【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻燃交联聚烯烃复合材料，具体涉及一种无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚烯烃具有优异的机械性能、电绝缘性能、耐低温、耐化学腐蚀、耐热老化、抗紫外线老化、与填充物质相容好、容易加工、价格合适、且品种和产量大，使得聚烯烃材料广泛应用于电线电缆的绝缘及护套材料之中。据统计，我国每年发生的电气火灾占全年火灾总数的30％左右，在电气火灾中，有超负荷、电线短路、接触不良、设备老化等原因，这些原因都与电缆材料的老化有着重要的联系。线缆材料服役过程中会面对各种特殊服役环境，在复杂的环境因素(高温、光照、雨水、风沙、振动等)耦合作用下，材料性能逐步劣化，材料中添加的阻燃剂与其它助剂还会发生迁移析出，直接引发材料的机械和阻燃性能下降，导致电缆材料的安全服役性能和使用寿命下降。因此，设计并制备无卤阻燃抗氧化聚烯烃复合材料具有广阔的发展前景。
2、研究报道表明通过微胶囊化技术对阻燃剂进行微胶囊化处理，不仅可以解决阻燃剂的迁移问题，还可以提高材料的综合物性、耐候性和耐久性。
3、聚烯烃常用的抗氧剂分为主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为能消除自由基的抗氧剂，它分为芳香胺(由于颜色污染和毒性在聚烯烃之中较少使用)和受阻酚(如抗氧剂1010)等类型化合物及其结构类似的衍生物；辅助抗氧剂为能分解氢过氧化物的化合物，有含亚磷酸酯和含硫(如抗氧剂168和dltp)等化合物。文献报道+3价态的亚磷酸酯是一类常用的辅助抗氧剂，其作用机理是作为氢过氧化物分解剂，它能将高分子材料释放的氢过氧化物还原为醇，而自身
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料及其制备方法，不仅可以赋予聚烯烃复合材料良好的阻燃和抗氧化特性，同时还可以解决阻燃聚烯烃复合材料长期耐久性的问题。
2、本专利技术无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其原料按质量份数构成如下：
3、聚烯烃45-75份，微胶囊化阻燃剂25-55份，交联剂1-2.5份。
4、所述聚烯烃选自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种按任意比例混合。以上原料均为市购获得。
5、所述交联剂选自过氧化二异丙苯、三聚氰酸三烯丙酯、三聚异氰尿酸三烯丙酯，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙烯酸三羟甲基酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种按任意比例混合。
6、所述微胶囊化阻燃剂是由核层和壳层结构构成，其中核层结构为阻燃剂，壳层结构为dopo衍生物与异氰酸酯聚合形成的阻燃聚氨酯；核层和壳层结构的质量比为75～85:15～25。比例过高或过低均会对阻燃效果产生不利影响。
7、所述微胶囊化阻燃剂，其原料按质量份数构成如下：
8、dopo衍生物10-15份，溶剂200-300份，阻燃剂75-85份，异氰酸酯4-13份，催化剂0.1-0.3份，表面活性剂0.5-1.5份。
9、所述dopo衍生物选自含羟基结构的dopo化合物，如dopo-gy、dopo-dh、dopo-gd等，对应结构式如下所示：
10、
11、所述溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯仿、1,4-二氧六环中的任一种或多种。
12、所述阻燃剂选自聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、氢氧化镁、氢氧化铝、水滑石、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、季戊四醇、次磷酸铝、次膦酸铝、可膨胀石墨、硼酸锌、石墨烯、过渡金属二硫化物、碳纳米管、埃洛石、海泡石、高岭土中的一种或多种按任意比例混合。
13、所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、邻苯基二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷、1,5-萘二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或硫代磷酸三苯基异氰酸酯。
14、所述催化剂采用二月硅酸二丁基锡。
15、所述表面活性剂选自曲拉通、op-10中的任一种或多种。
16、所述微胶囊化阻燃剂是通过如下步骤制备获得：
17、将dopo衍生物加入到溶剂中，搅拌并升温至40℃，待反应物完全溶解后，加入异氰酸酯并在此温度下搅拌15-25min，之后加入阻燃剂、催化剂及表面活性剂进行包裹，同时升温至85℃反应6-10h，然后冷却至室温，抽滤，将所得滤饼放入80℃烘箱干燥12h，得到的产物即为微胶囊化阻燃剂。
18、本专利技术无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料的制备方法，包括如下步骤：
19、在45-75份聚烯烃中加入25-55份微胶囊化阻燃剂，在密炼机或者挤出机中于120-180℃混炼至均匀，再加入交联剂1-2.5份，混合均匀后在平板硫化机中压成板材，通过热硫化交联或辐照交联制备交联聚烯烃复合材料。
20、采用热硫化交联时，在平板硫化机中160-200℃硫化15分钟。
21、采用辐照交联时，在高能电子束或钴源照射下，按辐照剂量为200kgy进行辐照交联，制成辐照交联的聚烯烃片材或板材。
22、与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
23、1、本专利技术提供的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料具有优异的阻燃性能。所选择的阻燃剂以dopo衍生物和异氰酸酯聚合形成的阻燃聚氨酯作为壳层，其优势主要体现在以下三个方面：(1)壳层含有成炭功能的苯环结构与氮、磷等阻燃元素，可以与核芯阻燃剂发挥核壳协效阻燃的作用。(2)壳层低价态(+1价)的磷元素可以发挥气相阻燃机理，核芯阻燃剂如聚磷酸铵或金属氢氧化物等阻燃剂可以发挥凝聚相阻燃机理，壳层和核芯发挥多种阻燃机理的协同增效作用，提高阻燃剂的阻燃效率，有助于提高聚烯烃复合材料的阻燃级别与阻燃性能。(3)核壳结构不仅提高了核芯阻燃剂的耐水性，还极大的改善了阻燃剂在聚烯烃复合材料中的分散性和界面相容差的难题，减少了阻燃剂在加工过程中的团聚，良好的分散性进一步增强了聚烯烃复合材料的力学性能和阻燃性能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其原料按质量份数构成如下：
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
7.根据权利要求4所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
8.根据权利要求4所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于所述微胶囊化阻燃剂通过如下方法制备获得：
9.一种权利要求1所述无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其原料按质量份数构成如下：
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的无卤阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪碧波，孙鹏飞，胡伟兆，桂宙，宋磊，胡源，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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