一种金属钝化高强度PE材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种金属钝化高强度PE材料及其制备方法，由以下重量份的原料组成：聚乙烯42-63份；长玻纤23-32份；无卤阻燃剂22-26份；抗铜剂0.3-0.5份；相容剂3-5份；抗氧剂0.2-0.5份；润滑剂0.1-0.6份。本发明专利技术的金属钝化高强度PE材料在保证优异的高阻燃、高抗铜害性性能的同时，原料PE与阻燃剂、抗铜剂具有较好的相溶性，使得组分中的聚乙烯、阻燃剂、抗铜剂更好的结合，不影响材料的其他性能。此外，本发明专利技术的PE材料还具有高力学性能的优点，其力学性能甚至是普通改性PE材料的2倍。本发明专利技术的PE材料可用于替代传统的阻燃PA，阻燃ABS，阻燃PBT等材料，具有巨大的市场价值。

【技术实现步骤摘要】
一种金属钝化高强度PE材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体地说，是一种金属钝化高强度PE材料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯(polyethylene，PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯树脂来源范围广，价格低廉，电气、加工性能好，被大量应用于日用品、外包装、汽车车体、建筑行业以及家用电气等方面。聚乙烯没有刺激性气味、几乎没有毒性、具有良好的耐低温性能，其化学稳定性优异，耐大多数酸碱，常温下不溶于一般溶剂，吸湿性较小，电绝缘性能好等优点。因其优异的性能，聚乙烯被广泛用于电缆、插座绝缘材料。聚乙烯的热氧化降解是按典型的自由基连锁反应机理进行的，在这一过程中，氢过氧化物是氧化反应的中间体，它继续分解成自由基，重新引发进一步热氧化。但是，氢过氧化物自分解成自由基的过程需要相当高的能量，此过程只有在较高温度(一般为120℃)下才能进行。然而，在某些金属离子如Cu+、Fe3+、Mn4+等的存在下，即使在室温条件下，由于这些离子的催化作用，氢过氧化物能很快分解成自由基，加速了聚烯烃的氧化。这种现象对于在使用过程中直接与铜等金属接触的产品(如线缆、插座、墙壁开关)来说尤为突出。对聚合物进行增强改性是赋予其高性能能的有效方法，其中采用最多、应用最广的是玻纤增强。其主要分为短玻璃纤维(SGF)增强、玻璃纤维毡增强(GMF)和长玻纤增强。一般短纤维增强的热塑性塑料成型的制件中纤维长度约为0.3mm，而在长纤维增强热塑性塑料中，纤维长度可达到3mm以上，因此大大提高了制品的力学性能，尤其是耐冲击、耐蠕变、耐热性能都得到了很大的改善。对界面强度相当而纤维长度不同的增强体系而言，纤维长度越长，纤维与树脂的界面粘结力就越大，树脂所受到的负荷就可以更有效的转移到玻璃纤维上。如若纤维长度过小，与树脂基体的表面连接强度过小，容易引起玻纤从树脂中脱离拔出，从而导致玻璃纤维起不到增强作用。因此玻纤长度必须高于一临界值，当玻纤长度低于这个临界长度时，玻纤只起到填充作用。因此，提高玻纤的最终保留长度，能显著增加材料的力学性能(陈生超，长玻纤增强聚丙烯注塑成型中纤维断裂和分布的初步研究，郑州大学硕士学位论文)。中国专利文献CN201410478934.6，公开了一种含海藻酸盐抗铜剂聚丙烯复合材料及其制备方法。该专利技术采用海藻酸盐抗铜剂，该抗铜剂对金属离子的螯合能力强，螯合稳定常数大，金属离子被螯合后不容易解离，具有很强的抑制重金属离子催化老化的能力及抗铜害效果。中国专利文献CN200910193699.7，公开了一种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该专利技术的聚丙烯与玻璃纤维界面粘结力强，具有力学性能优异、无浮纤、耐热老化及抗铜害性的优点。中国专利文献CN200510026763.4，公开了一种高抗热氧老化性能的玻纤增强聚丙烯材料，它是由聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯、玻璃纤维、稳定剂DSTP、稳定剂3114、稳定剂618制备的，其具有成本低、各项力学性能优异、抗热氧老化性能优异等特点。上述材料都具有抗金属离子催化老化抗铜害性，但它们的力学性能均不佳。本领域人员知晓，阻燃材料的使用寿命除了与其阻燃抗氧化性能有关，往往还取决于材料的力学性能(如抗冲击能力及拉伸强度)。具有相同的阻燃、抗氧化、耐热性能的条件下，高强度的材料使用寿命更长。因此，提高抗铜害材料的力学性能，使材料兼具抗铜害、阻燃及高力学性能具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种金属钝化高强度PE材料。本专利技术的再一的目的是，提供一种金属钝化高强度PE材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种金属钝化高强度PE材料，它是由以下重量份的原料组成：聚乙烯42-63份；连续长玻纤23-32份；复配型无卤阻燃剂22-26份；抗铜剂0.3-0.5份；相容剂3-5份；抗氧剂0.2-0.5份；润滑剂0.1-0.6份。