阻燃聚乙烯组合物和阻燃聚乙烯制品及其制备方法与流程

本发明涉及于阻燃聚乙烯，具体而言，涉及一种阻燃聚乙烯组合物和阻燃聚乙烯制品及其制备方法。

背景技术：

1、聚乙烯在滚塑材料市场占比为95％左右，但因其极易燃烧，不能满足对燃烧性要求高的特定场合。为此，通常采用添加阻燃剂的方式实现对聚乙烯的阻燃改性；为了达到较高的阻燃等级，阻燃剂的添加量通常为25％以上，这会导致聚乙烯力学性能恶化并大幅降低加工性能。

2、专利文件cn103421227a公开了一种阻燃的高密度聚乙烯材料及其制备方法；其是将聚乙烯、增韧剂、阻燃剂、抗滴落剂、抗氧剂等按比例混合，利用螺杆挤出得到阻燃高密度聚乙烯材料，可用于制备塑料托盘，托盘阻燃不熔滴。但材料抗冲击强度较低。

3、专利文件cn104356467a公开了一种阻燃聚乙烯组合物及其制备方法和制品，该专利方法是先将氯化聚乙烯、三氧化二锑及十溴化乙烷等阻燃剂与抗氧剂、uv光稳定剂熔融共混得到混合物a，再将聚乙烯与交联加工母料熔融共混造组合物b，最终再将混合物a、混合物b熔融共混即得到阻燃聚乙烯组合物，加入的阻燃剂与聚乙烯基体间相容性不够，导致组合物的综合性能不佳。

4、专利文件cn106867080a公开了一种阻燃抗静电滚塑专用聚乙烯组合物及其制备方法；所制滚塑专用料虽具备较优的阻燃性能，但因添加大量阻燃剂等填料，材料缺口冲击强度仅5-10kj/m2，无法满足高抗冲产品使用要求。

5、有鉴于此，本领域技术人员亟需研制一种具有优异的阻燃效率、热稳定性以及力学性能的阻燃聚乙烯组合物。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种阻燃聚乙烯组合物，以解决现有技术添加大量阻燃剂导致聚乙烯组合物的力学性能较差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种阻燃聚乙烯组合物，按照重量份数计，该阻燃聚乙烯组合物包括：聚乙烯80～91份，相容剂2.5～5份，阻燃剂4～13.5份，阻燃协效剂1～3.5份，交联剂0.5～2份、交联助剂0.3～1.5份、抗氧剂0.05～0.2份，其中，阻燃协效剂为热塑性酚醛树脂。

3、进一步地，热塑性酚醛树脂的数均分子量为180～2700，热塑性酚醛树脂为对叔丁基苯酚甲醛树酯、对辛基苯酚甲醛树脂、烷基酚醛树脂、苯酚甲醛一阶树脂、热塑性酚醛树脂2123中的至少一种。

4、进一步地，热塑性酚醛树脂为热塑性酚醛树脂2123。

5、进一步地，聚乙烯为高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的至少一种。

6、进一步地，聚乙烯为高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合物。

7、进一步地，高密度聚乙烯在190℃、2.16g下的熔融指数为1～10g/min。

8、进一步地，高密度聚乙烯在190℃、2.16g下的熔融指数为5～8g/min，且密度为0.94～0.96g/cm3。

9、进一步地，线性低密度聚乙烯在190℃、2.16g下的熔融指数为1～5g/min。

10、进一步地，线性低密度聚乙烯在190℃、2.16g下的熔融指数为2～3g/min，且密度为0.91～0.93g/cm3。

11、进一步地，高密度聚乙烯与线性低密度聚乙烯的质量比为(75～85):(15～25)。

12、进一步地，相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐中的至少一种。

13、进一步地，阻燃剂为三氧化二锑、磷酸酯、三聚氰胺、十溴联苯醚中的至少一种。

14、进一步地，阻燃剂为十溴化二苯乙烷和三氧化二锑的混合物，且两者的质量比为(2～5):1。

15、进一步地，阻燃剂为十溴化二苯乙烷和三氧化二锑的混合物，且两者的质量比(2～3):1。

16、进一步地，交联剂为过氧化物，过氧化物为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯中的至少一种。

