CN109021376A - 一种无卤阻燃eva发泡材料及其制备方法 - Google Patents

一种无卤阻燃eva发泡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无卤阻燃EVA发泡材料及其制备方法。该无卤阻燃EVA发泡材料由下述重量份的组分组成：EVA树脂(VA含量10％～40％)100份，复合发泡剂为8～20份，交联剂0.6～2.4份，复合润滑剂1.2～4.0份，复合无卤阻燃剂35～70份。所述的复合发泡剂由AC发泡剂与辅助发泡剂ZnO按照9:1～7:1的重量比组成，所述交联剂为双叔丁基过氧化二异丙苯(BIPB)，所述的复合润滑剂为硬脂酸与硬脂酸锌按照1:0.3～1:0.6的重量比组成，所述的复合无卤阻燃剂为氮磷化合物的复配物。该发明的无卤阻燃EVA发泡材料烟密度低、无毒、比重轻。

Description

一种无卤阻燃EVA发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料及其制备方法，具体涉及一种无卤阻燃EVA发泡材料及其制备方法。
背景技术
EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物。为无毒、无味、无臭的半透明颗粒，密度为0.937g/cm3。一般醋酸乙烯(VA)的含量在5％-40％，与聚乙烯(PE)相比，EVA由于在分子链中引入醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能，被广泛用于发泡鞋材、功能性棚膜、包装模、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。
目前改性EVA材料品种很多，主要是根据材料的应用性能进行改性。如采用填充剂(如碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠等)改性EVA，可降低其成本；采用发泡剂、交联剂制得EVA发泡材料，可作为保温、防震、隔音材料等。由于EVA材料属于易燃材料，在特定的场合下不能满足工程应用需要。
本发明采用氮磷化合物的复配物作为阻燃剂，制备无卤阻燃EVA发泡材料，是一种新型高分子发泡材料，具有卓越的低烟、无毒的环保性能，符合欧盟颁布的《RoHS》指令要求。本发明利用氮磷化合物的复配物这种特性，采用较少量的氮磷化合物的复配物与EVA进行熔融共混，即可获得具有良好力学性能、阻燃性能好的无卤阻燃EVA发泡材料，满足特定应用领域的应用需要。目前常规的EVA发泡材料是不阻燃材料，易燃。因此在建筑装饰、轨道交通内饰和车辆内饰等应用受到限制。本发明的无卤阻燃EVA发泡材料与阻燃聚乙烯发泡材料相比，具有更好的低温柔软性、回弹性和环保阻燃性。因此属于应用更广泛的新型材料。
发明内容
本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种具有使用方法简便、灵活，可满足特定应用要求的产品生产，同时具有较好的力学性能、阻燃性能、隔音隔热和防震性能、生产成本较低、生产工序简单的无卤阻燃EVA发泡材料。
所述无卤阻燃EVA发泡材料，由下述重量份的组分组成：EVA树脂100份，复合发泡剂为8～30份，优选8～20份，交联剂0.6～2.4份，复合润滑剂1.2～4.0份，复合无卤阻燃剂35～70份。
所述线性EVA树脂为VA含量10％～40％的乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物。
所述复合发泡剂为由AC发泡剂与辅助发泡剂按照9:1～7:1的重量比组成，所述辅助发泡剂为ZnO2、硬脂酸锌、月桂酸钡或山梨醇中的一种或两种以上。
所述的交联剂为双叔丁基过氧化二异丙苯(BIPB)。
所述复合润滑剂为硬脂酸与硬脂酸锌按照1:0.3～1:0.6的重量比组成。
所述的复合无卤阻燃剂为氮磷化合物的复配物，所述氮磷化合物的复配物为购自江苏苏利精细化工股份有限公司生产的富立美-1090无卤阻燃剂。
所述无卤阻燃EVA发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将按照配方量称取EVA树脂、复合发泡剂、复合润滑剂、交联剂、复合无卤阻燃剂倒入混合机中低速混合3～6min，混合机加热温度50～60℃，出料，得到无卤阻燃EVA材料混合物料；
(2)将步骤(1)所得的无卤阻燃EVA材料混合物料送入到双辊开炼机塑炼成片，双辊开炼时间3～5min，双辊加热温度80～90℃，得到无卤阻燃EVA片材；
(3)将步骤(2)得到的无卤阻燃EVA片材裁剪，装模，放入压片机加热加压，先模塑发泡低压，后高压模塑发泡，得到无卤阻燃EVA发泡材料。
