一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料及其制备方法和运用，所述泡沫复合材料由EVA、 膨胀型复配阻燃剂、发泡剂、交联剂、硬脂酸、硬脂酸锌和氧化锌混合交联发泡而成；所述的膨胀型复配阻燃剂为：以聚磷酸铵衍生物为酸源和气源，可膨胀石墨作为协效剂，木粉作为碳源，聚磷酸铵衍生物、可膨胀石墨和木粉按质量比1~4:1:3复配组成；所述的聚磷酸铵衍生物为聚磷酸铵和乙二胺反应所得。相对于传统的阻燃EVA泡沫复合材料，本发明专利技术制备的膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料具有更好的阻燃效果，氧指数为26.3%~27.6%，UL-94等级为V-0，燃烧残炭层更加的致密，同时具有更好的加工性能，具有广泛的社会和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子复合材料
，具体涉及一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)具有良好的力学、加工性能、又不缺乏柔韧性和弹性。因此被广泛的应用于包装、建材、运动器材、鞋业等领域。但由于EVA泡沫材料极易燃烧，极限氧指数仅达到18%左右，大大限制了其应用范围。因此有必要对其进行阻燃改性处理。阻燃剂的使用类型可分为添加型和反应型。反应型阻燃剂虽具备良好的阻燃性，但其工艺流程较为复杂，并且成本较高，不利于工业化且应用较为狭窄；添加型阻燃剂其阻燃工艺较为简单，成本较低，阻燃剂的种类也较多，应用范围较广。传统的添加型阻燃剂有卤系、重金属类，这两类阻燃剂虽阻燃效果较好，但其阻燃过程中会产生有毒有害的气体，不利于应用且污染环境。无机类阻燃剂成本较低，阻燃效果良好，但其添加量过大，并且与高分子基体的相容性较差，使得物理机械性能大大下降。膨胀型阻燃剂很好的避免有害物质，且与高分子基体有着良好的相容性，但阻燃效果还不稳定，因此，在EVA中添加膨胀型复配阻燃剂，合成一种阻燃效果稳定的膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料是很有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料及其制备方法。所制得的泡沫复合材料具有良好的阻燃性能、加工性能和物理机械性能等优点。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，其原料组成为：EVA：60~100phr；膨胀型复配阻燃剂：10~40phr；发泡剂：2~3phr；交联剂：0.5~1.5phr；硬脂酸(St)：0.5~1phr；硬脂酸锌(ZnSt)：0.1~0.3phr；氧化锌(ZnO)：0.2~0.8phr；所述的膨胀型复配阻燃剂为：以聚磷酸铵衍生物(MAPP)为酸源和气源，可膨胀石墨(EG)作为协效剂，木粉(MF)作为碳源，MAPP、EG和MF按质量比1~4:1:3复配组成；所述的聚磷酸铵衍生物(MAPP)为聚磷酸铵(APP)和乙二胺(EDA)反应所得。所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)。所述的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)。所述的膨胀型复配阻燃剂的制备方法为：将木粉(MF)与邻苯二甲酸二辛酯(DOP)按照质量比为5:1置于高速捏合机中，搅拌10min进行增塑处理；将聚磷酸铵衍生物(MAPP)、可膨胀石墨(EG)和增塑处理后的木粉(MF)置于高速捏合机中混合均匀。如上所述的一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将EVA和膨胀型复配阻燃剂置于密炼机均匀密炼5min，密炼条件为100℃、转速25rpm/min；（2）向步骤（1）已混合均匀的物料中加入发泡剂、交联剂、硬脂酸、硬脂酸锌和氧化锌，继续密炼10min后出料，密炼条件为100℃、转速25rpm/min；（3）将步骤（2）混合好的物料趁热转移至开放式双辊筒开炼机上压制成厚度为3~5mm的薄片，裁剪成正方形片材；（4）将步骤（3）裁剪的片材置于提前预热好的平板硫化机模具中进行模压发泡处理，制得膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，模压发泡处理条件为压力10MPa、温度180℃、交流发泡10min。所述的膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料应用于包装、建材、运动器材和鞋业领域。本专利技术的有益效果在于：本专利技术制得的膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料与传统阻燃EVA泡沫材料相比，具有更好的阻燃效果，氧指数为26.3%~27.6%，UL-94等级为V-0；、与传统阻燃EVA泡沫材料相比，具有更好的加工性能和物理机械性能，具有广泛的市场前景和显著的社会经济效益。附图说明图1为膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料和普通阻燃EVA泡沫复合材料的残炭扫描电镜图；图2为膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料和普通阻燃EVA泡沫复合材料的HRR曲线和THR曲线；图3为膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料和普通阻燃EVA泡沫复合材料的拉伸强度曲线。