高导阻燃塑料及制备方法和用于制备高导阻燃塑料的组合物技术

本发明专利技术公开了一种用于制备高导阻燃塑料的组合物，包括85～90wt％导电物料和10～15wt％阻燃物料；其中，基于阻燃物料的质量计，阻燃物料包括55～70wt％线性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆红磷、5～10wt％氧化锌、5～10wt％硼酸锌以及2～5wt％浸润剂。本发明专利技术解决了现有技术中高导阻燃物料阻燃级别低，使用不安全的技术问题。

High conductivity flame retardant plastic and its preparation method and composition for preparing high conductivity flame retardant plastic

The invention discloses a composition for preparing high conductivity flame retardant plastics, conductive materials including 85 ~ 90wt% and 10 ~ 15wt% flame retardant material; wherein, the quality of flame retardant materials based on flame retardant material, including 55 ~ 70wt% linear low density polyethylene, 10 ~ 20wt% encapsulated red phosphorus, 5 ~ 10wt and 5 ~ 10wt%% of Zinc Oxide zinc borate and 2 ~ 5wt% sizing agent. The invention solves the technical problems of low flame retardant grade and unsafe use of the high conductivity flame retardant material in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
高导阻燃塑料及制备方法和用于制备高导阻燃塑料的组合物
本专利技术涉及高分子复合材料领域，特别涉及一种用于制备高导阻燃塑料的组合物，本专利技术的另一方面还提供了高导阻燃塑料及其制备方法。
技术介绍
目前的塑料按照电性能分类，可分为绝缘体、防静电体、导电体、高导体。通常电阻值在1010Ω·cm以上的称为绝缘体；电阻值在104～109Ω·cm范围内的称作半导体或防静电体；电阻值在104Ω·cm以下的称为导电体；电阻值在100Ω·cm以下甚至更低的称为高导体。高导塑料是一种即具有高分子聚合物的高柔韧性、高强度、低成本等优点，又具有良好的导电性材料，广泛应用于发光二级管、移动电池、移动电话、高清电视屏幕等领域。目前市场上销售的导电塑料都是非阻燃级别的，这种导电塑料在阻燃要求高的场合并不适用，可能带来严重的安全隐患。因此，一种能阻燃的高导塑料成为了研究的重点。现有的阻燃剂可分为按阻燃剂性质分为无机阻燃、无卤阻燃、有卤阻燃。有卤阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，但其阻燃的同时，也带来了一些严重的问题，放出大量的有毒气体，如HCl，HBr等，卤化氢气体易吸收空气中的水分形成氢卤酸，具有很强的腐蚀作用，并产生大量的烟雾，这些烟雾、有毒气体和腐蚀性气体给灭火、逃离和恢复工作带来很大的困难。无机阻燃剂的阻燃其阻燃机理是在受热时释放出结晶水，蒸发、分解并放出水蒸汽，此反应吸收大量燃烧热，降低了材料的表面温度，使高分子材料的热分解和燃烧率大大降低；分解时产生的大量水蒸汽稀释了可燃性气体的浓度也起到阻燃作用，并有一定冷却作用；热解生成的氧化镁氧化铝等产物与燃烧时塑料表面的炭化产物结合生成保护膜，即可切断热能和氧的入侵又可阻止小分子的可燃性气体逸出，亦达到阻燃效果。这类物质具有热稳定性好、阻燃、无毒、不挥发、不产生腐蚀性气体、发烟量小、不产生二次污染等优点，是低卤无卤阻燃体系的主要原料，但是添加量大，严重降低材料的力学性能，使产品的性能大打折扣。