所述步骤(3)中，压片机加热温度T为：160～180℃；低压压力为：4～5MPa，低压加热时间：3～5min；高压压力为：10～15MPa，高压加热时间为：4～7min。
所述的无卤阻燃EVA发泡材料的应用于室内装饰及隔音隔热材料、车辆内饰及隔音隔热材料的制备。
本发明具有的积极效果：
1.本发明采用氮磷化合物的复配物作为阻燃剂制备无卤阻燃EVA发泡材料，具有以下优点：
(1)在较少的用量下即能够获得良好的无卤阻燃EVA发泡材料的阻燃效果；
(2)在较少的用量下有效降低无卤阻燃EVA发泡材料的烟密度效果；
2.本发明的无卤阻燃EVA发泡材料采用双叔丁基过氧化二异丙苯作为交联剂，解决了EVA发泡材料的气味问题，同时提高EVA交联效率，提高EVA发泡材料泡孔的稳定性。
3.采用本发明无卤阻燃EVA发泡材料配方体系制备的EVA发泡材料质量指标符合欧盟颁布的《RoHS》指令。
4.采用本发明无卤阻燃EVA发泡材料与传统的阻燃发泡聚乙烯相比，具有的低温柔软性和回弹性。
5.本发明无卤阻燃EVA发泡材料具有良好的环保阻燃性能，能很好地适用于建筑内饰、轨道交通内饰和车辆内饰及隔音隔热结构部件等制造领域的应用。
具体实施方式
实施例1
本实施例的无卤阻燃EVA发泡材料由下述重量的组分制成：
EVA树脂(VA含量28％)：25kg，复合发泡剂：5kg(AC发泡剂与辅助发泡剂ZnO按照9∶1的重量比组成)，BIBP交联剂：0.4kg，复合润滑剂：0.6kg(硬脂酸与硬脂酸锌按照1:0.4的重量比组成)，氮磷化合物复配物：12kg。所述氮磷化合物的复配物为购自江苏苏利精细化工股份有限公司生产的富立美-1090无卤阻燃剂。
上述无卤阻燃EVA发泡材料的制备方法具有以下步骤：
(1)将按照配方称取EVA树脂、复合发泡剂、复合润滑剂、交联剂、复合无卤阻燃剂倒入混合机中低速混合4min，混合机加热温度55℃，出料，得到无卤阻燃EVA材料混合物料；
(2)将步骤(1)所得的无卤阻燃EVA材料混合物料送入到双辊开炼机塑炼成片，双辊开炼时间4min，双辊加热温度85℃，得到无卤阻燃EVA片材。
(3)将步骤(2)得到的无卤阻燃EVA片材裁剪，叠加装模，放入压片机加热加压，分低压和高压模塑发泡两个阶段，得到无卤阻燃EVA发泡材料。
所述步骤(3)中，压片机加热温度T＝170℃；低压压力为：5MPa，低压加热时间：4min；高压压力为：15MPa，高压加热时间为：5min。
实施例2～实施例6
各实施例的无卤阻燃EVA发泡材料的制备方法与实施例1相同，不同之处在于各组分的重量配比，具体见表1。
表1：实施例1～6组方配比
将实施例1～实施例6制得的无卤阻燃EVA发泡材料，制备标准试样，并按国家标准对该标准试样进行阻燃性能、力学性能、密度测试，测试结果见表2。
表2：实施例1～6组方制得无卤阻燃EVA发泡材料测试结果
测试性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
拉伸强度/MPa 0.78 0.82 0.88 0.80 0.79 0.90
断裂伸长率/％ 220 200 186 212 223 174
密度/g·cm-3 0.56 0.60 0.65 0.54 0.53 0.73
氧指数/％ 25.3 26.5 27.3 26.4 26.7 26.6
燃烧热/kJ·g-1 26.0 25.0 24.8 25.3 25.1 24.8
对比例
对比例的无卤阻燃EVA发泡材料的制备方法与实施例1和实施例3相同，不同之处是将氢氧化镁作对比，具体见表3。
表3：实施例1、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3配方表
将制成的对比例无卤阻燃EVA发泡材料，制备标准试样，并按国家标准对该标准试样进行阻燃性能、力学性能、密度测试，测试结果见表4。
表4：实施例1、实施例2与对比例1、对比例2、对比例3制得无卤
阻燃EVA发泡材料测试结果
测试性能 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3
拉伸强度/MPa 0.78 0.82 0.70 0.79 0.84
断裂伸长率/％ 220 200 210 189 175
密度/g·cm-3 0.56 0.60 0.61 0.63 0.85
氧指数/％ 25.3 26.5 19 20 23.3
燃烧热/kJ·g-1 26.0 25.0 32.1 31.2 29.6
由表4可知：通过实施例1、实施例2与对比例1、对比例2、对比例3比较，本发明采用氮磷化合物的复配物作阻燃剂与氢氧化镁阻燃剂比较，能有效提高无卤阻燃EVA发泡材料的氧指数、降低其燃烧热，即阻燃效果明显高于氢氧化镁阻燃体系。

