专利名称：：利用纳米技术生产无卤型阻燃绝缘材料的组合物的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种利用纳米技术生产无卤型阻燃绝缘材料的组合物，更特别涉及一种利用纳米技术生产无卤型阻燃绝缘材料的组合物以生产不含卤素的绝缘材料，其通过向聚烯烃类基础树脂加入纳米级材料改善了阻燃性。
背景技术：
：诸如聚乙烯等一般用作阻燃绝缘材料的热塑性树脂，是由化学结构中具有氢和碳的可燃材料组成的有机材料，因此在着火时，具有高烟浓度。另外，热塑性树脂的缺点在于着火时生成大量含有有毒气体的烟，再度危害人类生命。同时，含有溴(Br)、氯(Cl)等卤素的卤素类阻燃绝缘材料已被使用，但是，卤素类绝缘材料在生产或使用时存在安全性问题，且在燃烧时生成有毒气体，例如二噁英。因此，基于环保的问题，曾试图获得不含卤素的阻燃绝缘材料。这些年，在环保的阻燃剂领域中，对各种环保的组分的阻燃性进行了研究。特别是，已经表明如果使用金属氢氧化物类无机阻燃剂，其满足UL94VO要求，但是不满足高阻燃性的VW-I级。同样地，使用无机粘土时，其满足UL94VO的要求，但是不满足高阻燃性的VW-I级。本发明是在相关领域的技术背景下设计的，以解决常规问题。
发明内容技术问题因此，本发明用来解决现有技术的问题，因此，本发明的目的在于提供一种利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其不含卣素，可具有满足VW-I级的阻燃性。技术方案为了完成上述目的，本发明提供了一种利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其包括100250重量份的用纳米硼酸处理的金属氢氧化物，其作为无机阻燃剂；150重量份的纳米粘土，其是与基础树脂相容的增强剂(compatibilityenhancer);150重量份的预定的金属化合物，其作为阻燃制剂；和0.55重量份的抗氧化剂，上述含量是以100重量份作为基础树脂的聚烯烃树脂为基准。构成基础树脂的聚烯烃树脂优选烯烃聚合物或乙烯类共聚物，且乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为更优选的乙烯类共聚物，其中醋酸乙烯酯(VA)的含量为10%40%。这里，如果乙烯类共聚物中的醋酸乙烯酯(VA)的含量小于数值限度，将难以填充阻燃剂，不能确保其预定的阻燃性。同时，如果醋酸乙烯酯(VA)的含量超过数值限度，会损害机械强度，例如拉伸强度或耐磨性，难以确保产品的物理性质。用于对作为无机阻燃剂的金属氢氧化物进行表面处理的纳米硼酸选自由单独的原硼酸、偏硼酸和四硼酸、或其混合物组成的组，且优选尺寸为1.0口或以下且表面积为1口/g10口/g。这里，用纳米硼酸处理的金属氢氧化物的作用是在燃烧时形成固体层，从而便于形成焦炭，使改善阻燃性。如果无机阻燃制剂的含量小于数值限度，不能确保硼酸的表面处理效果。同时，如果无机阻燃制剂的含量超过数值限度，在使用该组合物的挤出工艺中，会损害组合物的加工性能和机械物理性能。同时，生产的产品的机械强度，例如伸长率或拉伸强度。如果纳米硼酸的尺寸超过数值限度，将会削弱组合物的分散能力，因而损害所得产品的物理性质的可重复性。如果纳米硼酸的表面积小于数值限度，会损害物理性质的可重复性，同时如果纳米硼酸的表面积超过数值限度，由于技术上的困难，不易得到合适的材料，因而从经济方面来说增加了成本。纳米粘土选自由单独的蒙脱石、锂蒙脱石、蛭石和皂石、或其混合物组成的组，优选尺寸为1.0口或以下。这里，由于具有极性基团的结构，纳米粘土的作用是改善与基础树脂的相容性。如果纳米粘土的含量小于数值限度，会降低成型的焦炭水平，因而损害其阻燃性，同时，如果纳米粘土的含量超过数值限度，会损害使用该组合物生产的产品的伸长率。阻燃制剂优选但不限于钼类化合物或石英类化合物。阻燃制剂的作用是通过焦炭固化增强阻燃性，并降低燃烧时释放的烟量。例如，阻燃制剂优选包括一种或多种金属化合物，其选自由一种钼类化合物或一种石英类化合物组成的组，其中钼类化合物选自由无机添加剂组成的组，其中将钼络合物加入到磷酸化的氧化锌、八钼酸铵(ammoniumoctamolybdenum)、锌基(zincbase)、和氧化镁中，且将石英加入到锌基的钼中；石英类化合物选自由水滑石和石英粉(groundsilica)、沉淀石英和发泡石英组成的组。同时，如果阻燃制剂的含量小于数值限度，其难以满足足够的阻燃性，同时，如果阻燃制剂的含量超过数值限度，会损害使用该组合物生产的产品的机械强度，例如伸长率或拉伸强度。抗氧化剂的作用是通过捕获在产品中生成的基团以抑制新基团的生成，防止使用所述组合物生产的产品老化。如果抗氧化剂的含量小于数值限度，难以预计加入抗氧化剂所产生的前述作用的效果，同时，如果抗氧化剂的含量超过数值限度，由于出现模糊和渗出效果，这样的组合物并不是优选的。同时，前述利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，更优选用于制造无卤阻燃电线的绝缘涂层。本发明的最佳实施方式以下将详细说明本发明的优选实施方式。然而，这里的说明仅作为说明用途的实施例，并非用于限制本发明的范围，因此应该理解为，在不偏离本发明的精神和范围下，可对其作出其它等价修改。为了更加全面地说明本发明，将会对本领域技术人员提供本发明的优选的实施方式。实施方式14和对比例14本发明的实施方式可以分成实施方式14和作为对照组的对别例l4，按照表1所列出的组分和含量，分别制备其组合物。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l中，EVA代表乙烯-醋酸乙烯(其中醋酸乙烯酯含量为33%)，EEA代表乙烯-丙烯酸乙烯(其中丙烯酸乙酯含量为24%)，使用由原硼酸表面处理的金属氢氧化物作为硼酸处理的金属氢氧化物，使用蒙脱石作为纳米粘土，用钼酸铵(ammoniummolybdenum)处理的碳酸^作为钼化合物，使用石英粉作为石英化合物，使用TMPTMA(三羟甲基丙垸三甲基丙烯酸酯)作为交联促进剂。