阻燃聚乙烯组合物及其发泡珠粒制造技术

本发明专利技术提供了一种阻燃聚乙烯组合物，其包括：聚乙烯基础树脂、阻燃剂以及任选地抗氧剂，其中所述阻燃剂包括氧化膦与过渡金属盐形成的配合物。本发明专利技术采用具有特定熔融指数和特定密度的组分A、组分B和组分C配合使用而得到的聚乙烯基础树脂制成的发泡珠粒泡孔致密均匀，且制成的发泡珠粒成型体的压缩强度非常高；同时，将本发明专利技术提供的阻燃聚乙烯组合物与特定的阻燃剂与特定的抗静电剂配合使用时，阻燃剂和抗静电剂之间可以发生协同作用，同时提高阻燃性能和抗静电性能。由本发明专利技术的阻燃聚乙烯组合物制备的发泡珠粒具有高温抗冲击性能佳、抗静电、阻燃、工艺简便、闭孔率高、密度可控的特点。

Flame retardant polyethylene compositions and their foamed beads

The invention provides a flame retardant polyethylene composition, which comprises a polyethylene base resin, a flame retardant and an optional antioxidant, wherein the flame retardant comprises a complex formed by phosphine oxide and transition metal salts. The foamed beads made of polyethylene base resin with specific melting index and specific density have compact and uniform cell, and the compressive strength of the foamed beads is very high. At the same time, the flame retardant polyethylene compositions provided by the invention are used in combination with the specific flame retardant and the specific antistatic agent. The synergistic effect between flame retardants and antistatic agents can occur, and the flame retardant and antistatic properties can be improved at the same time. The foamed beads prepared by the flame retardant polyethylene composition of the invention have the characteristics of good high temperature impact resistance, antistatic, flame retardant, simple process, high porosity and controllable density.

【技术实现步骤摘要】
阻燃聚乙烯组合物及其发泡珠粒
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种阻燃乙烯组合物及其发泡珠粒。
技术介绍
聚乙烯(PE)是目前世界上应用最为广泛、产量及产能最大的合成树脂，年需求增长率5％。作为热塑性塑料中的第一大品种，具有质轻、无毒、耐化学腐蚀性优异等特点，广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业。但是聚乙烯在实际应用中存在如下缺点。一方面，聚乙烯的氧指数很低，仅为17.5，属于易燃材料。聚乙烯在燃烧时，会产生严重的熔融滴落行为，这给其阻燃改性带来很大的困难。另一方面，聚乙烯的体积电阻率和表面电阻率都很高，这就使其在加工和使用过程中一旦带上静电就很难消除。以上两个缺点给聚乙烯的使用带来了很大的安全隐患。解决聚乙烯的阻燃问题的途径是加入阻燃剂，阻燃剂主要分类两类：一种是添加型阻燃剂；另一种是反应型阻燃剂。添加型阻燃剂是指同高分子材料进行物理共混发挥阻燃作用的阻燃剂。反应型阻燃剂是通过将一些含有阻燃元素的单体参与聚合反应，使聚合物的主链或侧链中带有阻燃元素，起到阻燃的效果，因此其阻燃效果持久，而且对材料的物理力学性能影响较小，但是因为技术和价格的问题，使其推广和应用受到了很大限制。与反应型阻燃剂相比，添加型阻燃剂使用方便、价格低廉，因而是目前实现聚乙烯阻燃的常用方法，常用于聚乙烯阻燃改性的添加型阻燃剂有卤系阻燃剂、无卤阻燃剂和复合阻燃体系等。在聚乙烯的生产、加工和应用过程中，静电产生是非常普遍的。然而，聚乙烯的体积电阻率一般在1016-1020Ω·cm的范围内，静电荷产生后很难消除。这些电荷积聚容易导致加工及使用过程中，火灾、爆炸和电击等危险事故的发生。