10～15分钟；（3）在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、聚磷酸铵（PPA）75wt%与微胶囊化红磷25wt%的复配阻燃剂、聚乙烯蜡和抗氧剂1010，使在60℃～80℃的温度下搅拌10～30分钟，出料；（4）然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料。
实施例2：
一种新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂68%、粒径在1nm～100nm的蒙脱土10%、乙烯-辛烯共聚物（POE）5%、丙烯酸3%、有机过氧化物引发剂1.5%、聚磷酸铵（PPA）75wt%与微胶囊化红磷25wt%的复配阻燃剂10%、TAS-2A分散剂1.5%、抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物1%。
制备方法：（1）将粒径在1nm～100nm的蒙脱土在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，聚磷酸铵（PPA）75wt%与微胶囊化红磷25wt%的复配阻燃剂在60℃～80℃的温度下干燥30～45分钟，待用；（2）按重量配比称取干燥后的蒙脱土加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和有机过氧化物引发剂，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的乙烯-辛烯共聚物（POE），搅拌10～15分钟；（3）在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、聚磷酸铵（PPA）75wt%与微胶囊化红磷25wt%的复配阻燃剂、TAS-2A分散剂和抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物，使在60℃～80℃的温度下搅拌10～30分钟，出料；（4）然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料。

Claims (8)

1.一种新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂50%～80%、刚性粒子5%～15%、弹性体5%～15%、丙烯酸1%～4%、引发剂0.5%～2%、阻燃剂10%～20%、分散剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。
2.根据权利要求1所述的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的刚性粒子为粒径在1nm～100nm的氢氧化镁、氢氧化铝、蒙脱土、云母中的一种。
3.根据权利要求1所述的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的弹性体为聚氨脂弹性体（TPU）、三元乙丙橡胶（EPDM）、乙烯-辛烯共聚物（POE）中的一种。
4.根据权利要求1所述的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的引发剂为偶氮类引发剂、有机过氧化物引发剂、无机过氧类引发剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为聚磷酸铵（PPA）75wt%与微胶囊化红磷25wt%的复配阻燃剂。
6.根据权利要求1所述的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A分散剂的一种。
7.根据权利要求1所述的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物中的一种。
8.根据权利要求1所述的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将刚性粒子在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，阻燃剂在60℃～80℃的温度下干燥30～45分钟，待用；
（2）按重量配比称取干燥后的刚性粒子加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和引发剂，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的弹性体，搅拌10～15分钟；
（3）在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、阻燃剂、分散剂和抗氧剂，使在60℃～80℃的温度下搅拌10～30分钟，出料；
（4）然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的新型增韧阻燃聚乙烯复合材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106366403A (zh) * 2016-08-29 2017-02-01 葛彬斌 一种溶胶碳纳米管补强聚乙烯缓冲材料及其制备方法
CN110911617A (zh) * 2019-12-10 2020-03-24 安徽新衡新材料科技有限公司 一种高韧聚烯烃锂离子电池隔膜及其制备方法
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