[发明专利]一种阻燃抗静电聚乙烯塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种阻燃抗静电聚乙烯塑料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯（PE）具有良好的化学稳定性、耐穿刺性和冲击性能，特别是耐低温性能好，脆化温度一般可达-50℃以下。PE的加工性能很好，加工温度范围宽。但PE塑料也有拉伸强度较低、抗蠕变性不好、耐环境应力开裂性不好、耐热性不高及易燃等缺点，故将PE塑料应用于矿井时，尚需对其进行必要的改性处理，使其在保持优良物理机械性能的同时，还应具有阻燃和抗静电性能。聚乙烯塑料氧指数只有17左右，表明聚乙烯极易燃烧，要获得符合要求的阻燃塑料，就需要对塑料进行阻燃改性处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃效果好、抗静电性能高的阻燃抗静电聚乙烯塑料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻燃抗静电聚乙烯塑料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯50%～80%、阻燃剂20%～35%、协同阻燃剂5%～8%、纳米碳酸钙3%～8%、抗静电剂0.1%～1%、偶联剂0.1%～1%、分散剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、光稳定剂0.1%～1%。

所述的阻燃剂为膨胀型阻燃剂。

所述的协同阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁。

所述的纳米碳酸钙的平均粒径在5nm～20nm之间。

所述的抗静电剂为油酸聚乙二醇酯。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝钛复合偶联剂。

所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A分散剂、乙撑双硬酯酰胺（EBS）中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。

上述的一种阻燃抗静电聚乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取纳米碳酸钙和偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、阻燃剂、协同阻燃剂、抗静电剂、分散剂、抗氧剂和光稳定剂，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；

（2）将上述混合好的物料及时加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种阻燃抗静电聚乙烯塑料。

本发明的有益效果是，本发明通过采用共混改性的方式、经双螺杆挤出造粒的方法，获得的阻燃抗静电聚乙烯塑料，其拉伸强度为12.5～13.8MPa、伸长率为280%～360%、悬臂梁缺口冲击强度为31～34 kJ/m²、表面电阻为10⁷～10⁹Ω·m、材料氧指数为30～33，阻燃级别达到UL94-0标准，纳米碳酸钙的加入在保持良好的冲击韧性的同时，还能明显提高材料拉伸强度，并且对抗静电性能有促进作用，而对阻燃性能无明显影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种阻燃抗静电聚乙烯塑料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯62%、膨胀型阻燃剂24%、氢氧化铝6%、纳米碳酸钙5%、油酸聚乙二醇酯0.5%、硅烷偶联剂0.2%、聚乙烯蜡1%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、受阻胺类光稳定剂0.8%。其中，所述的纳米碳酸钙的平均粒径在5nm～20nm之间。

制备方法：（1）按重量配比称取纳米碳酸钙和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、膨胀型阻燃剂、氢氧化铝、油酸聚乙二醇酯、聚乙烯蜡、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物和受阻胺类光稳定剂，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（2）将上述混合好的物料及时加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种阻燃抗静电聚乙烯塑料。

实施例2：

一种阻燃抗静电聚乙烯塑料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯52%、膨胀型阻燃剂32%、氢氧化镁8%、纳米碳酸钙5%、油酸聚乙二醇酯0.5%、铝钛复合偶联剂0.2%、TAS-2A分散剂1%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.3%、受阻胺类光稳定剂1%。其中，所述的纳米碳酸钙的平均粒径在5nm～20nm之间。

制备方法：（1）按重量配比称取纳米碳酸钙和铝钛复合偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、膨胀型阻燃剂、氢氧化镁、油酸聚乙二醇酯、TAS-2A分散剂、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物和受阻胺类光稳定剂，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（2）将上述混合好的物料及时加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种阻燃抗静电聚乙烯塑料。