采用的方法主要有两类：一类是添加具有表面活性的抗静电剂，使其中的亲水基团增强表面吸湿性，形成一层单分子层的导电膜，从而加快静电荷的漏泄；另一类是添加具有一定导电性能的添加剂或导电树脂，利用其在塑料共混体系中形成的导电通道起抗静电效果，这种共混物称为复合型导电高分子材料或导电高分子合金。对聚乙烯而言，其体积电阻率降到1012Ω·cm，即已达到抗静电的要求。然而，现有的聚乙烯树脂在制备聚乙烯发泡珠粒时存在阻燃及抗静电性能差，且经阻燃抗静电改性后，聚乙烯发泡珠粒的泡孔形貌及发泡倍率控制出现问题，影响后续模塑成型应用。因此，目前存在的问题是急需研究开发一种兼具良好的阻燃性能和抗静电性能的阻燃聚乙烯组合物及其发泡珠粒。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种阻燃聚乙烯组合物及其发泡珠粒。本专利技术的专利技术人经过深入研究后发现，采用具有特定熔融指数和特定密度的组分A、组分B和组分C配合使用而得到的聚乙烯基础树脂制成的发泡珠粒泡孔致密均匀，且制成的发泡珠粒成型体的压缩强度非常高；同时，将本专利技术提供的聚乙烯基础树脂与特定的阻燃剂与特定的抗静电剂配合使用时，阻燃剂和抗静电剂之间可以发生协同作用，同时提高阻燃性能和抗静电性能。由本专利技术的阻燃聚乙烯组合物制备的发泡珠粒具有高温抗冲击性能佳、抗静电、阻燃、工艺简便、闭孔率高、密度可控的特点。为此，本专利技术第一方面提供了一种阻燃聚乙烯组合物，其包括：聚乙烯基础树脂、阻燃剂以及任选地抗氧剂，其中所述阻燃剂包括氧化膦与过渡金属盐形成的配合物。根据本专利技术所述的阻燃聚乙烯组合物，所述聚乙烯基础树脂含有组分A、组分B和组分C；所述组分A为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数MIA为0.01-2g/10min，优选为0.01-1.5g/10min，更优选为0.01-1g/10min；密度ρA为0.880-0.936g/cm3，优选为0.910-0.930g/cm3，更优选为0.915-0.926g/cm3；所述组分B为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数MIB为2.1-9.9g/10min，优选为3-8g/10min，更优选为3-5g/10min；密度ρB为0.910-0.930g/cm3，优选为0.913-0.928g/cm3，更优选为0.913-0.924g/cm3；所述组分C为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数MIC为10-80g/10min，优选为10-60g/10min，更优选为15-40g/10min；密度ρC为0.880-0.930g/cm3，优选为0.905-0.928g/cm3，更优选为0.910-0.926g/cm3。在本专利技术中，所述熔融指数均按照GB/T3682-2000中规定的方法进行测定，其中，测试条件包括温度为190℃，载荷为2.16kg。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述聚乙烯基础树脂中组分A、组分B和组分C的密度ρA、ρB和ρC之间的关系满足-0.04≤ρA-ρB≤0.02且-0.04≤ρA-ρC≤0.02，这样能够使该聚乙烯基础树脂具有更好的发泡性能，并且由该聚乙烯基础树脂制成的聚乙烯发泡珠粒具有更致密均匀的泡孔结构、制成的聚乙烯发泡珠粒成型体具有更高的压缩强度。所述组分A、组分B和组分C均为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其中，线性结构是指分子链中仅含有短支链结构，而不含有长支链结构和交联结构，其由聚合单体和聚合工艺条件所决定，具体为本领域技术人员公知，在此不作赘述。根据本专利技术所述的阻燃聚乙烯组合物，为了使得到的聚乙烯基础树脂具有更好的发泡性能，在所述聚乙烯基础树脂中，所述组分A的重量份数WA为25-90重量份，优选为30-80重量份；所述组分B的重量份数WB为0.1-10重量份，优选为0.5-8重量份；所述组分C的重量份数WC为10-75重量份，优选为20-70重量份。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述组分A的重量份数WA和组分C的重量份数WC与组分A的熔融指数MIA的关系优选满足(5.2×lgMIA+11.6)≥WA/WC≥(0.9×lgMIA+2.1)，更优选满足(2.9×lgMIA+6.8)≥WA/WC≥(1.1×lgMIA+2.7)，这样能够使该聚乙烯基础树脂具有更好的发泡性能，并且由该聚乙烯基础树脂制成的聚乙烯发泡珠粒具有更致密均匀的泡孔结构、制成的聚乙烯发泡珠粒成型体具有更高的压缩强度。根据本专利技术所述的阻燃聚乙烯组合物，所述聚乙烯组合物在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数为0.1-20g/10min，优选为0.5-10g/10min。