一种阻燃HDPE子管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃HDPE子管及其制备方法，属于塑料制品加工技术领域，一种阻燃HDPE子管，以重量份数计，包括如下组分：HDPE树脂60‑70份、改性氢氧化铝20‑25份、阻燃增效剂4‑6份、润滑剂3‑5份以及抗氧剂1‑2份；所述改性氢氧化铝采用如下重量份的原料制得：氢氧化铝50‑60份、麦饭石粉6‑8份、单硬脂酸甘油酯1‑2份、异丙醇100‑120份以及1‑2份钛酸酯偶联剂。本发明专利技术经过改性处理后的氢氧化铝，可以提高其与HDPE树脂的相容性，使其在提高HDPE子管的阻燃性能的同时，不会引起子管力学性能的明显降低。

A flame retardant HDPE sub-tube and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃HDPE子管及其制备方法
本专利技术涉及塑料制品加工
，更具体的说，它涉及一种阻燃HDPE子管及其制备方法。
技术介绍
HDPE(高密度聚乙烯)为白色粉末或颗粒状树脂，具有很好的耐磨性、电绝缘性、韧性、耐寒性以及抗老化性能等优点，可用做电缆绝缘材料，以HDPE制备的电缆子管是设于电缆的外层的，具有保护电缆、防止电缆受到损伤的作用；但是由于HDPE的氧指数低，易燃且其燃烧时会产生大量具有引燃能力的熔滴，会进一步加重燃烧情况，因此需要对HDPE材料进行阻燃处理。目前，阻燃HDPE最有效的方法是添加阻燃剂，阻燃剂一般分为卤系阻燃剂以及无卤阻燃剂；与无卤阻燃剂相比，卤系阻燃剂添加量小，阻燃效果好，不会降低聚合物材料的力学性能、电性能等，但是卤系阻燃剂的缺点是其在高温时会挥发产生大量的有毒气体，影响环境并对人体的健康造成危害；而无卤阻燃剂虽然不会产生有毒气体，但是其阻燃效果远不如卤系阻燃性，要达到相同的阻燃效果则需要大量添加无卤阻燃剂，并且无卤阻燃剂与聚合物的相容性较差，大量添加之后又会大幅度降低HDPE子管的力学强度，降低其使用寿命。因此，如何能够在不明显降低HDPE子管力学性能的同时，提高HDPE子管的阻燃性能，是一个需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种阻燃HDPE子管，其通过改性处理后的氢氧化铝，可以提高其与HDPE树脂的相容性，使其在提高HDPE子管的阻燃性能的同时，不会引起子管力学性能的明显降低。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种阻燃HDPE子管，以重量份数计，包括如下组分：HDPE树脂60-70份、改性氢氧化铝20-25份、阻燃增效剂4-6份、润滑剂3-5份以及抗氧剂1-2份；所述改性氢氧化铝采用如下重量份的原料制得：氢氧化铝50-60份、麦饭石粉6-8份、单硬脂酸甘油酯1-2份、异丙醇100-120份以及1-2份钛酸酯偶联剂。通过采用上述技术方案，氢氧化铝无毒、不挥发、发烟量小，受热分解失水，水汽化吸热后降低子管的温度，稀释可燃性气体以达到阻燃效果；经过改性处理后的氢氧化铝，可以提高其与HDPE树脂的相容性，使其在提高HDPE子管的阻燃性能的同时，不会引起子管力学性能的明显降低。进一步地，所述改性氢氧化铝采用如下方法制备：以重量份数计：①取50-60份氢氧化铝以及6-8份麦饭石粉，经过研磨后过100-200目筛筛选；②向筛选后的氢氧化铝和麦饭石粉中加入1-2份单硬脂酸甘油酯以及100-120份异丙醇，然后在超声功率为300-350W的条件下，超声分散5-10min，得到悬浮液；③向悬浮液中加入1-2份钛酸酯偶联剂，升温至85-95℃，在1000-2000r/min的速度，搅拌10-15min，经过抽滤、洗涤、干燥、研磨以及过筛后，得到改性氢氧化铝。通过采用上述技术方案，在改性的过程中添加的麦饭石粉有强吸附作用，可以提高改性氢氧化铝的活化指数，氢氧化铝经过改性处理之后，可以增大其与聚烯烃的相容性，提高氢氧化铝粒子的润湿性，增加其在聚烯烃中的分散性，提高其与聚烯烃的相容性。进一步地，步骤③中的干燥温度为160-180℃，干燥时间为8-10h。通过采用上述技术方案，在160-180℃的温度下，对改性氢氧化铝干燥处理8-10h，可以出去其中的水分，有利于提高产品质量的稳定性。进一步地，所述阻燃增效剂由重量比为3:1的红磷和硼酸锌混合而成。通过采用上述技术方案，阻燃增效剂中的红磷以及硼酸锌与氢氧化铝并用时，具有协同作用；氢氧化铝受热分解失水，水汽化后吸收热量而对燃烧物进行降温，而氢氧化铝分解产生的水又可以与红磷燃烧形成的氧化物迅速生成磷酸，并进一步缩合成聚偏磷酸以覆盖在子管的表面，隔绝氧气；在红磷与氢氧化铝作用的过程中，硼酸锌不仅可以对阻燃起到增益的作用，并且还可以减少燃烧时烟雾的产生，从而提高阻燃效果。进一步地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸脂。通过采用上述技术方案，季戊四醇硬脂酸脂的具有很好的内外润滑性能，能提高制品的热稳定性，改善加工性能。进一步地，所述抗氧剂由重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168混合而成。通过采用上述技术方案，抗氧剂1010和抗氧剂168并用时具有协同作用，可以提高HDPE子管的抗老化性能，提高其使用寿命。本专利技术的目的之二在于提供一种阻燃HDPE子管的制备方法。