阻燃陶瓷化eva及其制备方法
【专利摘要】阻燃陶瓷化EVA及其制备方法，涉及一种复合材料及其制备方法，按重量计，含有：EVA100份、气相法白炭黑10～60份，抗氧剂1～5份、交联助剂0.2～3份、偶联剂1～8份、硼酸锌型瓷化粉10～180份，氢氧化物阻燃剂10～60份，交联剂0.2～4份。将上述材料在捏合机中混炼均匀，形成团状陶瓷化EVA，经开炼即得交联结构陶瓷化EVA复合材料。本发明能使EVA复合材料的机械性能得到明显提升，本发明EVA复合材料选用合适的交联剂和加工方法，对EVA材料进行了交联处理并添加一种硼酸锌型陶瓷粉，能够使得交联过后的陶瓷化EVA复合材料的机械性能明显提升，烧结温度降低，提高了生产效率，进而降低了生产成本。
【专利说明】
阻燃陶瓷化EVA及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种复合材料及其制备方法，特别是涉及一种阻燃陶瓷化EVA及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 传统的EVA复合材料耐火性能差，机械性能在一些应用领域有所不足，普通EVA材 料在火中一般都会被完全烧毁，目前的技术主要采用无卤低烟阻燃EVA，这些聚烯烃在火中 燃烧具有难燃性和自熄性，在火灾中起一定作用。但是持续高温燃烧后，烧余物没有机械强 度，熔融滴落，不能保持制品的完整性，会造成更危险的二次灾害，例如电缆的护套和绝缘 烧毁后，造成短路。本发明易于加工，生产成本低，而交联后的EVA复合材料的机械性能得到 明显提升，并且在被火焰烧蚀后会形成坚硬的陶瓷状的壳体而自熄防，止火焰蔓延保护被 烧的物体不受损坏。这种经过交联的陶瓷化EVA不仅可用于耐火电缆中，还可广泛用于车辆 密封条和航空防火涂料等方面。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种阻燃陶瓷化EVA及其制备方法，本发明陶瓷化EVA不仅 具有很高的阻燃性能，同时添加的填料也不会影响EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）的其他 机械性能。使得陶瓷化EVA复合材料的机械性能明显提升，烧结温度降低，且大幅提升成瓷 后的硬度和光滑度，体积收缩率极小，提高了生产效率。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种阻燃陶瓷化EVA，所述陶瓷化EVA按重量计组成有： EVA 100 份； 气相法白炭黑 10~60份； 抗氧剂 1~5份； 交联助剂 0.2~3份； 偶联剂 1~8份； 硼酸锌型瓷化粉 10~180份； 氢氧化物阻燃剂 10~60份； 交联剂 0.2~4份。
[0005] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯(VA) 含量在5%~40%。
[0006] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述白炭黑为气相法白炭黑，粒径在10_15μπι。
[0007] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
[0008]所述的阻燃陶瓷化EVA，所述抗氧剂为抗氧剂1010，抗氧剂ΒΗΤ或抗氧剂168中的一 种或其组合。
[0009] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述偶联剂为硅烷偶联剂1(!1550、101560、101570)151或者 A171中的一种或其组合。
[0010] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述硼酸锌型瓷化粉是由成瓷填料，助熔剂组成；硼酸锌 型瓷化粉的成瓷填料为白云母、硅灰石、石英粉或氧化铝中的一种或其组合;硼酸锌型瓷化 粉中的助熔剂为ZB硼酸锌，硼酸钙或低熔点玻璃粉中的一种或其组合;硼酸锌型瓷化粉中 的其他填料为钛白粉、滑石粉和碳酸钙中的一种或其组合。
[0011] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁或者氢氧化铈 中的一种或其组合;氢氧化物阻燃剂中的氢氧化镁与氢氧化铝的比例为7:3。
[0012]阻燃陶瓷化EVA的制备方法，所述方法包括以下制备步骤： ① 将所述EVA(乙稀-醋酸乙稀酯共聚物）100份、气相法白炭黑10~60份，抗氧剂1~10 份、氢氧化物阻燃剂10~60份在捏合机中混炼； ② 对捏合机进行抽真空，真空度保持在-0.1~-0. 〇4Mpa，温度保持80~160°C ; ③ 将10~180份瓷化粉加入捏合机，使瓷化粉与已混炼的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物)混炼均匀，形成团状的陶瓷化聚烯烃； ④ 将所述团状的陶瓷化聚烯烃移出捏合机，并进行冷却； ⑤ 将冷却后的团状陶瓷化EVA在开炼机上开炼，添加交联剂0.2~4份和交联助剂0.2~ 3份开炼后即形成陶瓷化EVA。
[0013] 陶瓷化EVA测试，将所述陶瓷化EVA胶料在170~180 °C下，lOMpa压力下，硫化5分钟 制成试片，然后将试片分别测试力学性能，得到:拉伸强度达到10.00ΚΝ/Μ-12.00ΚΝ/Μ，伸 长率达到170%-210%，取部分EVA样品用120目钢网包覆置于137 °C~141°C二甲苯溶液中5小 时，真空烘干，通过公式：
