一种聚乙烯阻燃改性母料及其制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚乙烯阻燃改性母料，以重量计，包括如下组分：高压聚乙烯100份，双(2,3-二溴丙基)反丁烯二酸酯5-9份，十溴二苯醚11-22份，氯化聚乙烯4-6份，三氧化二锑3-6份，氯化石蜡2-4份，磷酸酯1-2份。该聚乙烯阻燃改性母料具有环保、阻燃性佳、成本低、物理机械性能良好的优点，同时本发明还提出该聚乙烯阻燃改性母料的制作方法。
【专利说明】
一种聚乙烯阻燃改性母料及其制作方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种聚乙烯阻燃改性母料及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 塑料管材，因其特有的物理机械性能，以及应有的理化数据和技术指标，广泛地应 用于高、低压电路，建筑工程，大型公共场所、矿井、港口、码头。传统的各类电线、电缆导管， 因其本身材料的特点，存在着各种缺点，特别是管材的刚性、柔韧性、拉伸性能、屈伸能力、 耐电压、抗电阻、烟密度和阻燃系统不完善等缺陷，难以支撑各种场合环境线路的安全保 障。
[0003] 作为生产聚乙烯管材的母料，在阻燃改性方面，主要是通过在树脂中加入添加型 阻燃剂。常使用的有含溴阻燃剂和含锑化合物，阻燃剂的添加量一般从材料的成本和保证 成品的各项物理机械指标方便进行考虑。作为聚乙烯管材，基料一般采用高密度聚乙烯(低 压聚乙烯)或低密度聚乙烯(高压聚乙烯），如申请公布号CN1114607,名称为"抗静电阻燃聚 乙烯管材及其制造方法"的中国发明专利申请中，公开了一种抗静电阻燃聚乙烯管材的配 方，其配比（重量比）如下：高密度聚乙烯(HDPE): 100;十溴二苯醚(DBDP0): 15-20;三氧化 二锑（Sb2〇3):8-10;水含硼酸锌（2Ζη0 · 3Β2〇3 · 3·5Η2〇):10-12;氯化聚乙烯（CPE):17- 23;抗静电剂(腸)-500):8-10 ;抗静电助剂(册-1):8-15;碳酸钙(0&(：〇3) :10-15;滑石粉 10-15;偶联剂(NZD-311W):1 -3。
[0004] 再如授权公告号CN1221604,名称为"抗静电阻燃聚乙烯复合管材及制备工艺"的 中国发明专利申请中，公开了一种抗静电阻燃聚乙烯复合管材，其特征在于其重量组成为： 含溴阻燃剂5~15%、含锑化合物3~10%、导电性碳黑5~8%、聚乙烯蜡1~3%、抗氧剂0.5 ~3%、余量的聚乙烯。所述聚乙烯由高密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成，低密度聚乙烯为 管材组成总量的15~30%、高密度聚乙烯为管材组成总量的30~70%。
[0005] 上述专利中阻燃管材，基料主要采用低压聚乙烯，其流动性和渗透性较差，在保证 合格的物理机械性能，其氧指数一般能达到23,其阻燃性能还还有待进一步提高。如何开发 能够保证管材物理机械性能、又能提高阻燃效果、节约成本的配方，是制管行业共同的难 题。
[0006] 鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种环保、阻燃性佳、成本低、物理机械性能良好的聚乙烯 阻燃改性母料，同时本发明还提出该聚乙烯阻燃改性母料的制作方法。
[0008]为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：
[0009] -种聚乙烯阻燃改性母料，以重量计，包括如下组分：
[0010]高压聚乙烯1〇〇份，双（2,3_二溴丙基）反丁烯二酸酯5-9份，十溴二苯醚11-22份， 氯化聚乙烯4-6份，三氧化二锑3-6份，氯化石蜡2-4份，磷酸酯1 -2份。
[0011] 作为本发明的一种优选方式，所述高压聚乙烯的熔融指数为18-26g/min。
[0012] 作为本发明的一种优选方式，所述高压聚乙烯的熔融指数为22g/min，所述双(2， 3_二溴丙基)反丁烯二酸酯的重量份为7,所述十溴二苯醚的重量份为16,所述氯化聚乙烯 的重量份为5,所述三氧化二锑的重量份为4,所述氯化石蜡的重量份为3,所述磷酸酯的重 量份为1.5。
[0013] 作为本发明的一种优选方式，所述氯化石蜡中氯元素的重量百分比多70%。
