一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法

专利名称：一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种阻燃复合材料及其制备方法，尤其是一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法。
背景技术：
溴系阻燃乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)复合材料具有良好的耐冲击性、耐环境应力开裂性，被广泛用于电线电缆、阻燃电器元件等领域。但由于环保法规对卤素阻燃剂的限制，无卤阻燃EVA复合材料近年来受到广泛关注。目前，无卤阻燃EVA复合材料主要是通过添加无机阻燃剂氢氧化镁和氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、膨胀石墨等阻燃剂制备得到的，这些方法在下述专利中已有公开描述。专利CN 101914237A及专利CN 101921426A公布了通过添加质量份数为55 65%活化改性氢氧化镁粉末制备无卤阻燃EVA复合材料的方法。专利KR1020110048339公布了添加30 100份聚磷酸铵制备彩色热缩管用无卤阻燃EVA复合材料的方法。专利CN 101270268A公布了添加10 20份聚磷酸铵，60 100份氢氧化镁与氢氧化铝复合物，1(Γ20份硼酸锌制备热收缩双壁管用无卤阻燃EVA热熔胶的方法。专利JP2001342307 (A)公布了添加5 50份三聚氰胺氰尿酸盐制备UL94-V0级无卤阻燃EVA复合材料的方法。专利DE 10024421 (Al)公布了添加酸性或中性膨胀石墨制备无卤阻燃EVA复合材料的方法。上述专利公开的技术，不同程度存在下述不足，影响了其在各个领域的使用①阻燃效率低，添加量大，难以分散，加工困难，严重影响所制得材料的力学性能，
如氢氧化镁、氢氧化铝。②易吸水，在室温环境中会迁移至材料表面，降低所制备材料的阻燃效果和力学性能，如聚磷酸铵。③阻燃性能差，有熔滴现象，只能用于低阻燃要求场合，如三聚氰胺氰尿酸盐等。④深色阻燃剂的应用，限制了制品的使用范围，如膨胀石墨、红磷等。

发明内容
本发明提供了一种兼具良好的阻燃性能与力学性能、无卤环保、无析出、浅色、易加工的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法。实现本发明目的之一的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，包括乙烯-醋酸乙烯酯50wt% 75wt% ;有机磷酸酯12wt% 24wt% ;三聚氰胺类化合物6wt% 10wt% ;多元醇 6wt% 10wt% ;聚娃氧烧O 4wt% ;氮娃烧偶联剂O. 5wt% 2wt%。所述无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料还包括其它助剂O. 5wt9Tlwt%，所述其它助剂为抗氧剂、光稳定剂、硬脂酸类润滑剂中的一种或几种。
所述乙烯-醋酸乙烯酯的熔体流动速率为fl0g/10min，其中醋酸乙烯酯的含量为乙烯-醋酸乙烯酯的15wt% 30wt%。所述有机磷酸酯为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二甲苯基磷酸酯)、双酚A双(二苯基磷酸酯)或双酚A双(二甲苯基磷酸酯)中的一种。优选的，所述有机磷酸酯为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)。所述三聚氰胺类化合物为三 聚氰胺氰尿酸、三聚氰胺氰尿酸盐或三嗪衍生物中的一种；所述三嗪衍生物为2-氨基-4，6- 二羟乙基-1，3，5-三嗪、2，4- 二氨基-6-羟乙基_1，3, 5- 二嚷、2，4_ 二氛基_6_苯乙基-1，3, 5- 二嚷、2，4- 二氛基-6-轻乙胺基-1，3，5-三嗪或2，4，6-三芳氨基-1，3，5-三嗪中的一种。优选的，所述三聚氰胺类化合物为三聚氰胺氰尿酸。 所述多元醇为季戊四醇或双季戊四醇。优选的，所述多元醇为双季戊四醇。所述聚硅氧烷为聚氨基硅氧烷、聚环氧基硅氧烷或聚甲基丙烯酸酯基硅氧烷中的一种。优选的，所述聚硅氧烷为聚环氧基硅氧烷。所述含氮娃烧偶联剂为Y-氨丙基二乙氧基娃烧、Y-氨丙基二甲氧基娃或Y-氨丙基二异丙氧基娃烧中的一种。优选的，所述含氮硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷。实现本发明目的之二的一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料的制备方法，包括如下步骤(I)用高速混料机将三聚氰胺类化合物、多元醇、聚硅氧烷与含氮硅烷偶联剂混合均匀，再与乙烯-醋酸乙烯酯及其它助剂混合均匀；(2)把步骤(I)的混合料通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式用液体计量泵加入有机磷酸酯，经熔融挤出，冷却、干燥、切粒，得到产品。本发明的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法的有益效果如下本发明的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法，通过选择有机磷酸酯与三聚氰胺类化合物、多元醇复配，选择聚硅氧烷协阻剂并用，得到的阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，阻燃与力学性能明显得到提高，且该复合材料无卤环保、无析出、浅色、易加工。
