[发明专利]一种无卤阻燃聚乙烯透气膜及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于塑料改性技术领域，特别涉及一种无卤阻燃聚乙烯透气膜及其制备方法与应用。

背景技术

聚乙烯塑料是目前最常用的包装材料，具有无毒、加工成型方便、价格低廉、耐化学腐蚀和轻便等优点，同时，其柔韧性和流延性优良，是以制成薄膜。

其中，人们常用聚乙烯制备得到透气膜。透气膜的制备方法通常为将聚乙烯树脂和一定数量(例如30～70wt％)的无机填料混合，并由该共混物挤出成形薄膜；然后，加热并拉伸该薄膜，致使在填料颗粒周围区域形成空隙，从而得到透气膜，其允许气体通过，而不允许水分通过。但是，由于聚乙烯的氧指数仅为17.4，极易燃烧，且燃烧时具有熔滴现象，容易引燃其他物件，从而限制了聚乙烯透气膜的应用范围。

目前，市面上的透气膜不能阻燃。这是由于在聚乙烯树脂和无机填料中直接添加阻燃剂时，阻燃剂与聚乙烯树脂、无机填料的相容性吻合度较底，降低了薄膜的拉伸强度，影响孔隙的形成，同时，薄膜形成后，阻燃剂可能渗透到薄膜表面，从而最终影响薄膜的性能和外观。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的透气膜不阻燃的缺点，提供一种无卤阻燃聚乙烯透气膜。所述无卤阻燃聚乙烯透气膜既能保证聚乙烯透气膜的透气性能和力学性能，而且又改善了薄膜的阻燃性，同时又不影响产品的加工性能。本发明结合聚合反应技术、分散处理技术、相容技术以及双螺杆挤出工艺，使得该树脂组合物的加工性能、碳酸钙的分散均匀性、透气性能、阻燃性以及力学性能均能满足产品的使用要求。

本发明的另一目的在于提供上述无卤阻燃聚乙烯透气膜的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述无卤阻燃聚乙烯透气膜的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种无卤阻燃聚乙烯透气膜，包括如下组分：

(1)50～90重量份的线性低密度聚乙烯，其熔融指数为1.0～8.0g/10min，密度为0.890～0.940g/cm³；

(2)10～50重量份的高压聚乙烯，其熔融指数为2.0～20.0g/10min，密度为0.900～0.920g/cm³；

(3)20～60重量份的无卤阻燃剂，密度为1.360～1.920g/cm³；

(4)40～80重量份的碳酸钙，其粒径为0.5～5.0μm；

(5)0.4～1.0重量份的抗氧剂。

所述的线性低密度聚乙烯是乙烯和至少一种C4～C8的α-烯烃单体的共聚物，其熔融指数为1.0～8.0g/10min，密度为0.890～0.940g/cm³，分子分布量为3～15。

所述高压聚乙烯的作用是为了进一步改进制膜时挤出加工的稳定性和薄膜的透气性，当高压聚乙烯低于10重量份时，起不到改善加工性能的作用，当添加量大于50重量份时，薄膜的力学性能下降。

所述的无卤阻燃剂(IFR)是通过如下方法制得：将蜜胺焦磷酸盐(MPP)、季戊四醇(PER)、聚磷酸铵(APP)中的一种或至少两种进行混合的复配物。其中MPP中磷的质量百分数为14.5～15.5％，氮的质量百分数为39～40％，起始分解温度为320℃；PER纯度大于98％；APP聚合度为2000～50000，磷的质量百分数为31～33％；三元无卤膨胀型阻燃剂由MPP、PER和APP按质量比为3～10∶3～12∶10～40混合而得。

所述无卤阻燃剂添加量低于20重量份时，薄膜难以达到阻燃要求，当添加量高于60重量份时，造成力学性能较大下降。另一方面，由于阻燃剂以化学键的形式接枝到聚乙烯大分子链上，因而在保证了组合物的阻燃性能的同时避免了有机小分子物质的弊病。

所述碳酸钙添加量低于40重量份时，薄膜的透气性能差；而碳酸钙用量高于80重量份时，则会降低薄膜的力学性能和加工性能。

所述的抗氧剂是酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或酚类抗氧剂+亚磷酸酯类抗氧剂中的任何一种；所述酚类抗氧剂+亚磷酸酯类抗氧剂中酚类抗氧剂∶亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1∶1～2∶1；所述的酚类抗氧剂包括1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)三酮、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯或者四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯；所述的亚磷酸酯类抗氧剂包括三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或者双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。抗氧剂的作用是减少加工过程由于热、氧、剪切等对树脂性能的影响。