一种无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了复合材料领域内的一种无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将聚乙烯、硅橡胶、马来酸酐和过氧化二异丙苯在高速混合机中混合，经四螺片往复式挤出机挤出造粒；将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯、含硅阻燃大分子相容剂和氢氧化铝充分混合，然后加入四螺片往复式挤出机中挤出造粒，得到阻燃材料；将阻燃材料于150℃下在双辊开炼机上混炼3min，然后以0.5mm辊距薄通6次后取片；将制得的片材在15MPa的压力、170℃的温度下，用25t平板硫化机热压5min，然后在10MPa下冷压2min，冷却至室温得到无卤阻燃聚乙烯复合材料。本发明专利技术制得的无卤阻燃聚乙烯复合材料阻燃效果好，成本低且制作工艺简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料领域，具体涉及一种无卤阻燃聚乙烯复合材料。
技术介绍
近几十年来，金属氢氧化物无卤阻燃复合材料得到广泛应用和研究，但若要得到较好的阻燃效果，金属氢氧化物的添加量一般要达到材料质量分数的50％～60％。由于金属氢氧化物具有较强的极性，与一般的非极性聚合物如聚乙烯、聚丙烯，聚苯乙烯等的相容性较差，在制备复合材料时金属氢氧化物很难在基体中分散均匀，从而导致较严重的应力集中现象，使复合材料的力学性能和电气性能等变差。最重要的是作为阻燃剂的金属氢氧化物在基体中不能充分分散会使团聚粒径过大，会大幅降低复合材料的阻燃效果。为了提高金属氢氧化物单位用量的阻燃效果，双氢氧化物共用，水滑石、硼酸锌、金属氧化物、氮化硅、乙烯-丙烯酸共聚物或其他物质的添加，阻燃剂微胶囊化处理和多种阻燃机理的阻燃剂复配等开始成为研究的热点，但这些研究还存在着预处理过于复杂、阻燃效果提高不明显和成本过高等问题而难以推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，使其阻燃效果更好，成本低且制备工艺简单。本专利技术的目的是这样实现的：一种无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)制备阻燃相容剂：将聚乙烯、硅橡胶、马来酸酐和过氧化二异丙苯按质量比70∶30∶4∶0.3在高速混合机中混合均匀，经四螺片往复式挤出机挤出造粒得含硅阻燃大分子相容剂；2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯、含硅阻燃大分子相容剂和氢氧化铝按质量比40∶30∶1∶7∶0.4充分混合，然后加入四螺片往复式挤出机中挤出造粒，得到阻燃材料；3)将上述阻燃材料于150℃下在双辊开炼机上混炼3min，然后以0.5mm辊距薄通6次后取片；4)将制得的片材在15MPa的压力、170℃的温度下，用25t平板硫化机热压5min，然后在10MPa下冷压2min，冷却至室温得到无卤阻燃聚乙烯复合材料。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤1)中四螺片往复式挤出机的螺杆转速为25r/mim。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤2)中四螺片往复式挤出机的螺杆转速为30r/mim。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：通过采用四螺旋往复式挤出机一步法制备了聚乙烯接枝硅橡胶和马来酸酐，并将此接枝物作为大分子相容剂与金属氢氧化物复配阻燃聚乙烯复合材料，在改善填料分散状态的同时，还能增加界面粘结力，降低界面应力集中的发生，提高复合材料的综合性能。本专利技术制得的无卤阻燃聚乙烯复合材料，阻燃效果更好，成本低且工艺简单。附图说明图1为不同相容剂对无卤阻燃聚乙烯极限氧指数的影响。具体实施方式一种无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)制备阻燃相容剂：将聚乙烯、硅橡胶、马来酸酐和过氧化二异丙苯按质量比70∶30∶4∶0.3在高速混合机中混合均匀，经四螺片往复式挤出机挤出造粒得含硅阻燃大分子相容剂；2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯、含硅阻燃大分子相容剂和氢氧化铝按质量比40∶30∶1∶7∶0.4充分混合，然后加入四螺片往复式挤出机中挤出造粒，得到阻燃材料；3)将上述阻燃材料于150℃下在双辊开炼机上混炼3min，然后以0.5mm辊距薄通6次后取片；4)将制得的片材在15MPa的压力、170℃的温度下，用25t平板硫化机热压5min，然后在10MPa下冷压2min，冷却至室温得到无卤阻燃聚乙烯复合材料。所述步骤1)中四螺片往复式挤出机的螺杆转速为25r/mim。所述步骤2)中四螺片往复式挤出机的螺杆转速为30r/mim。金属氢氧化物在聚合物燃烧过程中会发生分解吸收大量的热量，从而降低聚合物表面温度，阻止聚合物进一步燃烧。金属氧化物分解产生的大量水蒸气可以稀释火焰区域里的可燃性气体浓度，同时，分解产生的金属氧化物可以在复合材料表层形成耐火层，阻止凝聚相与气相界面之间进行热量和物质传递，从而起到阻燃作用。如图1，为相容剂对无卤阻燃聚乙烯LOI的影响。随着相容剂用量的增加，材料的LOI值均呈现上升的趋势，添加10％wt的含硅大分子相容剂的无卤阻燃聚乙烯体系与添加10％wt马来酸酐接枝聚乙烯的体系的LOI值分别由原来的28.0％提高到30.7％、34.0％。这是由于相容剂可以改善金属氢氧化物与基体树脂的相容性，从而使具有阻燃作用的金属氢氧化物在基体中的分散更加均匀，从而使得阻燃效果发挥的更好。本专利技术并不局限于上述实施例，在本专利技术公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的
技术实现思路
，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)制备阻燃相容剂：将聚乙烯、硅橡胶、马来酸酐和过氧化二异丙苯按质量比70∶30∶4∶0.3在高速混合机中混合均匀，经四螺片往复式挤出机挤出造粒得含硅阻燃大分子相容剂；2)将乙烯‑醋酸乙烯共聚物、乙烯‑辛烯共聚物、聚乙烯、含硅阻燃大分子相容剂和氢氧化铝按质量比40∶30∶1∶7∶0.4充分混合，然后加入四螺片往复式挤出机中挤出造粒，得到阻燃材料；3)将上述阻燃材料于150℃下在双辊开炼机上混炼3min，然后以0.5mm辊距薄通6次后取片；4)将制得的片材在15MPa的压力、170℃的温度下，用25t平板硫化机热压5min，然后在10MPa下冷压2min，冷却至室温得到无卤阻燃聚乙烯复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)制备阻燃相容剂：将聚乙烯、硅橡胶、马来酸酐和过氧化二异丙苯按质量比70∶30∶4∶0.3在高速混合机中混合均匀，经四螺片往复式挤出机挤出造粒得含硅阻燃大分子相容剂；2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯、含硅阻燃大分子相容剂和氢氧化铝按质量比40∶30∶1∶7∶0.4充分混合，然后加入四螺片往复式挤出机中挤出造粒，得到阻燃材料；3)将上述阻燃材料于150℃下在双辊开炼机上混炼3min...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨欢，
申请(专利权)人：杨欢，
类型：发明
国别省市：江苏;32