具体实施例方式本发明的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，在具体实施例和对比例复合材料配方中，两种乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)均为美国杜邦公司产品，一种型号为Elvax 265，醋酸乙烯酯(VAC)含量为28%(w/w)，熔体流动速率为3g/10min，另外一种的型号为Elvaxii'460，VAC含量为18%(w/w)，熔体流动速率为2. 5g/10min ;氢氧化镁为德国马丁公司产品，型号为Magnifinii H5IV，平均粒径〈2 μ m ;聚磷酸铵为淄博赛达阻燃新材料有限公司产品，型号为APP2100，P2O5含量彡72%(w/w)，分子量>1000，平均粒径为5 15 μ m ;有机磷酸酯为间苯二酹双(二苯基磷酸酯)，美国旭瑞达公司产品，型号为Fyrolflex RDP,无色透明粘稠液体，磷含量为10. 8%(w/w)，粘度为60(T800mPas(25°C );三聚氰胺类化合物为三聚氰胺氰尿酸，德国克莱恩公司产品，型号为Melapur MC50，粒径彡4μπι;多元醇为双季戊四醇，濮阳市旺达化工有限公司产品，优级，纯度>90%(w/w)，平均粒径〈10 μ m ;聚硅氧烷为聚环氧基娃氧烧，美国道康宁公司产品，型号为RM4-7051,白色粉末,平均粒度<5μπι ;含氮硅烷偶联剂为Y -氨丙基三乙氧基硅烷，南京经天纬化工有限公司产品，型号为ΚΗ-550，纯度≥98% ;抗氧剂1010为Ciba公司产品。本发明的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料的实施例f 7和两个对比例的配方的组分含量如下表
权利要求
1.一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，包括乙烯-醋酸乙烯酯50wt°/T75wt% ；有机磷酸酯12wt% 24wt% ;三聚氰胺类化合物6wt% 10wt% ;多元醇6wt% 10wt% ;聚娃氧烧O 4wt% ;氮娃烧偶联剂O. 5wt% 2wt%。
2.根据权利要求I所述的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，其特征在于还包括其它助剂O. 5wt9Tlwt%，所述其它助剂为抗氧剂、光稳定剂、硬脂酸类润滑剂中的一种或几种。
3.根据权利要求I所述的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，其特征在于所述乙烯-醋酸乙烯酯的熔体流动速率为flOg/lOmin，其中醋酸乙烯酯的含量为乙烯-醋酸乙烯酯的 15wt% 30wt%。
4.根据权利要求广3任一所述的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，其特征在于 所述有机磷酸酯为二苯基磷酸酯、二甲苯基磷酸酯、二苯基磷酸酯或二甲苯基磷酸酯中的一种。
5.根据权利要求广3任一所述的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，其特征在于所述三聚氰胺类化合物为三聚氰胺氰尿酸、三聚氰胺氰尿酸盐或三嗪衍生物中的一种；所述三嗪衍生物为2-氨基-4，6- 二羟乙基-1，3，5-三嗪、2，4- 二氨基-6-羟乙基-1，3，5-三嗪、2，4- 二氨基-6-苯乙基-1，3，5-三嗪、2，4- 二氨基_6_羟乙胺基_1，3，5-三嗪或2，4，6-三芳氨基-1，3，5-三嗪中的一种。
6.根据权利要求广3任一所述的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，其特征在于所 述多元醇为季戊四醇或双季戊四醇。
7.根据权利要求广3任一所述的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，其特征在于所述聚硅氧烷为聚氨基硅氧烷、聚环氧基硅氧烷或聚甲基丙烯酸酯基硅氧烷中的一种。
8.根据权利要求广3任一所述的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，其特征在于所述含氮娃烧偶联剂为Y-氨丙基二乙氧基娃烧、Y-氨丙基二甲氧基娃或Y-氨丙基二异丙氧基硅烷中的一种。
9.一种权利要求广8所述的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料的制备方法，包括如下步骤 (1)用高速混料机将三聚氰胺类化合物、多元醇、聚硅氧烷与含氮硅烷偶联剂混合均匀，再与乙烯-醋酸乙烯酯及其它助剂混合均匀； (2)把步骤(I)的混合料通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式用液体计量泵加入有机磷酸酯，经熔融挤出，冷却、干燥、切粒，得到产品。
全文摘要
本发明提供了一种兼具良好的阻燃性能与力学性能、无卤环保、无析出、浅色、易加工的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法。本发明的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，包括乙烯-醋酸乙烯酯50wt%~75wt%；有机磷酸酯12wt%~24wt%；三聚氰胺类化合物6wt%~10wt%；多元醇6wt%~10wt%；聚硅氧烷0~4wt%；氮硅烷偶联剂0.5wt%~2wt%。本发明的无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料及其制备方法，通过选择有机磷酸酯与三聚氰胺类化合物、多元醇复配，选择聚硅氧烷协阻剂并用，得到的阻燃乙烯-醋酸乙烯酯复合材料，阻燃与力学性能明显得到提高，且该复合材料无卤环保、无析出、浅色、易加工。
文档编号C08K5/523GK102719007SQ20111044955
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者丁乃秀, 刘丽, 刘建军, 孙立水, 李伟, 李荣勋, 李超芹 申请人:青岛琴科工程塑料有限公司, 青岛科技大学