17、进一步地，交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种，抗氧剂为irganox 1010、irgafos 168、dstp中的至少一种。

18、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种阻燃聚乙烯制品，阻燃聚乙烯制品的材料为第一方面提供的阻燃聚乙烯组合物。

19、根据本发明的另一方面，提供了一种阻燃聚乙烯制品的制备方法，该制备方法包括：步骤s1，将高密度聚乙烯分为第一高密度聚乙烯和第二高密度聚乙烯，将交联剂、交联助剂与第一高密度聚乙烯混合，进行第一熔融共混挤出造粒、干燥，得到交联母粒；步骤s2，将交联母粒与第二高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、相容剂、阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂混合，进行第二熔融共混挤出造粒、干燥，得到阻燃聚乙烯母粒；步骤s3，将阻燃聚乙烯母粒进行加工成型，得到阻燃聚乙烯制品。

20、进一步地，第一熔融的温度为135～150℃；第二熔融的温度为135～150℃。

21、应用本申请的技术方案，本申请提供的一种阻燃聚乙烯组合物，采用热塑性酚醛树脂作为阻燃协效剂和交联剂、聚乙烯，相容剂，阻燃剂，交联助剂，抗氧剂共同作用，在提高阻燃聚乙烯组合物的阻燃效率、改善热稳定性的同时还能改善阻燃聚乙烯组合物的力学性能。

技术特征：

1.一种阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，按照重量份数计，所述阻燃聚乙烯组合物包括：聚乙烯80～91份，相容剂2.5～5份，阻燃剂4～13.5份，阻燃协效剂1～3.5份，交联剂0.5～2份，交联助剂0.3～1.5份、抗氧剂0.05～0.2份，其中，所述阻燃协效剂为热塑性酚醛树脂。

2.根据权利要求1所述阻燃聚乙烯组合物，所述热塑性酚醛树脂的数均分子量为180～2700，所述热塑性酚醛树脂为对叔丁基苯酚甲醛树酯、对辛基苯酚甲醛树脂、烷基酚醛树脂、苯酚甲醛一阶树脂、热塑性酚醛树脂2123中的至少一种，优选为热塑性酚醛树脂2123。

3.根据权利要求1所述阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的至少一种，优选为高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合物；

4.根据权利要求1所述阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐中的至少一种。

5.根据权利要求1所述阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述阻燃剂为三氧化二锑、磷酸酯、三聚氰胺、十溴联苯醚中的至少一种，优选为十溴化二苯乙烷和三氧化二锑的混合物，且两者的质量比为(2～5):1，优选为(2～3):1。

6.根据权利要求1所述阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述交联剂为过氧化物，所述过氧化物为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述阻燃聚乙烯组合物，其特征在于，所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种；

8.一种阻燃聚乙烯制品，其特征在于，所述阻燃聚乙烯制品的材料为权利要求1至7中任一项所述的阻燃聚乙烯组合物。

9.一种权利要求8所述阻燃聚乙烯制品的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

10.根据权利要求9所述阻燃聚乙烯制品的制备方法，其特征在于，所述第一熔融的温度为135～150℃；所述第二熔融的温度为135～150℃。

技术总结
本发明提供了一种阻燃聚乙烯组合物和阻燃聚乙烯制品及其制备方法，其中，按照重量份数计，阻燃聚乙烯组合物包括：聚乙烯80～91份，相容剂2.5～5份，阻燃剂4～13.5份，阻燃协效剂1～3.5份，交联剂0.5～2份、交联助剂0.3～1.5份、抗氧剂0.05～0.2份，其中，阻燃协效剂为热塑性酚醛树脂。采用热塑性酚醛树脂作为阻燃协效剂和交联剂、聚乙烯，相容剂，阻燃剂，交联助剂，抗氧剂共同作用，在提高阻燃聚乙烯组合物的阻燃效率、改善热稳定性的同时还能改善阻燃聚乙烯组合物的力学性能。

技术研发人员：鹿立新,邹琪,曲忠奎,马国栋,杜勇志
受保护的技术使用者：国能宝日希勒能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15