所述聚乙烯熔融指数为15-50g/min。所述的相容剂为下述情形之一：a)马来酸酐或其类似物、丙烯酸酯或其酯类衍生物；或它们的混合物；b)由a)接枝聚合物；所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯与丙烯酸酯的共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、或它们的混合物。所述的复配型无卤阻燃剂为磷系阻燃剂与氮系阻燃剂复配；所述的磷系阻燃剂为磷酸三苯脂、磷酸三乙脂、间亚苯基四苯基双磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)中的一种或多种；所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的一种或多种。所述的抗铜剂为MDA-5(N-水杨酰胺基邻苯二酰亚胺)、Irganox1024、SR-697(2,2-草酰胺基双-[乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)中的一种或多种。所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、抗氧剂168中的一种或多种。所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、油酸酰胺、聚乙烯蜡中的一种或多种。为实现上述第二个目的，本专利技术采取的技术方案是：一种金属钝化高强度PE材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按照权利要求1-7任一所述的组分及重量分数备料；(2)将聚乙烯、复配型无卤阻燃剂、抗铜剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到三螺杆挤出机中，通过三螺杆挤出机塑化后，输送到转体式高温熔体压延浸渍模具内；所述三螺杆挤出机温度为255-265℃；所述模具温度为265-345℃；(3)将连续长玻纤以120-180m/min的速度牵引输入长度为2-4m的模具中，充分压延浸渍后，冷却，切粒即得。本专利技术优点在于：本专利技术的金属钝化高强度PE材料在保证优异的高阻燃(V0级)、高抗铜害性能的同时，通过原料PE与阻燃剂、抗铜剂具有较好的相溶性，使得组分中的聚乙烯、阻燃剂、抗铜剂更好的结合，不影响改性聚乙烯的其他性能。此外，本专利技术的PE材料通过压延浸润的生产方式，采用该种方法能提高玻纤的保留长度，从而提高材料的力学性能。基于上述原因，本专利技术的改性PE材料不仅具有优良的阻燃性能、抗铜害能力，还具有高强度的优点，其力学性能甚至是普通PE材料的2倍。本专利技术的改性PE材料可用于替代传统的阻燃PA，阻燃ABS，阻燃PBT等材料，具有巨大的市场价值。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1(1)按表1所述的组分及重量份数备料；(2)将聚乙烯、复配型无卤阻燃剂、抗铜剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到三螺杆挤出机中，通过三螺杆挤出机塑化后，输送到转体式高温熔体压延浸渍模具内；所述三螺杆挤出机温度为260℃；所述模具温度为320℃；(3)将连续长玻纤以130m/min的速度牵引输入长度为2m的模具中，充分压延浸渍后，冷却，切粒即得。所述聚乙烯熔融指数(按ISO1133标准执行测试)为40g/min；所述相容剂为马来酸酐；所述阻燃剂为磷酸三苯脂与三聚氰胺按重量比为1:1复配；所述抗铜剂为MDA-5(N-水杨酰胺基邻苯二酰亚胺)；所述抗氧剂为抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属钝化高强度PE材料，其特征在于，它是由以下重量份的原料组成：聚乙烯42‑63份；连续长玻纤23‑32份；复配型无卤阻燃剂22‑26份；抗铜剂0.3‑0.5份；相容剂3‑5份；抗氧剂0.2‑0.5份；润滑剂0.1‑0.6份。

【技术特征摘要】
1.一种金属钝化高强度PE材料，其特征在于，它是由以下重量份的原料组成：聚乙烯50份；连续长玻纤25份；复配型无卤阻燃剂24份；抗铜剂0.4份；相容剂4份；抗氧剂0.2份；润滑剂0.3份；所述的抗铜剂为Irganox1024中的一种或多种；所述的复配型无卤阻燃剂为磷酸三乙脂与硼酸三聚氰胺按重量比为1:1复配；所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯；所述抗氧剂为抗氧剂1076。2.根据权利要求1所述的金属钝化高强度PE材料，其特征在于，所述聚乙烯熔融指数为15-50g/min。3.根据权利要求1所述的金属钝化高强度PE材料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟成铭，郭建鹏，苏吉英，陈超，徐熠，刘志文，
申请(专利权)人：上海日之升新技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31