CN105061854A

CN105061854A - 无卤阻燃聚烯烃材料及其用途

Info

Publication number: CN105061854A
Application number: CN201510467807.0A
Authority: CN
Inventors: 解廷秀; 陈梅; 戴星
Original assignee: SHANGHAI KEYUE MACROMOLECULE MATERIALS CO Ltd
Current assignee: JIANGSU KEYUE NEW MATERIAL CO., LTD.
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2015-11-18

Abstract

本发明公开了无卤阻燃聚烯烃材料及其用途。本发明所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，按照重量百分含量包括：聚烯烃15～50％，无机阻燃剂45～80％，有机纳米添加剂0.1～5％，助剂0.1～5％。本发明的无机阻燃聚烯烃复合材料具有高流动、优异的阻燃性和低的热释放速率，可以广泛用作防火铝塑板芯材、阻燃电缆料、高铁的内饰材料等，达到高阻燃、低烟、无毒的目的。

Description

无卤阻燃聚烯烃材料及其用途

技术领域

本发明涉及无卤阻燃聚烯烃材料及其用途。

背景技术

由于火灾造成的人员和财产损失巨大，材料的阻燃越来越受到重视。特别是一些公共场所例如剧院、车站、地铁对阻燃材料的等级和和要求越来越高。对这类材料不但要求有很好的阻燃性，而且必须具有低的发烟量和热释放量。因为烟是造成人员伤亡最主要的原因。

无机阻燃剂如氢氧化镁、氢氧化铝，由于本身在受热是能够分解吸热，并产生水汽，特别是，该类阻燃剂具有很好的抑烟性，这些特性使该类材料成为一种很好的填充型阻燃剂，而广泛应用于电缆、铝塑板、高铁内饰等对阻燃有高要求的领域。但由于此类无机阻燃剂的阻燃效率相对较低，需要较高的填充量才能具有较好的阻燃效果，一般的填充量一般要高于50％，优势甚至要达到70％以上，这种高的填充会造成填充后的材料的加工性能严重降低，很难高效的挤出合格的产品，例如防火铝塑板材、阻燃线缆等。

目前通用的做法是用表面处理剂对无机阻燃剂进行表面处理。虽然处理后的无机阻燃剂可以大大提阻燃剂与塑料基材例如聚乙烯等的相容性和相应的分散性，但仍然在高填充时难以取得理想的加工流动性。

发明内容

本发明的其中一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种高填充时材料的加工流动性的问题，并有效提高阻燃性能的无卤阻燃聚烯烃材料。

为实以上的目的，本发明通过以下技术方案实现：

无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，按照重量百分含量包括：聚烯烃15～50％，无机阻燃剂45～80％，有机纳米添加剂0.1～5％，助剂0.1～5％。

优选地是，所述有机纳米改性剂为超支化的聚合物。

本发明所述的有机纳米添加剂是一些含有多极性官能团的超支化聚合物，由于这些超支化聚合物具有三维结构，单个分子大约在几个纳米。由于其独特的结构，一方面可以与无机阻燃剂具有非常好的结合，大大促进无机阻燃剂在树脂基体中的分散，同时其纳米的结构，可以大大改善熔融聚合物的流变特性，提高其流动性，再者，多极性基团有利于阻燃性能的提高。优选地是，有机纳米改性剂粒径为10-500纳米。

优选地是，所述超支化的聚合物为超支化聚酯、超支化聚酰胺酯、超支化聚碳酸酯中的一种或几种。

优选地是，所述超支化的聚合物含有多官能极性基团。

优选地是，所述的多官能极性基团为羟基和羧基中的一种或两种。

优选地是，所述的多官能极性基团部分被烷基、苯基或丙烯酸甲酯基团封端。

优选地是，所述聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或三元乙丙橡胶及他们与接枝改性剂接枝改性的聚合物中的一种或几种的混合物。

优选地是，所述的接枝改性剂选自马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸共聚物中一种或两种及以上的混合物。

优选地是，无机阻燃剂主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、碱式碳酸镁、硼酸锌、氧化锌、碳酸钙、白云石、菱镁石、二氧化硅、碳酸钾、滑石粉硅灰石、硅酸盐等的一种或其复配物。

优选地是，所述助剂包括各种硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、硬脂酸、抗氧剂、润滑剂、交联剂中的一种或几种。

本发明的另一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种前述无卤阻燃聚烯烃材料的用途，其特征在于，所述材料用于防火铝塑板、阻燃电缆和火车内饰材料。