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不仅仅限于这些实施例。对比例一种EVA泡沫复合材料，其原料组成为：EVA：80phr；AC：2.5phr；DCP：0.9phr；St：0.5phr；ZnSt：0.1phr；ZnO：0.5phr；EVA泡沫复合材料的制备步骤如下：（1）将EVA和AC、DCP、St、ZnSt、ZnO，置于密炼机均匀密炼15min，密炼条件为100℃、转速25rpm/min；（2）将步骤(1)混合好的物料趁热转移至开放式双辊筒开炼机上压制成厚度为4mm的薄片，裁剪成正方形片材；（3）将步骤(2)裁剪的片材置于提前预热好的平板硫化机模具中进行模压发泡处理，制得EVA泡沫复合材料，模压发泡处理条件为压力10MPa、温度180℃、交流发泡10min。实施例1一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，其原料组成为：EVA：60phr；膨胀型复配阻燃剂：10phr；AC：2phr；DCP：0.5phr；St：0.7phr；ZnSt：0.2phr；ZnO：0.2phr；所述的膨胀型复配阻燃剂的制备方法为：APP和EDA反应制得MAPP；将MF与DOP按照质量比为5:1置于高速捏合机中，搅拌10min进行增塑处理；将制得的MAPP、EG和增塑处理后的MF（MAPP、EG和MF的质量比为1:1:3）置于高速捏合机中混合均匀。如上所述的一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将EVA和膨胀型复配阻燃剂置于密炼机均匀密炼5min，密炼条件为100℃、转速25rpm/min；（2）向步骤（1）已混合均匀的物料中加入AC、DCP、St、ZnSt和ZnO，继续密炼10min后出料；（3）将步骤（2）混合好的物料趁热转移至开放式双辊筒开炼机上压制成厚度为3mm的薄片，裁剪成正方形片材；（4）将步骤（3）裁剪的片材置于提前预热好的平板硫化机模具中进行模压发泡处理，制得膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，模压发泡处理条件为压力10MPa、温度180℃、交流发泡10min。。实施例2一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，其原料组成为：EVA：80phr；膨胀型复配阻燃剂：20phr；AC：2.5phr；DCP：0.9phr；St：0.5phr；ZnSt：0.1phr；ZnO：0.5phr；所述的膨胀型复配阻燃剂的制备方法为：APP和EDA反应制得MAPP；将MF与DOP按照质量比为5:1置于高速捏合机中，搅拌10min进行增塑处理；将制得的MAPP、EG和增塑处理后的MF（MAPP、EG和MF的质量比为2:1:3）置于高速捏合机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，其特征在于：所述泡沫复合材料的原料组成为：EVA：60~100 phr；膨胀型复配阻燃剂：10~40 phr；发泡剂：2~3 phr；交联剂：0.5~1.5 phr；硬脂酸：0.5~1 phr；硬脂酸锌：0.1~0.3 phr；氧化锌：0.2~0.8 phr；所述的膨胀型复配阻燃剂为：以聚磷酸铵衍生物为酸源和气源，可膨胀石墨作为协效剂，木粉作为碳源，聚磷酸铵衍生物、可膨胀石墨和木粉按质量比1~4:1:3复配组成；所述的聚磷酸铵衍生物为聚磷酸铵和乙二胺反应所得。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，其特征在于：所述泡沫复合材料的原料组成为：
EVA：60~100phr；
膨胀型复配阻燃剂：10~40phr；
发泡剂：2~3phr；
交联剂：0.5~1.5phr；
硬脂酸：0.5~1phr；
硬脂酸锌：0.1~0.3phr；
氧化锌：0.2~0.8phr；
所述的膨胀型复配阻燃剂为：以聚磷酸铵衍生物为酸源和气源，可膨胀石墨作为协效剂，木粉作为碳源，聚磷酸铵衍生物、可膨胀石墨和木粉按质量比1~4:1:3复配组成；所述的聚磷酸铵衍生物为聚磷酸铵和乙二胺反应所得。
2.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，其特征在于：所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，其特征在于：所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
4.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃EVA泡沫复合材料，其特征在于：所述的膨胀型复配阻燃剂的制备方法为：将木粉和邻苯二甲酸二辛酯按照质量比为5:1置于高速捏合机中，搅拌10min进行增塑处理；将聚磷酸铵衍生物、可膨胀石墨和增塑处理后的木粉置于高速捏合...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉婴，连汉青，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35