一種高效阻燃抗光氧聚乙烯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種高效阻燃抗光氧聚乙烯及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乙烯是目前塑料中用量最大的熱塑性塑料，具有優(yōu)良的電絕緣性、耐低溫性、易 加工成型和足夠的力學(xué)性能，以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和介電性能，已被廣泛應(yīng)用于制作薄 膜、日用制品、管材、電線電纜絕緣料與護(hù)套料。塑料工業(yè)的發(fā)展使人們對(duì)塑料產(chǎn)品的各種 性能要求越來(lái)越高，對(duì)塑料制品的防火安全提出了更高的要求，特別是在電線電纜和室內(nèi) 建筑材料等方面，不但要求阻燃，還要求無(wú)鹵和無(wú)公害。但聚乙烯的氧指數(shù)很低，僅為17. 4， 屬易燃材料，極大地限制了聚乙烯更廣泛的應(yīng)用。聚乙烯在空氣中熱的作用下容易發(fā)生熱 氧老化，從而使聚合物的使用性能逐漸下降以致失去使用價(jià)值。一般認(rèn)為，在戶(hù)外大氣環(huán)境 下光是引起老化降解的主要因素，提高聚乙烯材料的抗光氧性能有助于提高其力學(xué)性能及 耐熱性、耐老化等。
[0003] 聚乙烯的阻燃，主要是通過(guò)添加阻燃劑和某些阻燃材料來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即在塑料配混 時(shí)將阻燃劑與其它添加劑一起加入摻混，此種方法使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)，是目前塑料阻燃所 使用的主要方法。按所用阻燃劑類(lèi)別的不同，可分為鹵系阻燃、磷系阻燃以及氮系阻燃等。 鹵系阻燃劑阻燃聚乙烯具有優(yōu)良的阻燃性能，且添加量少，與聚乙烯相容性好，但是材料燃 燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧、有毒且具腐蝕性的鹵化氫氣體，不僅妨礙救援工作，而且能腐蝕儀 器、設(shè)備，產(chǎn)生所謂的二次災(zāi)害。含鹵阻燃劑在聚乙烯材料中使用目前已受到越來(lái)越大的限 制，但由于鹵素阻燃劑，特別是溴系阻燃劑高效的阻燃性，因此目前的很多高效阻燃體系仍 然需要鹵素阻燃劑，近年來(lái)開(kāi)發(fā)的三聚氰胺氫溴酸鹽阻燃劑由于是無(wú)機(jī)溴化物，因此自身 毒性低，且熱穩(wěn)定性較高，因此備受關(guān)注。紅磷作為磷系阻燃劑與傳統(tǒng)的阻燃劑（如鹵化物 /Sb203)相比發(fā)煙量小、低毒、應(yīng)用范圍廣，能單獨(dú)使用，也可與其它阻燃劑共同使用。其用 量少，阻燃效果尚可，耐久性好。但是紅磷直接使用于聚乙烯的阻燃中，添加量大，與樹(shù)脂相 容性差，也限制了其應(yīng)用。而氮系阻燃劑在聚氨酯、聚酰胺中有較好的阻燃性能。但單獨(dú)使 用氮系阻燃劑阻燃聚乙烯效果不佳。這是由于成炭效果不好而導(dǎo)致的，這類(lèi)阻燃劑與含磷 阻燃劑結(jié)合而成的膨脹型阻燃體系，其阻燃效果就很好。
[0004] 眾所周知，對(duì)于傳統(tǒng)的體系而言，含有鹵素阻燃劑會(huì)使其抗光氧穩(wěn)定性大大下降。 這是由于鹵素阻燃劑與受阻胺光穩(wěn)定劑之間的對(duì)抗作用所造成。而Flamestab NOR 116本 身是N-烷氧基受阻胺，是一種優(yōu)良的光穩(wěn)定劑。與傳統(tǒng)的受阻胺光穩(wěn)定劑相比，它的優(yōu)勢(shì) 在于，當(dāng)與含鹵素的阻燃劑合用時(shí)，它的光穩(wěn)定性仍然可保持。其原因在于N-烷氧基受阻 胺與鹵素的相互作用較小。例如，對(duì)于PP纖維而言，F(xiàn)lamestab NOR 116+紫外線吸收劑的 體系可比傳統(tǒng)體系（受阻胺+紫外線吸收劑）的壽命延長(zhǎng)2-3倍。
[0005] 除了優(yōu)良的光穩(wěn)定性之外，F(xiàn)lamestab NOR 116還是一種優(yōu)良的長(zhǎng)效熱穩(wěn)定劑， 對(duì)基材的物理機(jī)械性能影響小，與聚合物的相容性?xún)?yōu)異，并具有高度的抗抽提性；可方便地 進(jìn)行融體加工，使用安全，優(yōu)良的性?xún)r(jià)比等特點(diǎn)。而膦酸酯阻燃劑3,9-二甲基-3,9-二氧 代-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜二螺[5. 5] ^烷（DMDP)具有六元螺環(huán)結(jié)構(gòu)，不含羥 基，磷含量高，具有較好的熱穩(wěn)定性和成炭性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種高效阻燃抗 光氧聚乙烯及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] 構(gòu)造一種高效阻燃抗光氧聚乙烯，其中，以重量百分比計(jì)，包含以下組分：85_95% 的聚乙烯，2-8%的三聚氰胺氰溴酸鹽，2. 5-5%的膦酸酯阻燃劑和0. 5-2%的阻燃協(xié)效劑。