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种阻燃HDPE子管的制备方法，包括如下步骤：S1：取HDPE树脂60-70份、改性氢氧化铝20-25份、阻燃增效剂4-6份、润滑剂3-5份以及抗氧剂1-2份，在温度为90-100℃、搅拌速度为200-300r/min的条件下搅拌10-20min，得到混合料；S2：将混合料置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒后，得到聚乙烯母料；S3：将聚乙烯母料置于单螺杆塑料挤出成型机中，挤出成型得到管材；将管材在2-3m/min的速度下经过牵引、冷却定型以及切割后，得到阻燃HDPE子管。通过采用上述技术方案，以HDPE为主要原料、以改性氢氧化铝为阻燃剂制备的阻燃HDPE子管具有优异的阻燃性能以及较好的物理机械性能。进一步地，S2中所述双螺杆挤出机中的各区温度为：一区100-110℃、二区110-120℃、三区120-130℃、四区130-140℃、五区140-150℃、六区150-160℃、七区140-150℃、八区130-140℃、九区130-140℃，模头温度为130-140℃。通过采用上述技术方案，在上述温度下挤出聚乙烯母料的加工性能温度，产品表面光滑、无颗粒感。进一步地，S3中所述单螺杆塑料挤出成型机的各区温度为：一区110-120℃、二区120-130℃、三区130-140℃、四区135-145℃、五区145-155℃、六区155-165℃，模头温度为135-145℃。通过采用上述技术方案，在上述温度下挤出的HDPE子管的管壁光滑、性能稳定。进一步地，S3中的冷却定型的温度为40-50℃。通过采用上述技术方案，在40-50℃的温度下对挤出的管材进行降温处理，使其冷却成型，有利于提高HDPE尺寸以及性能的稳定性。综上所述，本专利技术相比于现有技术具有以下有益效果：1.经过改性处理后的氢氧化铝，可以提高其与HDPE树脂的相容性，使其在提高HDPE子管的阻燃性能的同时，不会引起子管力学性能的明显降低；2.在改性的过程中添加的麦饭石粉有强吸附作用，可以提高改性氢氧化铝的活化指数，氢氧化铝经过改性处理之后，可以增大其与聚烯烃的相容性，提高氢氧化铝粒子的润湿性，增加其在聚烯烃中的分散性，提高其与聚烯烃的相容性；3.阻燃增效剂中的红磷以及硼酸锌与氢氧化铝并用时，具有协同作用；氢氧化铝受热分解失水，水汽化后吸收热量而对燃烧物进行降温，而氢氧化铝分解产生的水又可以与红磷燃烧形成的氧化物迅速生成磷酸，并进一步缩合成聚偏磷酸以覆盖在子管的表面，隔绝氧气；在红磷与氢氧化铝作用的过程中，硼酸锌不仅可以对阻燃起到增益的作用，并且还可以减少燃烧时烟雾的产生，从而提高阻燃效果。具体实施方式以下对本专利技术作进一步详细说明。一、改性氢氧化铝的制备例以下制备例中的钛酸酯偶联剂采用中煜沃豪提供的型号为NDZ-201的钛酸酯偶联剂；制备例1：①取50kg氢氧化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃HDPE子管，其特征在于：以重量份数计，包括如下组分：HDPE树脂60‑70份、改性氢氧化铝20‑25份、阻燃增效剂4‑6份、润滑剂3‑5份以及抗氧剂1‑2份；所述改性氢氧化铝采用如下重量份的原料制得：氢氧化铝50‑60份、麦饭石粉6‑8份、单硬脂酸甘油酯1‑2份、异丙醇100‑120份以及1‑2份钛酸酯偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃HDPE子管，其特征在于：以重量份数计，包括如下组分：HDPE树脂60-70份、改性氢氧化铝20-25份、阻燃增效剂4-6份、润滑剂3-5份以及抗氧剂1-2份；所述改性氢氧化铝采用如下重量份的原料制得：氢氧化铝50-60份、麦饭石粉6-8份、单硬脂酸甘油酯1-2份、异丙醇100-120份以及1-2份钛酸酯偶联剂。2.根据权利要求1所述的一种阻燃HDPE子管，其特征在于：所述改性氢氧化铝采用如下方法制备：以重量份数计：①取50-60份氢氧化铝以及6-8份麦饭石粉，经过研磨后过100-200目筛筛选；②向筛选后的氢氧化铝和麦饭石粉中加入1-2份单硬脂酸甘油酯以及100-120份异丙醇，然后在超声功率为300-350W的条件下，超声分散5-10min，得到悬浮液；③向悬浮液中加入1-2份钛酸酯偶联剂，升温至85-95℃，在1000-2000r/min的速度，搅拌10-15min，经过抽滤、洗涤、干燥、研磨以及过筛后，得到改性氢氧化铝。3.根据权利要求2所述的一种阻燃HDPE子管，其特征在于：步骤③中的干燥温度为160-180℃，干燥时间为8-10h。4.根据权利要求1所述的一种阻燃HDPE子管，其特征在于：所述阻燃增效剂由重量比为3:1的红磷和硼酸锌混合而成。5.根据权利要求1所述的一种阻燃HDPE子管，其特征在于：所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸脂。6.根据权利要求1所述的一种阻燃HDPE子管，其特征在于：所述抗氧剂由重量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟聪，
申请(专利权)人：深圳市深捷通管业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44