[发明专利]增强补韧型抗静电阻燃母粒及制备方法与应用

说明书

技术领域：

本发明涉及塑料抗静电阻燃材料，尤其涉及对既抗静电又阻燃性能要求高的塑料制品。如：煤矿井下塑料制品，易燃易爆气体输送管道和塑料电器制品等领域。

背景技术：

塑料为非导电易燃高分子材料。许多应用领域，如：电器零部件，煤矿井下用塑料管材，板材网络制品，煤气、天然气等可燃性气体输送用塑料管道或塑料容器，塑料电器制品，为了避免火灾，既要求阻燃，又要求抗静电。目前生产这一类塑料制品，一般采用专用料的形式。如：专利200610043497.0，200610040792.0，02135418.6，200410036589.7中所述：即把抗静电组分和阻燃组分加入到基体树脂中，经双螺杆挤出机造粒制成专用料，再用专用料生产制品。这种做法存在两个缺点：其一：所用树脂在生产制品之前都要走一遍双螺杆，既浪费电能，又对树脂的力学性能造成损害。一般PE经双螺杆挤出机挤出后，综合力学性能要降低5～8％，PP降低幅度更大，要超过10％。其二：不同场合下使用的制品，对抗静电和阻燃性能要求不完全相同，需要生产众多种类的专用料才能满足需要，给生产带来许多不便。采用本发明，补强增韧型抗静电阻燃母粒的形式，既节省能源，减小对树脂力学性能的损害，使用又非常方便。只要调节母粒与基体树脂的比例，便可生产具有各种不同抗静电阻燃性能的塑料制品。虽然没有目前已有类似母粒形式的专利，如：200410067507.5，92112913.0，但它们的局限性大，仅适用一种材料的制品，不具通用性且性能较差。本发明可适用多种不同材料制品，并能满足各种场合下对抗静电阻燃性能要求高的制品。

发明内容：

本发明主要内容是提供一种具有抗静电阻燃功能母粒的制备方法与应用。

抗静电阻燃母粒是由阻燃剂、抗静电剂、加工助剂和载体树脂四部分组成，它们之间的重量比例为：阻燃剂∶抗静电剂∶加工助剂∶载体树脂＝30～50∶20～30∶15～35∶10～15。

所用阻燃剂有卤素系列，它们是：十溴联苯醚，十溴二苯乙烷，四溴双酚A，四溴丁烷，氯化石蜡；磷系列：多聚磷酸铵，磷酸三甲酯，包膜红磷和其他系列产品：硼酸锌，硅酸铵，三氧化二锑，氢氧化镁和氢氧化铝。可选用其中一种或两种以上任意比例的混合物。采用多种复配比单一品种效果好。不同阻燃剂阻燃机理不完全相同，通过多种复配可以充分发挥各自的优势，获得更佳的阻燃效果。如果用非卤素系列阻燃剂，可制得无卤低烟母粒，更符合环保要求。阻燃剂在母粒中所占重量比例为30～50％，最佳比例为35～45％。

所用抗静电剂为：导电石墨，导电炭黑，烷基磷酸酯二乙醇铵盐，硬脂酰胺，丙基，二甲基-β-羟乙基铵硝酸盐，单硬脂酸甘油酯，烷基磷酸酯，二乙醇铵盐，十二烷基二甲基甜菜碱和辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上任意比例混合物。如果利用某些抗静电剂之间的协同效应，可以减小用量，并获得较好的抗静电效果。抗静电剂在母粒中所占重量比例为：20～30％，最佳比例为：15～25％。

所用加工助剂为：PE蜡，PP蜡，固体石蜡，白油，无规PP，硬脂酸及其盐，铝酸酯偶联剂，钛酸酯偶联剂，酸式亚磷酸酯偶联剂，稀土偶联剂和硅油中的一种或两种以上任意比例的混合物。这些加工助剂的功能是：润滑作用，降低各组分之间的界面能，增加相容性，既便于挤出造粒，又利于母粒在基体树脂中分散。多种加工助剂复配使用比单一使用效果更好。加工助剂在母粒中所占比例为：15～35％，最佳比例为：20～30％。

所用载体树脂为：PE，PP，EVA，EAA，POE，PVC，ABS，PS，PET和PA中的一种或两种以上任意比例的混合物。顾名思义，载体树脂的作用是将所有组分捏合在一起，本身作为载体，将其带进基体树脂中。为此，可用作载体的树脂，应具备两个条件，其一：熔体流动速率要大，其二：与基体树脂相容性要好。载体数值在母粒中所占比例为10～15％，最佳比例为：11～13％。

为了保证本发明抗静电阻燃母粒，补强增韧性能，所用到的无机组分的厚生粒子粒径都是纳米级或接近纳米级。只有选用如此小的粒径，才能在增加比例大的情况下，使制品的力学性能不受影响，甚至有所增加。为了使如此小的无机纳米粒子能够均匀分散在塑料中，必须选择高性能的加工助剂和合理加工工艺。