[0014]作为本发明的一种优选方式，所述氯化聚乙烯中氯元素的重量百分比彡50%。 [0015]本发明还提出一种聚乙烯阻燃改性母料的制作方法，其包括如下步骤：
[0016] A、以重量份计，将100份高压聚乙烯、11-22份十溴二苯醚、3-6份三氧化二锑、5-9 份双(2,3_二溴丙基)反丁烯二酸酯、4-6份氯化聚乙烯、2-4份氯化石蜡以及1-2份磷酸酯先 后投入到烘干机进行烘干和搅拌，在120-160°C下均匀搅拌20-30min，使得混合物均匀混合 且含水量%;
[0017] B、将步骤A处理后的混合物静置40至60分钟；
[0018] C、经步骤B处理的混合物投入造塑机中进行高速混合，之后通过螺杆挤出机挤出， 进行冷却，牵引，切粒。
[0019]作为本发明的一种优选方式，步骤C中，螺杆挤出机的机身分为七区，一区温度为 120-140°C，二区温度为100_115°C，三区温度为140-150°C，四区温度为150-180°C，五区温 度为130至140°C，六区温度为100_105°C，七区的温度为90-100°C。
[0020]采用本发明的技术方案后，基料全部选用高压聚乙烯，其溶塑温度适中，可塑性 好，尤其是柔韧性、屈伸性、耐候性均较佳，且高压聚乙烯无毒无害，符合环保要求，双(2,3_ 二溴丙基)反丁烯二酸酯作为渗透型阻燃剂，十溴二苯醚作为共混型阻燃剂，磷酸酯具有增 塑和低温阻燃的效果，三者配合使用，使得阻燃剂能够充分均匀渗透到基料中，提升本发明 的阻燃效果，本发明通过多次试验，合理地选择配方，得到产品经测试，其氧指数可以达到 32至38,同时物理机械性能能够满足相关需求。在本发明中氯化聚乙烯起到分散和增塑作 用，氯化石蜡分散和阻燃作用，通过合理控制氯化聚乙烯和氯化石蜡的含量，使得高压聚乙 烯在母粒的制作过程中具有很好的流动性，保证母粒的物理机械性能，氯化石蜡量少，增塑 效果较差，量过多则容易导致成品脱层，影响产品品质；十溴二苯醚加多则破坏流动性;阻 燃剂加入超过一定数量时，高压聚乙烯原本的物理机械性能将大幅度下降，从而增加制作 工艺的难度和成本;氯化聚乙烯加多，成本高，对高压聚乙烯造成延流，不易成型。
[0021] 本发明还提出了一种聚乙烯阻燃改性母料的制作方法，该方法通过合理的设置 各物料的投料顺序，使得各物料能够充分发挥自身的特性，各物料能够充分交联和耦合，同 时通过控制混合物的含水量，保证了产品的品质。
【具体实施方式】
[0022] 为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合实施例进行详细阐述。
[0023] 实施例一
[0024] A、以重量份计，将100份高压聚乙烯、11份十溴二苯醚、3份三氧化二锑、6份双（2， 3_二溴丙基）反丁烯二酸酯、4份氯化聚乙烯、2份氯化石蜡以及1份磷酸酯先后投入到烘干 机进行烘干和搅拌，在120°C下均匀搅拌20min，使得混合物均匀混合且含水量<1%，其中 高压聚乙烯的熔融指数为18,氯化石蜡中氯元素的重量百分比为70%，氯化聚乙烯中氯元 素的重量百分比51 % ;
[0025] B、将步骤A处理后的混合物静置40分钟；
[0026] C、经步骤B处理的混合物投入造塑机中进行高速混合，之后通过螺杆挤出机挤出， 进行冷却，牵引，切粒。
[0027] 在步骤C中，螺杆挤出机的机身分为七区，一区温度为120°C，二区温度为100°C，三 区温度为140°C，四区温度为155°C，五区温度为130°C，六区温度为100°C，七区的温度为92 Γ。
[0028] 实施例二
[0029] A、以重量份计，将100份高压聚乙烯、22份十溴二苯醚、6份三氧化二锑、9份双（2， 3_二溴丙基）反丁烯二酸酯、5份氯化聚乙烯、4份氯化石蜡以及2份磷酸酯先后投入到烘干 机进行烘干和搅拌，在160°C下均匀搅拌25min，使得混合物均匀混合且含水量<1%;其中 高压聚乙烯的熔融指数为26,氯化石蜡中氯元素的重量百分比为75%，氯化聚乙烯中氯元 素的重量百分比55% ;
[0030] B、将步骤A处理后的混合物静置60分钟；
[0031] C、经步骤B处理的混合物投入造塑机中进行高速混合，之后通过螺杆挤出机挤出， 进行冷却，牵引，切粒。
[0032] 作为本发明的一种优选方式，步骤C中，螺杆挤出机的机身分为七区，一区温度为 140°C，二区温度为115°C，三区温度为145°C，四区温度为180°C，五区温度为140°C，六区温 度为105°C，七区的温度为100°C。