W1-钢丝网重量 W2-式样和钢丝网总重量 W3-将式样完全包覆好后的式样和钢丝网总重量 W1-反应结束烘干后的钢丝网重量 计算交联度可达到67.2%~86.8%。
[0014] 本发明的优点与效果是： 本发明陶瓷化EVA复合材料，选用合适的交联剂和加工方法，对EVA材料进行了交联处 理并添加有一种硼酸锌型陶瓷粉，能够使得陶瓷化EVA复合材料的机械性能明显提升，烧结 温度降低，且大幅提升成瓷后的硬度和光滑度，体积收缩率极小，提高了生产效率，降低了 生产成本，能满足于输高压电缆，建筑门窗聚烯烃封条，车辆聚烯烃部件及电子电气等领域 可靠使用等特点；用本发明所述的陶瓷化EVA做出来的制品，机械性能更好，不易破损，使用 寿命更长。
【附图说明】
[0015] 图1为实施例1在扫描电镜下的图片； 图2为实施例2在扫描电镜下的图片； 图3为实施例3在扫描电镜下的图片。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0017] 实施例！ 阻燃陶瓷化EVA的制备包括以下步骤： ① 将EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）100份、气相法白炭黑60份，抗氧剂2份、氢氧化物 阻燃剂40份在捏合机中混炼； ② 对捏合机进行抽真空，真空度保持在-0.1~-0.〇4Mpa，温度保持120°C ; ③ 将瓷化粉60份加入捏合机，使瓷化粉与已混炼的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 炼均匀，形成团状的陶瓷化聚烯烃； ④ 将团状的陶瓷化EVA移出捏合机，并进行冷却； ⑤ 将冷却后的团状的陶瓷化EVA在开炼机上开炼，添加交联剂2份，交联助剂1份开炼后 即形成陶瓷化EVA。
[0018] EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。
[0019]白炭黑为气相法白炭黑，粒径在10_15μπι; 交联助剂是三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC); 偶联剂为硅烷偶联剂ΚΗ550。
[0020] 将硅烷偶联剂ΚΝ550与乙醇复配，对陶瓷粉进行湿法处理； 硼酸锌型瓷化粉是由成瓷填料，助熔剂和其他填料等部分组成。
[0021] 硼酸锌型瓷化粉的成瓷填料为白云母、硅灰石、石英粉和氧化铝。
[0022]硼酸锌型瓷化粉中的助熔剂为ΖΒ硼酸锌 硼酸锌型瓷化粉中的其他填料为钛白粉。
[0023] 氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁。
[0024] 氢氧化物阻燃剂中的氢氧化镁与氢氧化铝的比例为7:3。
[0025] 交联剂为DCP。
[0026] 陶瓷化EVA测试，将所述陶瓷化EVA胶料在120°C下，12Mpa压力下，硫化5分钟制成 试片，然后将试片分别测试力学性能，得到； 拉伸强度达到：10.60KN/M; 伸长率达到：181%; 通过交联度测定得到:交联度为79.8%; 在马弗炉能经过900摄氏度2小时得到:致密的，敲击有金属生音的陶瓷化物。
[0027] 实施例2 阻燃陶瓷化EVA的制备包括以下步骤： ① 将EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）100份、气相法白炭黑50份，抗氧剂2份、氢氧化物 阻燃剂30份在捏合机中混炼； ② 对捏合机进行抽真空，真空度保持在-0.1~-0.〇4Mpa，温度保持120°C ; ③ 将瓷化粉70份加入捏合机，使瓷化粉与已混炼的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 炼均匀，形成团状的陶瓷化聚烯烃； ④ 将团状的陶瓷化聚烯烃移出捏合机，并进行冷却； ⑤将冷却后的团状的陶瓷化EVA在开炼机上开炼，添加交联剂1.8份，交联助剂0.8份开 炼后即形成陶瓷化EVA。
[0028] EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。
[0029]白炭黑是气相法白炭黑，粒径在10_15μπι; 交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC); 偶联剂为硅烷偶联剂Α-171。
[0030] 将硅烷偶联剂Α-171与乙醇复配，对陶瓷粉进行湿法处理。
[0031 ]硼酸锌型瓷化粉是一种瓷化粉由成瓷填料，助熔剂和其他填料等部分组成。
[0032]硼酸锌型瓷化粉的成瓷填料为白云母、硅灰石、石英粉和氧化铝。
[0033]硼酸锌型瓷化粉中的助熔剂为ΖΒ硼酸锌。
[0034] 硼酸锌型瓷化粉中的其他填料为钛白粉。
[0035] 氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁。
[0036] 氢氧化物阻燃剂中的氢氧化镁与氢氧化铝的比例为7: 3。
[0037]交联剂为DCP。
[0038]陶瓷化EVA测试，将所述陶瓷化EVA胶料在120 °C下，1 OMpa压力下，压制5分钟制成 试片，然后将试片分别测试力学性能，得到： 拉伸强度达到 10.51KN/M; 伸长率达到 173%; 通过交联度测定得到： 交联度为77.9%。
