聚乙烯无卤磷系阻燃母粒及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚乙烯无卤磷系阻燃母粒及其制备方法。本发明的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯10％～20％、无卤磷系阻燃剂40％～60％、纳米蒙脱土10％～30％、成核剂0.5％～2％、偶联剂0.5％～3％、分散剂2％～4％、抗氧剂0.1％～1％、色料0～2％。本发明的有益效果是，采用本发明制得的无卤磷系阻燃母粒应用于聚乙烯塑料制品中进行阻燃改性时，其极限氧指数(LOI)可达到28以上，具有阻燃效果好、阻燃性能持久、无卤低毒和安全好等特点，而且还能保持聚乙烯优良的综合性能，热稳定性好。本发明提出的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒的制备工艺简单，操作方便，成本低。
【专利说明】聚乙烯无卤磷系阻燃母粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料【技术领域】，具体地说是一种聚乙烯无卤磷系阻燃母粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚乙烯(PE)是一种质轻无毒、具有良好的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性塑料，其强度较高，耐寒性好，成型加工方便，被广泛应用于建筑、交通运输、电线电缆、化工机械等行业。但是，聚乙烯存在耐燃性差的缺点，它是一种易燃高分子材料，氧指数仅为17.5，因此人们对聚乙烯塑料常常采用阻燃方式使其达到难燃的目的。聚乙烯阻燃方法目前主要有阻燃整理、共混阻燃改性和共聚阻燃改性三种，并且各存在一定不足。由于聚乙烯阻燃母粒在增加产品的阻燃功能同时又不会造成产品加工性能的降低，而且使用简便，成本低廉，生产环保条件好，目前已逐渐被广泛采用。然而，赋予聚乙烯阻燃性能的阻燃剂有许多种，按阻燃元素分类可分为卤素和非卤素系两大类，其代表是溴系和磷系。通常认为溴系阻燃剂阻燃效果较好，用量相对少些，但燃烧时生成卤化氢毒性大；而磷系阻燃剂为无卤阻燃(非卤素系)，就阻燃聚乙烯的综合性能而言，磷系阻燃剂不仅能克服卤素阻燃剂带来的性能降低、颜色恶化和脆性增加等影响，通常还能改善其外观性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种无卤、低毒、热稳定性好、使用方便和保持优良力学性能的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒及其制备方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯10%~20%、无卤磷系阻燃剂40%~60%、纳米蒙脱土10%~30%、成核剂0.5 %~2%、偶联剂0.5%~3%、分散剂2%~4%、抗氧剂0.1%~I %、色料O~2%。
[0005]所述的无卤磷系阻燃剂为对二苯砜苯基磷酸酯类齐聚物、聚对二苯砜苯基磷酸酯、次膦酸与羟酸形成环内酸酐、聚苯磷酸双酚砜酯中的一种。
[0006]所述的纳米蒙脱土的平均粒径为20nm~lOOnm。
[0007]所述的成核剂为滑石粉。
[0008]所述的偶联剂为铝钛复合偶联剂。
[0009]所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯或硬脂酸金属盐。
[0010]所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。
[0011]上述的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒的制备方法为:将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500~1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度100°C~120°C混合10~20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180°C~250°C，螺杆转速为100~400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10~15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得本发明的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒。[0012]本发明的有益效果是，采用本发明制得的无卤磷系阻燃母粒应用于聚乙烯塑料制品中进行阻燃改性时，其极限氧指数(LOI)可达到28以上，具有阻燃效果好、阻燃性能持久、无卤低毒和安全好等特点，而且还能保持聚乙烯优良的综合性能，热稳定性好。本发明提出的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒的制备工艺简单，操作方便，成本低。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0014]实施例1:
一种聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯15%、对二苯砜苯基磷酸酯类齐聚物50 %、纳米蒙脱土 25 %、滑石粉1.5%、铝钛复合偶联剂2.5 %、季戊四醇硬脂酸酯3%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物1%、色料2%。其中，所述的纳米蒙脱土的平均粒径为20nm~lOOnm。[0015]制备方法:将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500~1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度100°C~120°C混合10~20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180°C~250°C，螺杆转速为100~400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10~15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得本发明的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒。
[0016]实施例2:
一种聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯10%、聚对二苯砜苯基磷酸酯60 %、纳米蒙脱土 20 %、滑石粉I %、铝钛复合偶联剂3 %、季戊四醇硬脂酸酯4%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、色料1.5%。其中，所述的纳米蒙脱土的平均粒径为20nm~lOOnm。
[0017]制备方法:将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500~1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度100°C~120°C混合10~20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180°C~250°C，螺杆转速为100~400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10~15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得本发明的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒。
[0018]实施例3:
一种聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯20%、次膦酸与羟酸形成环内酸酐45 %、纳米蒙脱土 30 %、滑石粉I %、铝钛复合偶联剂1.5%、硬脂酸金属盐2%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。其中，所述的纳米蒙脱土的平均粒径为20nm~lOOnm。
[0019]制备方法:将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500~1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度100°C~120°C混合10~20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180°C~250°C，螺杆转速为100~400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10~15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得本发明的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒。
【权利要求】
1.一种聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯10%~20%、无卤磷系阻燃剂40%~60%、纳米蒙脱土 10%~30%、成核剂0.5%~2%、偶联剂0.5%~3%、分散剂2%~4%、抗氧剂0.1%~1%、色料O~2%。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其特征在于，所述的无卤磷系阻燃剂为对二苯砜苯基磷酸酯类齐聚物、聚对二苯砜苯基磷酸酯、次膦酸与羟酸形成环内酸酐、聚苯磷酸双酚砜酯中的一种，其热分解温度在300°C以上。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其特征在于，所述的纳米蒙脱土的平均粒径为20nm~lOOnm。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其特征在于，所述的成核剂为滑石粉。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其特征在于，所述的偶联剂为铝钛复合偶联剂。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其特征在于，所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯或硬脂酸金属盐。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。
8.根据权利要求1所述的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500~1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度100°C~120°C混合10~20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180°C~250°C，螺杆转速为100~400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10~1 5分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得本发明的聚乙烯无卤磷系阻燃母粒。
【文档编号】C08L23/06GK103849052SQ201210594584
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月4日 优先权日:2012年12月4日
【发明者】夏伟光, 高伟臣 申请人:青岛三利中德美水设备有限公司