本发明的无机阻燃聚烯烃复合材料具有高流动、优异的阻燃性和低的热释放速率，可以广泛用作防火铝塑板芯材、阻燃电缆料、高铁的内饰材料等，达到高阻燃、低烟、无毒的目的。

具体实施方式

实施例1

将69份氢氧化铝用1.5份硅烷偶联剂A151在高混机中处理，然后将28份LDPE、1份10-50纳米Perstorp的BoltonH40超支化聚酯、0.2份抗氧剂1010、0.3份润滑剂EBS一起加到密炼机中密炼，密炼好的物料在单螺杆挤出机中造粒，即可得到高流动性的无机阻燃LDPE材料。

实施例2

将74份氢氧化镁用1.5份的钛酸酯在高混机中进行表面处理，然后将23份EVA、1.5份30-50纳米DSM的HybranePS2550超支化聚酰胺酯、0.2份抗氧剂1010、0.3白油一起加到密炼机中密炼，将密炼好的物料在单螺杆中造粒，即可得到氢氧化镁填充阻燃改性的EVA材料。

实施例3

将54份碱式碳酸镁和10份碳酸钙用1.5份铝酸酯在高混机中表面处理，然后将24份LDPE、9.5份POE、0.5份50-100纳米威海晨源CYD-2130F超支化聚酯、0.3份抗氧剂1010、0.2份润滑剂EBS在双螺杆中挤出造粒，即可得到阻燃的聚烯烃复合材料。

实施例4

将40份氢氧化镁、15份滑石粉、5份碳酸钾用1.2份的硬脂酸在加热到80℃的高混机中进行表面处理，然后将35份POE、3份400-450纳米Perstorp的BoltornH30超支化聚酯、0.3份抗氧剂1010在双杆挤出机中造粒，得到无机阻燃填充的POE复合材料。

为体现本发明的优点，提供对比例5-8的并进行检验，结果如下：

对比例1

将69份氢氧化铝用1.5份的硅烷偶联剂A151在高混机中处理，然后将28份LDPE、1.2份抗氧剂1010、0.3份润滑剂EBS一起加到密炼机中密炼，密炼好的物料在单螺杆挤出机中造粒，即可得到高流动性的无机阻燃LDPE材料。

对比例2

将74份氢氧化镁用1.5份钛酸酯在高混机中进行表面处理，然后将23份EVA、0.2份抗氧剂1010、1.3白油一起加到密炼机中密炼，将密炼好的物料在单螺杆中造粒，即可得到氢氧化镁填充阻燃改性的EVA材料。

对比例3

将54份碱式碳酸镁和10份碳酸钙用1.5份铝酸酯在高混机中表面处理，然后将24份LDPE、9份POE、0.3份抗氧剂1010、0.2份润滑剂EBS在双螺杆中挤出造粒，即可得到阻燃的聚烯烃复合材料。

对比例4

将40份氢氧化镁、15份滑石粉、5碳酸钾用1.2份的硬脂酸在加热到80℃的高混机中进行表面处理，然后将38份POE、0.3份抗氧剂1010在双杆挤出机中造粒，得到无机阻燃填充的POE复合材料。

以上各实施例及对比例中的份数均为重量份。

从以上对比数据可以看出，本发明中的无卤阻燃聚烯烃材料在提高阻燃性能的同时，还可以提高材料的流动性，方便加工生产，使其尤其适合用作加工放火铝塑板、阻燃电缆及火车内饰件等对防火等级要求较高的产品。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明的保护范围内。

Claims

1.无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，按照重量百分含量包括：聚烯烃15～50%，无机阻燃剂45～80%，有机纳米添加剂0.1～5%，助剂0.1～5%。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，所述有机纳米改性剂为超支化的聚合物。

3.根据权利要求2所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，所述超支化的聚合物为超支化聚酯、超支化聚酰胺酯、超支化聚碳酸酯中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，所述超支化的聚合物含有多官能极性基团。

5.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，所述的多官能极性基团为羟基和羧基中的一种或两种。

6.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，所述的多官能极性基团部分被烷基、苯基或丙烯酸甲酯基团封端。

7.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，所述聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或三元乙丙橡胶及他们与接枝改性剂接枝改性的聚合物中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，所述的接枝改性剂选自马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸共聚物中一种或两种及以上的混合物。

9.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，无机阻燃剂主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、碱式碳酸镁、硼酸锌、氧化锌、碳酸钙、白云石、菱镁石、二氧化硅、碳酸钾、滑石粉硅灰石、硅酸盐等的一种或其复配物。

10.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于，所述助剂包括各种硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、硬脂酸、抗氧剂、润滑剂、交联剂中的一种或几种。

11.根据权利要求1至10任一权利要求所述的无卤阻燃聚烯烃材料的用途，其特征在于，所述材料用于防火铝塑板、阻燃电缆和火车内饰材料。