因此寻求一种阻燃级别高，使用安全，导电率高的高导阻燃物料是迫在眉睫的问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术目的在于提供一种组合物、由其制得的高导阻燃塑料及高导阻燃塑料的制备方法，以解决现有技术中高导阻燃物料阻燃级别低，使用不安全的技术问题。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于制备高导阻燃塑料的组合物，包括85～90wt％导电物料和10～15wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的质量计，所述阻燃物料包括55～70wt％线性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆红磷、5～10wt％氧化锌、5～10wt％硼酸锌和2～5wt％浸润剂；基于所述导电物料的质量计，所述导电物料包括65～78wt％线性低密度聚乙烯、5～10wt％聚烯烃弹性体、10～20wt％超导电碳黑、1～2wt％偶联剂、1～3wt％硬脂酸锌、1～3wt％聚乙烯蜡、0.2～0.4wt％抗氧剂、1～3wt％双硬脂酰胺、2～5wt％浸润剂以及0.02～0.1wt％引发剂。其中，所述阻燃物料中所述浸润剂为甲基硅油。其中，所述导电物料中所述抗氧剂包括0.1～0.2wt％抗氧剂1010和0.1～0.2wt％抗氧剂168；所述偶联剂为钛酸酯；所述导电物料中所述浸润剂为白矿油；所述引发剂为过氧化二异丙苯。其中，所述的组合物，其特征在于，包括88wt％导电物料和12wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的质量计，所述阻燃物料包括60wt％线性低密度聚乙烯、15wt％包覆红磷、10wt％氧化锌、10wt％硼酸锌以及5wt％浸润剂；基于所述导电物料的质量计，所述导电物料包括66wt％线性低密度聚乙烯、5.5wt％聚烯烃弹性体、12wt％超导电碳黑、2wt％偶联剂、3wt％硬脂酸锌、3wt％聚乙烯蜡、0.2wt％抗氧剂1010、0.2wt％抗氧剂168、3wt％双硬脂酰胺、5wt％浸润剂以及0.1wt％引发剂。一种由权利要求1至4中任一项所述的组合物制备而成的高导阻燃塑料。一种高导阻燃塑料的制备方法，包括混合、挤出塑化、造粒、冷却、干燥、过筛步骤，其特征在于，所述混合步骤为：(1)将导电物料在90～110℃温度下以300～500r/min混合3～5min得到第一导电物料，其中，基于所述导电物料的质量计，所述导电物料包括65～78wt％线性低密度聚乙烯、5～10wt％聚烯烃弹性体、10～20wt％超导电碳黑、1～2wt％偶联剂、1～3wt％硬脂酸锌、1～3wt％聚乙烯蜡、0.2～0.4wt％抗氧剂、1～3wt％双硬脂酰胺、2～5wt％浸润剂以及0.02～0.1wt％引发剂；(2)将所述第一导电物料在180～210℃温度下以800～1200r/min下混合5～10min得到第二导电物料；(3)将所述第二导电物料进行熔融塑化步骤得到熔融物料；(4)将阻燃物料在常温下以40～50r/min搅拌2～5min得到第一阻燃物料，其中，基于所述阻燃物料的质量计，所述阻燃物料包括55～70wt％线性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆红磷、5～10wt％氧化锌、5～10wt％硼酸锌以及2～5wt％浸润剂；(5)将所述第一阻燃物料加入到熔融物料中得到混和物料，进入所述挤出塑化步骤。其中，所述步骤3)中所述熔融塑化步骤的挤压温度为180～220℃，压力为0.5MPa。其中，所述挤出塑化步骤的温度为170～200℃，压力为8MPa。(三)有益效果本专利技术提供的一种高导阻燃物料，兼具聚乙烯材料的柔韧性和超导炭黑的高导电性以及包覆红磷的阻燃性能，耐热性高，力学性能良好，具有优异的抗老化性能、耐磨性、耐环境应力开裂性，加工性能良好，加工温度范围宽、熔体强度高、自润滑性强、易于加工成型。同时本专利技术提供的高导阻燃物料，阻燃级别高，导电率高，米电阻在0～10Ω/m以内，具有永久型导电功效。附图说明图1是本专利技术高导阻燃塑料的制备方法的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本专利技术提供了一种用于制备高导阻燃塑料的组合物，包括85～90wt％导电物料和10～15wt％阻燃物料。