Claims (9)

1.一种无卤阻燃EVA发泡材料，其特征在于，由下述重量份的组分组成：EVA树脂100份，复合发泡剂为8～30份，交联剂0.6～2.4份，复合润滑剂1.2～4.0份，复合无卤阻燃剂35～70份。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃EVA发泡材料，其特征在于，所述线性EVA树脂为VA含量10％～40％的乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃EVA发泡材料，其特征在于，所述复合发泡剂为由AC发泡剂与辅助发泡剂按照9:1～7:1的重量比组成，所述辅助发泡剂为ZnO2、硬脂酸锌、月桂酸钡或山梨醇中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃EVA发泡材料，其特征在于，所述的交联剂为双叔丁基过氧化二异丙苯(BIPB)。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃EVA发泡材料，其特征在于，复合润滑剂为硬脂酸与硬脂酸锌按照1:0.3～0.6的重量比组成。
6.根据权利要求1所述的无卤阻燃EVA发泡材料，其特征在于，所述的复合无卤阻燃剂为氮磷化合物的复配物。
7.根据权利要求1-6所述的任一无卤阻燃EVA发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将按照配方量称取EVA树脂、复合发泡剂、复合润滑剂、交联剂、复合无卤阻燃剂倒入混合机中低速混合3～6min，混合机加热温度50～60℃，出料，得到无卤阻燃EVA材料混合物料；
(2)将步骤(1)所得的无卤阻燃EVA材料混合物料送入到双辊开炼机塑炼成片，双辊开炼时间3～5min，双辊加热温度80～90℃，得到无卤阻燃EVA片材；
(3)将步骤(2)得到的无卤阻燃EVA片材裁剪，装模，放入压片机加热加压，先模塑发泡低压，后高压模塑发泡，得到无卤阻燃EVA发泡材料。
8.根据权利要求7所述的无卤阻燃EVA发泡材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，压片机加热温度T为：160～180℃；低压压力为：4～5MPa，低压加热时间：3～5min；高压压力为：10～15MPa，高压加热时间为：4～7min。
9.根据权利要求1-6所述的任一无卤阻燃EVA发泡材料的应用，其特征在于，应用于室内装饰及隔音隔热材料、车辆内饰及隔音隔热材料的制备。
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