[0009] 本發(fā)明所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其中，所述聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度 聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的一種或二種及以上混合物。
[0010] 本發(fā)明所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其中，所述三聚氰胺氫溴酸鹽結(jié)構(gòu)式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，以重量百分比計(jì)，包含以下組分：85-95 % 的聚乙烯，2-8 %的三聚氰胺氰溴酸鹽，2. 5-5 %的膦酸酯阻燃劑和0.5-2 %的阻燃協(xié)效劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述聚乙烯為高密度 聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的一種或二種及以上混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述三聚氰胺氫溴酸 鹽結(jié)構(gòu)式為：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述膦酸酯阻燃劑為 3,9_二甲基-3,9-二氧代-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜二螺[5. 5] ^烷，其結(jié)構(gòu)式 為：
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述阻燃協(xié)效劑為 N-烷氧基受阻胺阻燃劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述聚乙烯含量為 88-93 %〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述三聚氰胺氰溴酸 鹽含量為3-6 %。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述膦酸酯阻燃劑含 量為3-4 %。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述高密度聚乙烯的 恪融指數(shù)MI為20g/10min、所述低密度聚乙稀的恪融指數(shù)MI為18g/10min。
10. -種如權(quán)利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： A、 預(yù)混：將聚乙烯、三聚氰胺氰溴酸鹽、膦酸酯阻燃劑和阻燃協(xié)效劑依次加入高速混合 機(jī)中預(yù)混合； B、 擠出造粒：將步驟A中預(yù)混合的物料加入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，并經(jīng)冷卻、切 粒，得到所需高效阻燃抗光氧聚乙烯材料；其中， 所述聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的一種或二種及以 上混合物； 所述三聚氰胺氫溴酸鹽結(jié)構(gòu)式為：
所述膦酸酯阻燃劑為3,9-二甲基-3,9-二氧代-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜二螺 [5. 5] -| 燒； 所述阻燃協(xié)效劑為N-烷氧基受阻胺阻燃劑。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種高效阻燃抗光氧聚乙烯及其制備方法，其中以重量百分比計(jì)，高效阻燃抗光氧聚乙烯包含以下組分：85-95％的聚乙烯，2-8％的三聚氰胺氰溴酸鹽，2.5-5％的膦酸酯阻燃劑和0.5-2％的阻燃協(xié)效劑。其中，聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的一種或二種及以上混合物。本發(fā)明通過(guò)采用三聚氰胺氫溴酸鹽、膦酸酯阻燃劑、以及阻燃協(xié)效劑的多元協(xié)同復(fù)合阻燃體系與聚乙烯混合，提高材料的阻燃效率，而且還能提高材料的抗光氧能力；同時(shí)具有原料易得、工藝簡(jiǎn)便易行、生產(chǎn)操作安全等特點(diǎn)，本發(fā)明所得的阻燃聚乙烯穩(wěn)定性好，綜合性能優(yōu)異，并保持良好的黃色指數(shù)，具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類(lèi)】C08K5-5357, C08L23-08, C08K5-3492, C08L23-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104744783
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510125477
【發(fā)明人】彭治漢, 夏浪平, 童麗亞
【申請(qǐng)人】湖州利鵬新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日