一种阻燃聚乙烯塑料及其制备方法技术

该发明专利技术涉及一种阻燃聚乙烯塑料，包括以下原料组分：改性聚乙烯、改性丙烯酸酯、改性磷酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯，改性聚乙烯由聚乙烯粉、气相二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、顺丁烯二酸酐、过硫酸铵、SE‑10乳化剂和双酚A环氧丙烯酸酯反应制得，改性丙烯酸酯由乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、顺丁烯二酸酐和过硫酸铵反应制得，改性磷酸酯由磷酸氢二钠、甘油、氯化铝、丙烯酸羟乙酯和顺丁烯二酸酐反应制得，改性二苯基甲烷二异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、N,N‑二甲基甲酰胺、季戊四醇磷酸酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟乙酯、过硫酸铵和二月桂酸二丁基锡反应制得。该发明专利技术具有优异的阻燃性能。

A flame retardant polyethylene plastic and its preparation method

The invention relates to a flame retardant polyethylene plastic, which comprises the following raw material components: modified polyethylene, modified acrylate, modified phosphate and modified diphenylmethane diisocyanate. The modified polyethylene is prepared by reaction of polyethylene powder, gas phase silicon dioxide, methyl methacrylate, acrylic acid, maleic anhydride, ammonium persulfate, SE 10 emulsifier and bisphenol A epoxy acrylate. The modified acrylate was prepared by the reaction of ethylene glycol methacrylate phosphate, methacryloxyethyl phosphate, acrylamide, acrylic acid, maleic anhydride and ammonium persulfate. The modified phosphate was prepared by the reaction of disodium hydrogen phosphate, glycerin, aluminium chloride, hydroxyethyl acrylate and maleic anhydride. The modified diphenylmethane diisocyanate was prepared by diphenylmethane diisocyanate. Cyanate ester, phenol, N, N dimethylformamide, pentaerythritol phosphate, maleic anhydride, hydroxyethyl acrylate, ammonium persulfate and dibutyltin laurate were synthesized. The invention has excellent flame retardancy.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃聚乙烯塑料及其制备方法
该专利技术涉及一种阻燃聚乙烯塑料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯材料通常因其优异的物理化学性能，聚乙烯被广泛使用在低水汽透过率容器、低水汽透光率包装材料、抗拉薄膜、抗拉绳索、耐磨绳索、手机防护膜、耐压容器、耐压管道等领域。目前，聚乙烯材料在阻燃性能需要进一步提升。该专利技术采用改性聚乙烯、改性丙烯酸酯、改性磷酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯制备了阻燃聚乙烯塑料，该方法制备的阻燃聚乙烯塑料具有优异的阻燃性能。
技术实现思路
该专利技术的目的在于提供一种阻燃聚乙烯塑料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的阻燃性能。为了实现上述目的，该专利技术的技术方案如下。一种阻燃聚乙烯塑料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、N,N-二甲基甲酰胺和二月桂酸二丁基锡按照质量份数比为8：17～25：25～50：0.3～1加入到反应釜中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度52～90℃条件下反应0.5～3h，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、干燥，将质量份数比为12～30：8～14：9～15：0.3～1的季戊四醇磷酸酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟乙酯和过硫酸铵添加至反应釜中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度71～86℃条件下反应0.3～4h，粉碎，得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(2)、将磷酸氢二钠、氯化铝和丙烯酸羟乙酯按照质量份数比为30：0.2～2：18～27添加至水热反应釜中，维持水热反应温度138～156℃条件下水热反应1.5～5h，产物经110℃、-0.06MPa减压蒸馏0.5h，产物经1mol/L盐酸超声浸渍30min，产物经2℃水洗涤、干燥，将产物和质量份数比为21～37的甘油添加至水热反应釜中，维持水热反应温度145～163℃条件下