[0039] 实施例3 阻燃陶瓷化EVA的制备包括以下步骤： ① 将所述EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）100份、气相法白炭黑70份，抗氧剂2份、氢氧 化物阻燃剂35份在捏合机中混炼； ② 对捏合机进行抽真空，真空度保持在-0.1~-0.〇4Mpa，温度保持120°C ; ③ 将瓷化粉60份加入捏合机，使瓷化粉与已混炼的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 炼均匀，形成团状的陶瓷化聚烯烃； ④ 将团状的陶瓷化聚烯烃移出捏合机，并进行冷却； ⑤ 将冷却后的团状的陶瓷化EVA在开炼机上开炼，添加交联剂2.5份，交联助剂1份开炼 后即形成陶瓷化EVA。
[0040] EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。
[0041]白炭黑为气相法白炭黑，粒径在10_15μπι。
[0042] 交联助剂三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
[0043] 偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
[0044] 阻燃陶瓷化EVA，将硅烷偶联剂KN560与乙醇复配，对陶瓷粉进行湿法处理。
[0045] 硼酸锌型瓷化粉是一种自制瓷化粉由成瓷填料，助熔剂和其他填料等部分组成。
[0046] 硼酸锌型瓷化粉的成瓷填料为白云母、硅灰石、石英粉和氧化铝。
[0047]硼酸锌型瓷化粉中的助熔剂为ZB硼酸锌。
[0048] 硼酸锌型瓷化粉中的其他填料为钛白粉和滑石粉。
[0049] 氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁。
[0050]氢氧化物阻燃剂中的氢氧化镁与氢氧化铝的比例为7:3。
[00511交联剂为DCP。
[0052]陶瓷化EVA测试，将所述陶瓷化EVA胶料采用在130 °C下，1 OMpa压力下，压制5分钟 制成试片，然后将试片分别测试力学性能，得到： 拉伸强度达到 11.90KN/M; 伸长率达到 177%; 通过交联度测定得到： 交联度为86.2%。
[0053]图3为实施例3在扫描电镜下的图片，可以看到形成了陶瓷结构。
【主权项】
1. 一种阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述陶瓷化EVA按重量计组成有： EVA 100 份； 气相法白炭黑 10~60份； 抗氧剂 1~5份； 交联助剂 0.2~3份； 偶联剂 1~8份； 硼酸锌型瓷化粉 10~180份； 氢氧化物阻燃剂 10~60份； 交联剂 0.2~4份。2. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共 聚物，其中乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。3. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述白炭黑为气相法白炭黑，粒 径在 10-15μπι。4. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述交联助剂为三烯丙基异氰脲 酸酯（TAIC)。5. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂1010,抗氧 剂BHT或抗氧剂168中的一种或其组合。6. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述偶联剂为硅烷偶联剂ΚΗ550、 ΚΗ560、ΚΗ570、Α151或者Α171中的一种或其组合。7. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述硼酸锌型瓷化粉是由成瓷填 料，助熔剂组成;硼酸锌型瓷化粉的成瓷填料为白云母、硅灰石、石英粉或氧化铝中的一种 或其组合;硼酸锌型瓷化粉中的助熔剂为ZB硼酸锌，硼酸钙或低熔点玻璃粉中的一种或其 组合;硼酸锌型瓷化粉中的其他填料为钛白粉、滑石粉和碳酸钙中的一种或其组合。8. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝、 氢氧化镁或者氢氧化铈中的一种或其组合;氢氧化物阻燃剂中的氢氧化镁与氢氧化铝的比 例为7:3。9. 阻燃陶瓷化EVA的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备步骤： ① 将所述EVA(乙稀-醋酸乙稀酯共聚物）100份、气相法白炭黑10~60份，抗氧剂1~10 份、氢氧化物阻燃剂10~60份在捏合机中混炼； ② 对捏合机进行抽真空，真空度保持在-0.1~-0. 〇4Mpa，温度保持80~160°C ; ③ 将10~180份瓷化粉加入捏合机，使瓷化粉与已混炼的EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物)混炼均匀，形成团状的陶瓷化聚烯烃； ④ 将所述团状的陶瓷化聚烯烃移出捏合机，并进行冷却； ⑤ 将冷却后的团状陶瓷化EVA在开炼机上开炼，添加交联剂0.2~4份和交联助剂0.2~ 3份开炼后即形成陶瓷化EVA。
【文档编号】C08K3/34GK105885197SQ201610387686
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】梁兵, 孙重阳
【申请人】沈阳化工大学