[0033] 实施例三
[0034] A、以重量份计，将100份高压聚乙烯、16份十溴二苯醚、4份三氧化二锑、7份双（2， 3_二溴丙基)反丁烯二酸酯、5份氯化聚乙烯、3份氯化石蜡以及1.5份磷酸酯先后投入到烘 干机进行烘干和搅拌，在150°C下均匀搅拌25min，使得混合物均匀混合且含水量< 1 % ; [0035] B、将步骤A处理后的混合物静置45分钟；
[0036] C、经步骤B处理的混合物投入造塑机中进行高速混合，之后通过螺杆挤出机挤出， 进行冷却，牵引，切粒。
[0037] 作为本发明的一种优选方式，步骤C中，螺杆挤出机的机身分为七区，一区温度为 130°C，二区温度为110°C，三区温度为145°C，四区温度为165°C，五区温度为135°C，六区温 度为l〇〇°C，七区的温度为95°C。
[0038] 上述实施例中制作的聚乙烯阻燃改性母料，其相关测量数据如下表：
[0039]
[0040]
[0041] 上述实施例中，双(2,3_二溴丙基)反丁烯二酸酯即为阻燃剂FR-3,其用在熔融指 数较高的高压聚乙烯中，是一种能够充分渗透的共聚交联阻燃剂。上述熔融指数采用美国 测量标准(ASTM)进行测试。
[0042] 在上述实施例中，挤出螺杆采用不等深不等距的螺管，分成下料、辅助下料、压缩、 辅助压缩、待料、辅助待料以及冷却七区，能够保证物料的持续供给和充分塑化，避免出现 断料，保证产品的稳定性。
[0043] 本发明的产品具有优良的性能，可以作为制作阻燃管材和阻燃板材的母料，在使 用中在添加〇至1〇〇重量份的填充料的情况下仍然能够保证母料的特性。
[0044] 本发明的产品形式并非限于本实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修 饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
【主权项】
1. 一种聚乙烯阻燃改性母料，其特征在于，以重量计，100份高压聚乙烯，包含如下组 分:双(2,3_二溴丙基)反丁烯二酸酯5-9份，十溴二苯醚11-22份，氯化聚乙烯4-6份，三氧化 二锑3-6份，氯化石蜡2-4份，磷酸酯1 -2份。2. 如权利要求1所述的一种聚乙烯阻燃改性母料，其特征在于，所述高压聚乙烯的熔融 指数为 18_26g/min。3. 如权利要求2所述的一种聚乙烯阻燃改性母料，其特征在于，所述高压聚乙烯的熔融 指数为22g/min，所述双(2,3_二溴丙基)反丁烯二酸酯的重量份为7,所述十溴二苯醚的重 量份为16,所述氯化聚乙烯的重量份为5,所述三氧化二锑的重量份为4,所述氯化石蜡的重 量份为3,所述磷酸酯的重量份为1.5。4. 如权利要求3所述的一种聚乙烯阻燃改性母料，其特征在于，所述氯化石蜡中氯元素 的重量百分比彡70%。5. 如权利要求4所述的一种聚乙烯阻燃改性母料，其特征在于，所述氯化聚乙烯中氯元 素的重量百分比彡50%。6. -种聚乙烯阻燃改性母料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤： A、 以重量份计，将100份高压聚乙烯、11-22份十溴二苯醚、3-6份三氧化二锑、5-9份双 (2,3_二溴丙基)反丁烯二酸酯、4-6份氯化聚乙烯、2-4份氯化石蜡以及1-2份磷酸酯先后投 入到烘干机进行烘干和搅拌，在120-160 °C下均匀搅拌20-30min，使得混合物均匀混合且含 水量彡1%; B、 将步骤A处理后的混合物静置40至60分钟； C、 经步骤B处理的混合物投入造塑机中进行高速混合，之后通过螺杆挤出机挤出，进行 冷却，牵引，切粒。7. 如权利要求6所述的一种聚乙烯阻燃改性母料的制作方法，其特征在于，步骤C中，螺 杆挤出机的机身分为七区，一区温度为120-140°C，二区温度为100-115Γ，三区温度为140-150°C，四区温度为150-180°C，五区温度为130至140°C，六区温度为100_105°C，七区的温度 为90-100°C。
【文档编号】C08L23/28GK106009176SQ201610497877
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】吴清江, 赖大毅
【申请人】泉州市东盛塑料制品有限公司