一种高效阻燃抗光氧聚乙烯及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料技术领域，更具体地说，涉及一种高效阻燃抗光氧聚乙烯及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 聚乙烯是目前塑料中用量最大的热塑性塑料，具有优良的电绝缘性、耐低温性、易 加工成型和足够的力学性能，以及优异的化学稳定性和介电性能，已被广泛应用于制作薄 膜、日用制品、管材、电线电缆绝缘料与护套料。塑料工业的发展使人们对塑料产品的各种 性能要求越来越高，对塑料制品的防火安全提出了更高的要求，特别是在电线电缆和室内 建筑材料等方面，不但要求阻燃，还要求无卤和无公害。但聚乙烯的氧指数很低，仅为17. 4， 属易燃材料，极大地限制了聚乙烯更广泛的应用。聚乙烯在空气中热的作用下容易发生热 氧老化，从而使聚合物的使用性能逐渐下降以致失去使用价值。一般认为，在户外大气环境 下光是引起老化降解的主要因素，提高聚乙烯材料的抗光氧性能有助于提高其力学性能及 耐热性、耐老化等。
[0003] 聚乙烯的阻燃，主要是通过添加阻燃剂和某些阻燃材料来实现的，即在塑料配混 时将阻燃剂与其它添加剂一起加入掺混，此种方法使用方便，适应性强，是目前塑料阻燃所 使用的主要方法。按所用阻燃剂类别的不同，可分为卤系阻燃、磷系阻燃以及氮系阻燃等。 卤系阻燃剂阻燃聚乙烯具有优良的阻燃性能，且添加量少，与聚乙烯相容性好，但是材料燃 烧时会产生大量的烟雾、有毒且具腐蚀性的卤化氢气体，不仅妨碍救援工作，而且能腐蚀仪 器、设备，产生所谓的二次灾害。含卤阻燃剂在聚乙烯材料中使用目前已受到越来越大的限 制，但由于卤素阻燃剂，特别是溴系阻燃剂高效的阻燃性，因此目前的很多高效阻燃体系仍 然需要卤素阻燃剂，近年来开发的三聚氰胺氢溴酸盐阻燃剂由于是无机溴化物，因此自身 毒性低，且热稳定性较高，因此备受关注。红磷作为磷系阻燃剂与传统的阻燃剂（如卤化物 /Sb203)相比发烟量小、低毒、应用范围广，能单独使用，也可与其它阻燃剂共同使用。其用 量少，阻燃效果尚可，耐久性好。但是红磷直接使用于聚乙烯的阻燃中，添加量大，与树脂相 容性差，也限制了其应用。而氮系阻燃剂在聚氨酯、聚酰胺中有较好的阻燃性能。但单独使 用氮系阻燃剂阻燃聚乙烯效果不佳。这是由于成炭效果不好而导致的，这类阻燃剂与含磷 阻燃剂结合而成的膨胀型阻燃体系，其阻燃效果就很好。
[0004] 众所周知，对于传统的体系而言，含有卤素阻燃剂会使其抗光氧稳定性大大下降。 这是由于卤素阻燃剂与受阻胺光稳定剂之间的对抗作用所造成。而Flamestab NOR 116本 身是N-烷氧基受阻胺，是一种优良的光稳定剂。与传统的受阻胺光稳定剂相比，它的优势 在于，当与含卤素的阻燃剂合用时，它的光稳定性仍然可保持。其原因在于N-烷氧基受阻 胺与卤素的相互作用较小。例如，对于PP纤维而言，Flamestab NOR 116+紫外线吸收剂的 体系可比传统体系（受阻胺+紫外线吸收剂）的寿命延长2-3倍。
[0005] 除了优良的光稳定性之外，Flamestab NOR 116还是一种优良的长效热稳定剂， 对基材的物理机械性能影响小，与聚合物的相容性优异，并具有高度的抗抽提性；可方便地 进行融体加工，使用安全，优良的性价比等特点。而膦酸酯阻燃剂3,9-二甲基-3,9-二氧 代-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂二螺[5. 5] ^烷（DMDP)具有六元螺环结构，不含羟 基，磷含量高，具有较好的热稳定性和成炭性。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高效阻燃抗 光氧聚乙烯及其制备方法。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008] 构造一种高效阻燃抗光氧聚乙烯，其中，以重量百分比计，包含以下组分：85_95% 的聚乙烯，2-8%的三聚氰胺氰溴酸盐，2. 5-5%的膦酸酯阻燃剂和0. 5-2%的阻燃协效剂。
[0009] 本发明所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其中，所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度 聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或二种及以上混合物。
[0010] 本发明所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其中，所述三聚氰胺氢溴酸盐结构式为：
【主权项】
1. 一种高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，以重量百分比计，包含以下组分：85-95 % 的聚乙烯，2-8 %的三聚氰胺氰溴酸盐，2. 5-5 %的膦酸酯阻燃剂和0.5-2 %的阻燃协效剂。
2. 根据权利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述聚乙烯为高密度 聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或二种及以上混合物。
3. 根据权利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述三聚氰胺氢溴酸 盐结构式为：
4. 根据权利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述膦酸酯阻燃剂为 3,9_二甲基-3,9-二氧代-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂二螺[5. 5] ^烷，其结构式 为：
5. 根据权利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述阻燃协效剂为 N-烷氧基受阻胺阻燃剂。
6. 根据权利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述聚乙烯含量为 88-93 %〇
7. 根据权利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述三聚氰胺氰溴酸 盐含量为3-6 %。
8. 根据权利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述膦酸酯阻燃剂含 量为3-4 %。
9. 根据权利要求2所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯，其特征在于，所述高密度聚乙烯的 恪融指数MI为20g/10min、所述低密度聚乙稀的恪融指数MI为18g/10min。
10. -种如权利要求1所述的高效阻燃抗光氧聚乙烯的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： A、 预混：将聚乙烯、三聚氰胺氰溴酸盐、膦酸酯阻燃剂和阻燃协效剂依次加入高速混合 机中预混合； B、 挤出造粒：将步骤A中预混合的物料加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，并经冷却、切 粒，得到所需高效阻燃抗光氧聚乙烯材料；其中， 所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或二种及以 上混合物； 所述三聚氰胺氢溴酸盐结构式为：
所述膦酸酯阻燃剂为3,9-二甲基-3,9-二氧代-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂二螺 [5. 5] -| 烧； 所述阻燃协效剂为N-烷氧基受阻胺阻燃剂。
【专利摘要】本发明涉及一种高效阻燃抗光氧聚乙烯及其制备方法，其中以重量百分比计，高效阻燃抗光氧聚乙烯包含以下组分：85-95％的聚乙烯，2-8％的三聚氰胺氰溴酸盐，2.5-5％的膦酸酯阻燃剂和0.5-2％的阻燃协效剂。其中，聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或二种及以上混合物。本发明通过采用三聚氰胺氢溴酸盐、膦酸酯阻燃剂、以及阻燃协效剂的多元协同复合阻燃体系与聚乙烯混合，提高材料的阻燃效率，而且还能提高材料的抗光氧能力；同时具有原料易得、工艺简便易行、生产操作安全等特点，本发明所得的阻燃聚乙烯稳定性好，综合性能优异，并保持良好的黄色指数，具有良好的应用前景。
【IPC分类】C08K5-5357, C08L23-08, C08K5-3492, C08L23-06
【公开号】CN104744783
【申请号】CN201510125477
【发明人】彭治汉, 夏浪平, 童丽亚
【申请人】湖州利鹏新材料科技有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月20日