CN1699430A - 高分子阻燃母料 - Google Patents

Abstract

高分子阻燃母料，包括无机阻燃填料和高分子树脂，其特征在于所述无机阻燃填料被有机单体包覆形成包覆材料，以重量百分数计，包括包覆材料80～85％、分散剂1～3％、余量的高分子树脂。包覆材料的形成过程为：100重量份的无机填料与可聚合单体2～15重量份、引发剂0.1～1重量份混合加热进行聚合反应，聚合反应后粉碎得到包覆材料，所述可聚合单体为与高分子树脂相容的有机单体。本发明是利用单体可聚合的性质给无机填料穿上一层有机“外衣”，得到的这种包覆材料可以很好与有机高分子材料结合，解决了无机材料与有机材料的界面问题，因此在赋予有机高分子材料阻燃性能的同时，而不影响其力学性能。

Description

高分子阻燃母料

                              技术领域

本发明涉及一种填充有无机填料的高分子阻燃母料。

                              背景技术

高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚氯乙烯、聚苯乙烯等由树脂单体经过聚合而成的分子量比较大的聚合物。用无机材料(填料)填充高分子材料，可以赋予高分子材料一些特殊性能，如阻燃性能、抗静电性能，刚性等，并降低成本。其中高分子阻燃材料具有广泛的用途，可以用于制作电缆外护套、装修材料、包装材料、管材、家用电器外壳等等。其生产方法一般现制作成母料，再以母料和原料做成专用料，根据实际的用途制成制品。传统的母料生产方法是利用偶联剂处理无机填料，再与高分子树脂共混，但是这种处理方法只是在无机填料的表面的几个点与高分子材料结合，即它们之间的界面结合不好，影响了高分子材料的机械性能，如强度低、韧性不好等。

                              发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无机填料与高分子材料界面结合好的高分子阻燃母料。

本发明的高分子阻燃母料，包括无机阻燃填料和高分子树脂，其特征在于所述无机阻燃填料被有机单体包覆形成包覆材料，以重量百分数计，包括包覆材料80～85％及余量的高分子树脂。

阻燃母料中还可包括分散剂1-3％，有利于包覆材料与高分子树脂之间的熔融。分散剂采用公知的各种物质，如聚乙烯蜡、油酸酰胺、芥酸酰胺等。

高分子阻燃母料的生产方法是各原料混合均匀在双螺杆挤出机中挤出、熔融、塑化、造粒而成。本发明未改变主要原料组成，只是改变了无机填料的加入方式，以包覆材料的形式与高分子材料熔融、共混。

所述的无机阻燃填料同已有技术所采取的各种物质，优选氢氧化镁、氢氧化铝或硼酸锌。例如，用氢氧化铝(镁)填充聚乙烯(或聚丙烯或三元乙丙橡胶)，具有阻燃性能，可以用于生产电缆护套、阻燃装饰材料；用氢氧化铝(镁)填充PVC或氯化聚乙烯，具有阻燃性能，可以用于生产电缆料、软管、汽车用密封条等。

高分子树脂可以是聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚氯乙烯、聚苯乙烯、三元乙丙橡胶等等。

包覆材料的生产方法为：100重量份的无机阻燃填料与可聚合单体2～15重量份、引发剂0.1～1重量份混合加热进行聚合反应，聚合反应后粉碎得到包覆材料，所述可聚合单体为与高分子树脂能够相容的有机单体。

聚合反应温度一般为50～95℃，聚合反应时间一般在2～4小时。

所述可聚合单体是指与被填充的高分子材料能够相容的单体材料，包括丙烯酸、丙烯酸酯类(如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯)、马来酸酐、丙烯腈、苯乙烯等含有双键的单体。可聚合单体包覆在无机填料表面，可与高分子材料很好地结合。

所述引发剂的作用是引起可聚合单体发生聚合反应，包括各类过氧化物(如过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物)、氧化亚铁、过硫酸盐(如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠)等。