同时，本领域一般使用脂肪族加工助剂作为加工助剂。制备电线用绝缘涂层接下来说明的是使用表1所列出的实施方式14和对比例14的组合物制造用于电线涂层的绝缘材料的方法，如下所述。分别制备实施方式14和对比例14的组合物(步骤S1)。将制备的组合物放入120L的捏合机中，捏合15分钟(优选15分钟20分钟)(步骤S2)。在150。C的挤出温度下(优选130。C18(TC)，使用75口单螺杆挤出机将捏合的组合物挤出成绝缘材料(步骤S3)。通过照射8Mmd(优选510Mmd)的电子束使挤出的阻燃剂交联(步骤S4)。测试和评价使用实施方式14和对比例14的组合物根据Sl至S4的步骤制备的绝缘材料的测试样品分别作为电线的涂层使用。然后，根据UL1581测量破坏时(atbreak)的物理性质的评价项目，例如拉伸强度和伸长率。采用阻燃性的评价项目，例如极限氧指数(LOI)和高阻燃性(VW-I)，作为评价的标准。这里，根据ASTMD2863测量L01，使用用于UL标准的垂直燃烧试验的设备评价VW-I。对破坏时(atbreak)的物理性质和阻燃性的评价项目的测试和评价结果列在表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表2可看出，所有实施方式14的拉伸强度和伸长率的值相对一致，所有产品的物理性质都满足要求，同时对比例1和3的拉伸强度和伸长率的值相对地低，因而可以发现其产品性质上的问题。同时，使用用于垂直燃烧试验的设备测量阻燃性的评价项目。结果，对比例1~4的所有产品都有缺陷，同时实施方式14的所有产品都没有缺陷。因此，确定实施方式14足以满足本发明的发明效果。如上所述，已经详细地描述了本发明的最佳实施方式。应该理解，说明书和权利要求书中的术语不应被限制为一般的和字典意义上的含义，而是在允许发明人以最好的解释对其术语作适当定义为原则的基础上，基于本发明的技术方面的含义和概念作解释。工业用途本发明的利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物的优点在于如果本发明的组合物作为阻燃绝缘材料，尤其是电线的绝缘涂层，相对于常规产品，其保持了相当的物理性质，例如对抗机械强度时的拉伸强度或伸长率，且由于本发明的组合物不含卤素，相对于常规含卤产品更加环保，并确保阻燃性适于高阻燃性的VW-I等级标准。权利要求1.利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其包括100～250重量份的用纳米硼酸处理的金属氢氧化物，其作为无机阻燃剂；1～50重量份的纳米粘土，其是与基础树脂相容的增强剂；1～50重量份的预定的金属化合物，其作为阻燃制剂；和0.5～5重量份的抗氧化剂；上述含量是以100重量份作为基础树脂的聚烯烃树脂为基准。2.根据权利要求1所述的利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其中构成基础树脂的聚烯烃树脂是烯烃聚合物或乙烯类共聚物。3.根据权利要求2所述的利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其中所述乙烯类共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，其中醋酸乙烯酯(VA)的含量为10%40%。4.根据权利要求1所述的利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其中用于对作为无机阻燃剂的金属氢氧化物进行表面处理的纳米硼酸选自由单独的原硼酸、偏硼酸和四硼酸、或其混合物组成的组，且优选尺寸为1.0口或以下，且表面积为1口/g10口/g。5.根据权利要求1所述的利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其中所述纳米粘土选自由单独的蒙脱石、锂蒙脱石、蛭石和皂石、或其混合物组成的组，优选尺寸为1.0口或以下。6.根据权利要求1所述的利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其中阻燃制剂优选为一种或多种金属化合物，其选自由一种钼类化合物或一种石英类化合物组成的组，其中钼类化合物选自由无机添加剂组成的组，其中将钼化合物加入到磷酸化的氧化锌、八钼酸铵、锌基和氧化镁中，且将石英加入到锌基的钼中；石英类化合物选自由水滑石和石英粉、沉淀石英和发泡石英组成的组。7.根据权利要求1~6所述的利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，其中所述组合物用于制造无卤阻燃电线的绝缘涂层。全文摘要本发明公开了一种利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物。本发明提供了一种利用纳米技术生产无卤阻燃绝缘材料的组合物，包括用纳米硼酸处理的金属氢氧化物；作为基础树脂的相容增强剂(compatibilityenhancer)的纳米粘土；作为阻燃制剂的金属化合物；和抗氧化剂，基于所述聚烯烃树脂的总重。本发明的组合物的优点在于如果其作为阻燃绝缘材料，尤其是电线的绝缘涂层，相对于常规产品，也保持了相当的物理性质，例如对抗机械强度时的拉伸强度或伸长率，该组合物还比常规含卤产品更加环保，并确保阻燃性适于高阻燃性的VW-I等级标准。文档编号C08K9/00GK101111553SQ200580047214公开日2008年1月23日申请日期2005年5月27日优先权日2005年1月28日发明者南振镐,林和俊,金吾荣申请人:Ls电线有限公司