水热反应1～3h，产物经饱和碳酸钠洗涤、干燥后，将产物和质量份数比为8～19的顺丁烯二酸酐添加至水热反应釜中，维持水热反应温度140～166℃条件下水热反应1～3.5h，产物经水洗涤、干燥，得到改性磷酸酯；(3)、将乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、顺丁烯二酸酐和过硫酸铵按照质量份数比为16：12～21：9～16：5～9：7～13：0.3～1加入到反应釜中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度66～83℃条件下反应0.5～2h，将反应釜温度升温至95℃反应20min，即得到改性丙烯酸酯；(4)、将聚乙烯粉、气相二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、顺丁烯二酸酐、过硫酸铵、SE-10乳化剂和双酚A环氧丙烯酸酯按照质量份数比为83：12～17：9～17：5～9：8～15：0.3～1：1～5：7～16加入到反应釜中，搅拌速度为88r/min，维持体系温度85～97℃条件下反应0.5～2.5h，将反应釜温度升温至105℃反应25min，产物经120℃干燥，将产物转移至挤出机中，用挤出机在温度176～183℃挤出造粒，粉碎，即得到改性聚乙烯；(5)、将改性聚乙烯、改性丙烯酸酯、改性磷酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯按照质量份数比为79：19～28：22～30：13～19加入到高速混合机中，用高速混合机在温度85℃混合反应2～5min，用挤出机在温度179～187℃挤出造粒，即得到阻燃聚乙烯塑料。该专利技术所述的阻燃聚乙烯塑料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、N,N-二甲基甲酰胺和二月桂酸二丁基锡按照质量份数比为8：17～25：25～50：0.3～1加入到反应釜中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度52～90℃条件下反应0.5～3h，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、干燥，将质量份数比为12～30：8～14：9～15：0.3～1的季戊四醇磷酸酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟乙酯和过硫酸铵添加至反应釜中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度71～86℃条件下反应0.3～4h，粉碎，得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；所述的丙烯酸羟乙酯的目的为了改善物料在阻燃聚乙烯塑料中的分散稳定性。(2)、将磷酸氢二钠、氯化铝和丙烯酸羟乙酯按照质量份数比为30：0.2～2：18～27添加至水热反应釜中，维持水热反应温度138～156℃条件下水热反应1.5～5h，产物经110℃、-0.06MPa减压蒸馏0.5h，产物经1mol/L盐酸超声浸渍30min，产物经2℃水洗涤、干燥，将产物和质量份数比为21～37的甘油添加至水热反应釜中，维持水热反应温度145～163℃条件下水热反应1～3h，产物经饱和碳酸钠洗涤、干燥后，将产物和质量份数比为8～19的顺丁烯二酸酐添加至水热反应釜中，维持水热反应温度140～166℃条件下水热反应1～3.5h，产物经水洗涤、干燥，得到改性磷酸酯；所述的丙烯酸羟乙酯的目的为了改善磷酸酯的化学活性。(3)、将乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、顺丁烯二酸酐和过硫酸铵按照质量份数比为16：12～21：9～16：5～9：7～13：0.3～1加入到反应釜中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度66～83℃条件下反应0.5～2h，将反应釜温度升温至95℃反应20min，即得到改性丙烯酸酯；所述的乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯和甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯的目的为了改善改性丙烯酸酯的化学活性和阻燃性。(4)、将聚乙烯粉、气相二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、顺丁烯二酸酐、过硫酸铵、SE-10乳化剂和双酚A环氧丙烯酸酯按照质量份数比为83：12～17：9～17：5～9：8～15：0.3～1：1～5：7～16加入到反应釜中，搅拌速度为88r/min，维持体系温度85～97℃条件下反应0.5～2.5h，将反应釜温度升温至105℃反应25min，产物经120℃干燥，将产物转移至挤出机中，用挤出机在温度176～183℃挤出造粒，粉碎，即得到改性聚乙烯；所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、顺丁烯二酸酐、SE-10乳化剂和双酚A环氧丙烯酸酯的目的为了改善气相二氧化硅在聚乙烯中的分散均匀性。(5)、将改性聚乙烯、改性丙烯酸酯、改性磷酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯按照质量份数比为79：19～28：22～30：13～19加入到高速混合机中，用高速混合机在温度85℃混合反应2～5min，用挤出机在温度179～187℃挤出造粒，即得到阻燃聚乙烯塑料。