一种耐低温阻燃聚乙烯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种耐低温阻燃聚乙烯材料及其制备方法和应用，所述耐低温阻燃聚乙烯材料由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯100份、结晶聚酰胺5

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温阻燃聚乙烯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚烯烃弹性体
，具体涉及一种耐低温阻燃聚乙烯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用，电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视，电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中的次生危险因素，在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失。同时随着通讯事业、汽车工业和计算机工业的发展，对于不同应用场景的电线、电缆护的质量要求日益增加。
[0003]传统的阻燃剂中，氯系、溴系阻燃剂的阻燃效果好，但是达不到环保要求，而无机阻燃剂例如氢氧化铝、氢氧化镁或磷酸盐，在添加量大的情况下才能起到很好的阻燃效果，但是添加量太大会大大损害材料的机械性能。同时，无机阻燃剂还容易存在相容性差和在聚合物中迁移导致阻燃性能变差的问题，这往往需要添加相容剂进行改善，而相容剂的存在又恶化了材料的阻燃性能，使得很难兼顾阻燃性能和材料的机械性能。
[0004]聚乙烯具有较好的耐低温性能，但研究发现通过加入无机阻燃剂后同样存在耐低温冲击性能和刚性无法平衡的问题。因此，针对耐低温阻燃聚乙烯材料还需要进一步改进以获得更容易加工的聚合物材料，从而适合线材、电缆等应用的加工。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种耐低温阻燃聚乙烯材料，可用于汽车应用线缆、光纤光缆等领域，可在具有优异的耐低温性能和阻燃性能基础上，兼顾耐低温冲击性能和刚性，从而适合加工形成线缆等。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供这种耐低温阻燃聚乙烯材料的制备方法。
[0007]本专利技术的再一目的在于提供这种耐低温阻燃聚乙烯材料的应用。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种耐低温阻燃聚乙烯材料，所述耐低温阻燃聚乙烯材料由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯100份、结晶聚酰胺5
‑
15份、非晶态聚酰胺30
‑
70份、甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石10
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50份、增塑剂5
‑
10份和任选的加工助剂0
‑
5份；
[0010]其中，所述甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石由以下方法制备得到：
[0011]1)对白磷钙石进行表面预处理，将60
‑
80重量份的白磷钙石加入到质量分数为1.5
‑
2％的氢氧化钠溶液中搅拌混合30～50min，然后过滤；
[0012]2)在滤饼中加入5～15重量份的甲基乙烯基硅氧烷，继续搅拌20～30min，得到甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石。
[0013]在一个优选的实施方案中，所述耐低温阻燃聚乙烯材料所述耐低温阻燃聚乙烯材料由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯100份、结晶聚酰胺6
‑
10份、非晶态聚酰胺35
‑
65
份、甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石15
‑
45份、增塑剂6
‑
8份和任选的加工助剂0
‑
1.5份。
[0014]在一个具体的实施方案中，所述高密度聚乙烯的熔体指数不低于1g/10min。
[0015]在一个优选的实施方案中，所述高密度聚乙烯的密度为0.950～0.960g/cm3。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述结晶聚酰胺为结晶度高于10％的聚酰胺，非晶态聚酰胺为结晶度不高于10％的聚酰胺。
[0017]在一个优选的实施方案中，所述结晶聚酰胺选自PA6、PA10、PA12中的至少任一种，优选为PA6，所述非晶态聚酰胺为PAPACM12。
[0018]在一个具体的实施方案中，所述增塑剂为乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)。
[0019]在一个优选的实施方案中，还包括任选的加工助剂，所述加工助剂选自抗氧剂、润滑剂、分散剂、流平剂、抗静电剂、UV稳定剂、稀释剂、表面润湿剂、降粘剂中的一种或多种。
[0020]另一方面，一种前述的耐低温阻燃聚乙烯材料的制备方法，包含以下步骤：
[0021]1)将高密度聚乙烯、非晶态聚酰胺、甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石和增塑剂以及任选的加工助剂按一定比例混合密炼10
‑
30min后；
[0022]2)在双螺杆挤出机中在170～200℃、转速300～500r/min下熔融共混挤出，制得所述耐低温阻燃聚乙烯材料。
[0023]再一方面，一种前述的耐低温阻燃聚乙烯材料或前述方法制备的耐低温阻燃聚乙烯材料在阻燃电线、电缆或光缆中的应用。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0025]1)本专利技术提供一种耐低温阻燃聚乙烯材料，通过组分的优化设计，解决了聚合物材料耐低温冲击性能和刚性冲突的问题，从而具有较佳的加工性能，同时又具有优异的阻燃性能。
[0026]2)本专利技术的耐低温阻燃聚乙烯材料，采用甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石作为阻燃剂成分，白磷钙石是一种生物基含磷矿物质盐，既可以增加材料的强度又能提升阻燃性能，通过甲基乙烯基硅氧烷改性，其与增塑剂都包含乙烯基团，无需相容剂即能实现较好的相容，同时进一步起到协同阻燃效果。
[0027]3)本专利技术的耐低温阻燃聚乙烯材料中通过加入特定比例的结晶聚酰胺和非晶态聚酰胺，显著改善聚乙烯材料的耐低温冲击性和刚性，使得聚乙烯材料具有优异的加工性能，同时进一步起到协同耐低温效果。
具体实施方式
[0028]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面的实施例将对本专利技术所提供的方法予以进一步的说明，但本专利技术不限于所列出的实施例，还应包括在本专利技术的权利要求范围内其他任何公知的改变。
[0029]一种耐低温阻燃聚乙烯材料，所述耐低温阻燃聚乙烯材料由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯100份、结晶聚酰胺5
‑
15份、非晶态聚酰胺30
‑
70份、甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石10
‑
50份、增塑剂5
‑
10份。
[0030]优选地，由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯100份、结晶聚酰胺6
‑
10份、非晶态聚酰胺35
‑
65份、甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石15
‑
45份、增塑剂6
‑
8份。
[0031]另一个实施方案中，由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯100份、非晶态聚酰胺35
‑
65份、甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石15
‑
45份、增塑剂6
‑
8份、抗氧剂0.2
‑
0.5份、分散剂0.2
‑
0.5份。
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐低温阻燃聚乙烯材料，其特征在于，所述耐低温阻燃聚乙烯材料由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯100份、结晶聚酰胺5
‑
15份、非晶态聚酰胺30
‑
70份、甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石10
‑
50份、增塑剂5
‑
10份和任选的加工助剂0
‑
5份；其中，所述甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石由以下方法制备得到：1)对白磷钙石进行表面预处理，将60
‑
80重量份的白磷钙石加入到质量分数为1.5
‑
2％的氢氧化钠溶液中搅拌混合30～50min，然后过滤；2)在滤饼中加入5～15重量份的甲基乙烯基硅氧烷，继续搅拌20～30min，得到甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石。2.根据权利要求1所述的耐低温阻燃聚乙烯材料，其特征在于，所述耐低温阻燃聚乙烯材料由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯100份、结晶聚酰胺6
‑
10份、非晶态聚酰胺35
‑
65份、甲基乙烯基硅氧烷改性的白磷钙石15
‑
45份、增塑剂6
‑
8份和任选的加工助剂0
‑
1.5份。3.根据权利要求1所述的耐低温阻燃聚乙烯材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯的熔体指数不低于1g/10mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：李同兵，钟荣栋，刘悦，
申请(专利权)人：广东安拓普聚合物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：