在将具有上述特定熔融指数和密度的组分A、组分B和组分C配合使用的基础上，将所述聚乙烯基础树脂整体的熔融指数控制在上述范围内，能够使得到的阻燃聚乙烯组合物具有非常优异的发泡性能。根据本专利技术所述的阻燃聚乙烯组合物，所述组分A和组分B的分子量分布指数均满足Mw/Mn≤4.5，优选满足2.0≤Mw/Mn≤4.2。所述组分C的分子量分布指数满足Mw/Mn≤8.0，优选满足3.5≤Mw/Mn≤6.0。具体地，为了获得具有上述分子量分布的组分A、组分B和组分C，所述组分A和组分B均采用茂金属催化剂聚合得到，所述组分C采用齐格勒-纳塔催化剂聚合得到。其中，所述茂金属催化剂和齐格勒-纳塔催化剂的种类可以为本领域的常规选择，所述茂金属催化剂通常由茂金属化合物和有机铝化合物以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃聚乙烯组合物，其包括：聚乙烯基础树脂、阻燃剂以及任选地抗氧剂，其中所述阻燃剂包括氧化膦与过渡金属盐形成的配合物。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚乙烯组合物，其包括：聚乙烯基础树脂、阻燃剂以及任选地抗氧剂，其中所述阻燃剂包括氧化膦与过渡金属盐形成的配合物。2.根据权利要求1所述的阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯基础树脂含有组分A、组分B和组分C；所述组分A为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数MIA为0.01-2g/10min，优选为0.01-1.5g/10min；密度ρA为0.880-0.936g/cm3，优选为0.910-0.930g/cm3；所述组分B为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数MIB为2.1-9.9g/10min，优选为3-8g/10min；密度ρB为0.910-0.930g/cm3，优选为0.913-0.928g/cm3；所述组分C为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数MIC为10-80g/10min，优选为10-60g/10min；密度ρC为0.880-0.930g/cm3，优选为0.905-0.928g/cm3。3.根据权利要求1或2所述的阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，在所述聚乙烯基础树脂中，所述组分A的重量份数WA为25-90重量份，优选为30-80重量份；所述组分B的重量份数WB为0.1-10重量份，优选为0.5-8重量份；所述组分C的重量份数WC为10-75重量份，优选为20-70重量份。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯基础树脂中组分A、组分B和组分C的密度ρA、ρB和ρC之间的关系满足-0.04≤ρA-ρB≤0.02且-0.04≤ρA-ρC≤0.02；和/或所述组分A的重量份数WA和组分C的重量份数WC与组分A的熔融指数MIA的关系满足5.2×lgMIA+11.6≥WA/WC≥0.9×lgMIA+2.1，优选满足2.9×lgMIA+6.8≥WA/WC≥1.1×lgMIA+2.7；和/或所述组分A和组分B的分子量分布指数满足Mw/Mn≤4.5；所述组分C的分子量分布指数满足Mw/Mn≤8.0；优选地，所述组分A和组分B采用茂金属催化剂聚合得到，所述组分C采用齐格勒-纳塔催化剂聚合得到。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述组分A、组分B和组分C中α烯烃共聚单体的摩尔含量各自独立地为0.2-15mol％，优选为1.5-10mol％；优选地，所述组分A、组分B和组分C中的α烯烃各自独立地选自C3-C20烯烃中的至少一种，优选选自丙烯、1-丁烯、2-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-戊烯、3,4-二甲基-1-戊烯、4,4-二甲基-1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、1-庚烯、2-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯和1-二十碳烯中的至少一种，更优选选自1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯组合物在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数为0.1-20g/10min，优选为0.5-10g/10min。7.根据权利要求1-6中任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏，吕明福，徐耀辉，张师军，张琦，宋文波，高达利，杨庆泉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11