由于无机材料与有机材料相容性极差，存在界面之间的结合问题，所以有机高分子材料中大量添加无机填料时，对有机高分子材料的力学性能影响极大，虽然赋予了有机高分子材料阻燃性能，但由于影响了其力学性能，往往导致有机高分子材料不能使用。本发明是利用单体可聚合的性质给无机填料穿上一层有机“外衣”，得到的这种包覆材料可以很好与有机高分子材料结合，解决了无机材料与有机材料的界面问题，因此在赋予有机高分子材料阻燃性能的同时，而不影响其力学性能(主要表现在强度和韧性上)。

                            具体实施方式

实施例一：

100重量份的氢氧化铝或氢氧化镁(细度大于325目)与5重量份的丙烯酸丁酯、0.1重量份的过硫酸铵一同加入反应釜中，然后加入二倍重量的水，加热到50℃边搅拌边反应，反应完毕，烘干除去水分，粉碎得到包覆材料。

把上述包覆材料的80％(重量百分数)与18％的聚乙烯、2％的聚乙烯蜡在直径为75毫米，长径比为36∶1的同向积木式双螺杆挤出机中塑化造粒，挤出机各段温度在120～150℃之间。造粒后得到无公害阻燃母料。

对比例一：

按照实施例一填充同样的无机填料，采用常用的偶联剂的方法，用同样的聚乙烯，得到的无机填料高分子材料，拉伸强度仅为5Mpa，伸长率仅为80％。而采用实施例一制造的阻燃高分子材料的拉伸强度达到13Mpa，伸长率为500％。

实施例二：

100重量份的氢氧化铝或氢氧化镁(细度大于325目)与10重量份的丙烯腈、1重量份的过硫酸钠按照实施例一的方法得到包覆氢氧化铝或氢氧化镁的包覆材料。

把上述包覆材料的85％(重量百分数)与13％的聚乙烯(或聚丙烯、三元乙丙橡胶、ABS、聚苯乙烯)、2％的聚乙烯蜡按照实施例一在直径为75毫米，长径比为36∶1的同向积木式双螺杆挤出机中塑化造粒，造粒后得到无毒阻燃母料。

以该实施例得到的阻燃母料为原料生产的制品(如电缆护套)提高了阻燃效果，氧指数为30-38，而利用已有技术方式生产的制品的氧指数为26。

实施例三：

100重量份的硼酸锌与15重量份的丙烯腈、0.8重量份的过硫酸钠按照实施例一的方法得到包覆硼酸锌的包覆材料。

把上述包覆材料的83％(重量百分数)与17％的ABS(SBS或聚苯乙烯、三元乙丙橡胶)按照实施例一在直径为75毫米，长径比为36∶1的同向积木式双螺杆挤出机中塑化造粒，造粒后得到无毒阻燃母料。

Claims (7)

1、高分子阻燃母料，包括无机阻燃填料和高分子树脂，其特征在于所述无机阻燃填料被有机单体包覆形成包覆材料，以重量百分数计，包括包覆材料80～85％及余量的高分子树脂。

2、根据权利要求1所述的阻燃母料，其特征在于还包括1～3％的分散剂。

3、根据权利要求1所述的阻燃母料，其特征在于所述包覆材料的形成过程为：100重量份的无机阻燃填料与可聚合单体2～15重量份、引发剂0.1～1重量份混合加热进行聚合反应，聚合反应后粉碎得到包覆材料，所述可聚合单体为与高分子树脂相容的有机单体。

4、根据权利要求3所述的阻燃母料，其特征在于所述聚合反应温度为50～95℃。

5、根据权利要求3所述的阻燃母料，其特征在于所述可聚合单体包括丙烯酸、丙烯酸酯类、马来酸酐、丙烯腈、苯乙烯。

6、根据权利要求3所述的阻燃母料，其特征在于所述引发剂包括过氧化物、氧化亚铁、过硫酸盐。

7、根据权利要求1所述的阻燃母料，其特征在于所述无机阻燃填料为氢氧化镁、氢氧化铝或硼酸锌。