[发明专利]无卤阻燃复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃复合材料及其制备方法，具体涉及一种用于制备铝塑复合板的无卤阻燃复合聚合物材料及其制备方法。

背景技术

铝塑复合板是一种新型建筑装饰材料，具有重量轻、强度好、表面平整、色彩丰富艳丽、施工便捷等优点，广泛应用于飞机场、宾馆、车站、大型娱乐场所以及高档高层建筑物的幕墙、室内外装修等场合，是现代建筑不可或缺的重要元素。当前，世界各国对建筑材料安全性的要求越来越高，防火性能是安全性的一项最重要指标。但是目前常用的阻燃铝塑复合板用聚合物复合材料为卤/锑阻燃聚乙烯或者是聚氯乙烯，这些材料在燃烧时会生成大量有毒有腐蚀性的烟雾，易导致火灾现场的人员窒息死亡，同时腐蚀性气体对建筑物、设备等有严重的破坏作用，不符合建筑材料环保产业政策要求和国际上建筑材料绿色化的发展方向。

阻燃铝塑复合板用聚合物复合材料的无卤化是当前研究的一个重点。德国的阿鲁克邦、日本的三菱、美国的雷诺兹等都纷纷推出自己的难燃级、不燃级防火板，国内也在此领域展开了研究。由于氢氧化镁、氢氧化铝等无卤阻燃剂的阻燃效率较低，通常需要添加阻燃协效剂，常用的有聚磷酸铵(中国专利申请CN1445273A)、硝酸铜(中国专利申请CN101280083A)等。而添加这些阻燃协效剂的铝塑复合板芯材虽然具有良好的阻燃性能，但是聚磷酸铵、硝酸铜等都有一定的水溶性，特别是在潮湿的环境条件下易迁移至基材表面，影响与铝板的粘结强度，甚至聚磷酸铵在加工时可能会出现脱氨现象，产生气泡，影响材料的物理性能，同时使主链上有酸位，对铝板有腐蚀性，导致材料的成材率下降，制造总成本上升。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种无卤阻燃聚合物复合材料，该材料具有新型环保安全，阻燃性能优良，抗融滴效果好，韧性较好，成型加工性能优良等优点，特别适合用来制备无卤阻燃铝塑复合板。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种无卤阻燃复合材料，基于复合材料的总重量计，其中包含10％～40％(重量)的聚乙烯，4.5％～20％(重量)的弹性体、40％～70％(重量)的无卤阻燃剂，0.5％～15％(重量)的阻燃协效剂和1％～5％(重量)的润滑剂，所述阻燃协效剂选自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐和三聚氰胺高分子量磷酸盐中的一种或多种。

在上述复合材料中，三聚氰胺高分子量磷酸盐可以选自三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐和正磷酸二三聚氰胺中的一种或多种。优选地，阻燃协效剂的粒径为1～50μm。

在上述复合材料中，聚乙烯可以选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的一种或多种。优选地，聚乙烯的熔融指数为2～20g/10分钟。

在上述复合材料中，弹性体可以选自乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA，其醋酸乙烯的含量可以为12％～46％(重量))、乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EAA)，以及聚烯烃与一元不饱和酸、二元不饱和酸或马来酸酐(MAH)的接枝共聚物中的一种或多种。弹性体也可以选自热塑性弹性体(TPE)，例如热塑性聚烯烃弹性体(POE)、热塑性橡胶弹性体(TPR)和热塑性硫化橡胶弹性体(TPV)中的一种或多种。优选地，弹性体的熔融指数为5～250g/10分钟。

在上述复合材料中，无卤阻燃剂可以为化学沉淀法或菱镁矿物法制备的氢氧化镁，优选为粒径为1～50μm的化学沉淀法或菱镁矿物法制备的氢氧化镁粉体。

在上述复合材料中，润滑剂可以选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或多种。润滑剂被用来增加复合体系在熔融态的流动性，降低塑化过程中的螺杆扭矩，同时确保挤出样条的表面光滑性。

本发明还提供了包括上述复合材料的铝塑复合板。

本发明还提供了上述复合材料的制备方法，该制备方法包括将聚乙烯、弹性体、无卤阻燃剂、阻燃协效剂和润滑剂通过挤出机熔融复合而成。

具体来说，上述制备方法包括以下步骤：

(1)按照所述重量百分比，先将部分或全部无卤阻燃剂、阻燃协效剂混合，再与余下的组分混合；

(2)采用挤出机将混合物挤出热切造粒；

(3)冷却后筛分即可。

在上述制备方法中，步骤(1)中的混合时间可以为1～15分钟，温度优选不超过90℃。