该专利技术的有益效果在于：1、丙烯酸羟乙酯和顺丁烯二酸酐对季戊四醇磷酸酯和苯酚封端的二苯基甲烷二异氰酸酯进行表面修饰改性和将其固定在聚合物中，顺丁烯二酸酐能改善丙烯酸羟乙酯和顺丁烯二酸酐共聚物在聚乙烯中的分散性和相容性，二苯基甲烷二异氰酸酯能与阻燃聚乙烯塑料燃烧过程中产生的水反应，生成惰性气体，进而改善阻燃聚乙烯塑料的阻燃性能；2、丙烯酸羟乙酯通过与磷酸氢二钠进行修饰，能将丙烯酸羟乙酯接枝到磷酸氢二钠结构中，经酸化后，将甘油与丙烯酸羟乙酯修饰的磷酸进行酯化反应，得到改性磷酸酯；制备的改性磷酸酯因含双建而具有较高的化学活性，因含多羟基结构而能改善阻燃聚乙烯塑料的阻燃性能；3、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯和甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯结构中含磷元素，具有一定的阻燃性能，通过与丙烯酰胺吸水单体进行共聚，通过物料间的协同作用，能改善改性丙烯酸酯的化学活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于：包括以下原料组分：改性聚乙烯、改性丙烯酸酯、改性磷酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯，所述的改性聚乙烯、改性丙烯酸酯、改性磷酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯的质量份数比为79：19～28：22～30：13～19，其中，所述的改性聚乙烯由聚乙烯粉、气相二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、顺丁烯二酸酐、过硫酸铵、SE‑10乳化剂和双酚A环氧丙烯酸酯反应制得，所述的聚乙烯粉、气相二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、顺丁烯二酸酐、过硫酸铵、SE‑10乳化剂和双酚A环氧丙烯酸酯的质量份数比为83：12～17：9～17：5～9：8～15：0.3～1：1～5：7～16，所述的改性丙烯酸酯由乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、顺丁烯二酸酐和过硫酸铵反应制得，所述的乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、顺丁烯二酸酐和过硫酸铵的质量份数比为16：12～21：9～16：5～9：7～13：0.3～1，所述的改性磷酸酯由磷酸氢二钠、甘油、氯化铝、丙烯酸羟乙酯和顺丁烯二酸酐反应制得，所述的磷酸氢二钠、甘油、氯化铝、丙烯酸羟乙酯和顺丁烯二酸酐的质量份数比为30：21～37：0.2～2：18～27：8～19，所述的改性二苯基甲烷二异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、N,N‑二甲基甲酰胺、季戊四醇磷酸酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟乙酯、过硫酸铵和二月桂酸二丁基锡反应制得，所述的二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、N,N‑二甲基甲酰胺、季戊四醇磷酸酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟乙酯、过硫酸铵和二月桂酸二丁基锡的质量份数比为8：17～25：25～50：12～30：8～14：9～15：0.3～1：0.3～1。...

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于：包括以下原料组分：改性聚乙烯、改性丙烯酸酯、改性磷酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯，所述的改性聚乙烯、改性丙烯酸酯、改性磷酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯的质量份数比为79：19～28：22～30：13～19，其中，所述的改性聚乙烯由聚乙烯粉、气相二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、顺丁烯二酸酐、过硫酸铵、SE-10乳化剂和双酚A环氧丙烯酸酯反应制得，所述的聚乙烯粉、气相二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、顺丁烯二酸酐、过硫酸铵、SE-10乳化剂和双酚A环氧丙烯酸酯的质量份数比为83：12～17：9～17：5～9：8～15：0.3～1：1～5：7～16，所述的改性丙烯酸酯由乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、顺丁烯二酸酐和过硫酸铵反应制得，所述的乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、顺丁烯二酸酐和过硫酸铵的质量份数比为16：12～21：9～16：5～9：7～13：0.3～1，所述的改性磷酸酯由磷酸氢二钠、甘油、氯化铝、丙烯酸羟乙酯和顺丁烯二酸酐反应制得，所述的磷酸氢二钠、甘油、氯化铝、丙烯酸羟乙酯和顺丁烯二酸酐的质量份数比为30：21～37：0.2～2：18～27：8～19，所述的改性二苯基甲烷二异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、N,N-二甲基甲酰胺、季戊四醇磷酸酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟乙酯、过硫酸铵和二月桂酸二丁基锡反应制得，所述的二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、N,N-二甲基甲酰胺、季戊四醇磷酸酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟乙酯、过硫酸铵和二月桂酸二丁基锡的质量份数比为8：17～25：25～50：12～30：8～14：9～15：0.3～1：0.3～1。2.根据权利要求1所述一种阻燃聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于：所述的阻燃聚乙烯塑料是由以下制备方法制得的：(1)、将二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、N,N-二甲基甲酰胺和二月桂酸二丁基锡按照质量份数比为8：17～25：25～50：0.3～1加入到反应釜中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度52～90℃条件下反应0.5～3h，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、干燥，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：付科能，
申请(专利权)人：付科能，
类型：发明
国别省市：浙江,33