其中，基于阻燃物料的质量计，阻燃物料包括55～70wt％线性低密度聚乙烯(LLDPE)、10～20wt％包覆红磷、5～10wt％氧化锌、5～10wt％硼酸锌以及2～5wt％浸润剂。导电物料可按照常用的导电物料加入。阻燃物料的加入使塑料具有阻燃效果。其中以LLDPE为载体，合理地将包覆红磷与硼酸锌进行有效配对，是一种无卤阻燃的方式，以液相与固相结合的方式进行阻燃，在燃烧时不产生有毒害气体，安全环保，阻燃级别高，符合国家倡导的环保政策趋向。线性低密度聚乙烯的密度在0.915～0.935g/cm3之间。中包覆红磷与硼酸锌作为阻燃剂，两者形成阻燃配合体系，以液相与固相结合的方式进行阻燃。当高导阻燃物料进行燃烧时，包覆红磷中的磷元素与氧生成磷氧化物，而硼酸锌则受热脱水，放出水分子，磷氧化物与水结合发生化学变化，生成偏磷酸，再氧化进一步生成磷酸，再进一步形成稠状焦磷酸盐，焦磷酸盐可以促使低密度聚乙烯脱水成炭，阻止高导阻燃物料的进一步燃烧，达到阻燃的作用。本专利技术10％～20％包覆红磷和5％～10％硼酸锌添加到阻燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备高导阻燃塑料的组合物，其特征在于，包括85～90wt％导电物料和10～15wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的质量计，所述阻燃物料包括55～70wt％线性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆红磷、5～10wt％氧化锌、5～10wt％硼酸锌和2～5wt％浸润剂；基于所述导电物料的质量计，所述导电物料包括65～78wt％线性低密度聚乙烯、5～10wt％聚烯烃弹性体、10～20wt％超导电碳黑、1～2wt％偶联剂、1～3wt％硬脂酸锌、1～3wt％聚乙烯蜡、0.2～0.4wt％抗氧剂、1～3wt％双硬脂酰胺、2～5wt％浸润剂以及0.02～0.1wt％引发剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备高导阻燃塑料的组合物，其特征在于，包括85～90wt％导电物料和10～15wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的质量计，所述阻燃物料包括55～70wt％线性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆红磷、5～10wt％氧化锌、5～10wt％硼酸锌和2～5wt％浸润剂；基于所述导电物料的质量计，所述导电物料包括65～78wt％线性低密度聚乙烯、5～10wt％聚烯烃弹性体、10～20wt％超导电碳黑、1～2wt％偶联剂、1～3wt％硬脂酸锌、1～3wt％聚乙烯蜡、0.2～0.4wt％抗氧剂、1～3wt％双硬脂酰胺、2～5wt％浸润剂以及0.02～0.1wt％引发剂。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阻燃物料中所述浸润剂为甲基硅油。3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述导电物料中所述抗氧剂包括0.1～0.2wt％抗氧剂1010和0.1～0.2wt％抗氧剂168；所述偶联剂为钛酸酯；所述导电物料中所述浸润剂为白矿油；所述引发剂为过氧化二异丙苯。4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述的组合物，其特征在于，包括88wt％导电物料和12wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的质量计，所述阻燃物料包括60wt％线性低密度聚乙烯、15wt％包覆红磷、10wt％氧化锌、10wt％硼酸锌以及5wt％浸润剂；基于所述导电物料的质量计，所述导电物料包括66wt％线性低密度聚乙烯、5.5wt％聚烯烃弹性体、12wt％超导电碳黑、2wt％偶联剂、3wt％硬脂酸锌、3wt％聚乙烯蜡、0.2wt％抗氧剂1010、0.2wt％抗氧剂1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣，
申请(专利权)人：宁波福天新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33