[发明专利]一种不析出无卤环保阻燃聚乙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

  本发明涉及一种聚乙烯塑料，尤其涉及一种不析出无卤环保阻燃聚乙烯材料，本发明还涉及该聚乙烯材料的制备方法。

背景技术

聚乙烯(PE) 是目前产量最大的通用型塑料，在国民经济各领域均得到了广泛的应用。但由于聚乙烯具有遇火易燃的缺点，而许多应用场合需要其具有阻燃性。

传统的阻燃聚乙烯材料的阻燃体系是采用溴锑阻燃体系，然而欧盟RoHS指令及WEEE指令均要求在家电、电子信息等产品中不能含有溴化物及锑化物，同时环境污染影响人类健康的问题已成为全球关注的焦点，所以开发无卤环保阻燃聚乙烯材料是当务之急。

现有技术中，人们主要采用两种方法制备无卤阻燃聚乙烯：第一，采用无机阻燃剂氢氧化铝（ATH）、氢氧化镁（MH）制备低烟无卤阻燃聚乙烯，但氢氧化物的阻燃效果较差，添加量大，一般添加量在50~75份，生产工艺复杂，加工性差，流动性低和韧性下降明显，无法作为注塑料使用，只能用于电线电缆材料。第二，采用红磷阻燃剂代替卤锑阻燃剂制备无卤阻燃聚乙烯，但红磷在加工过程中，容易引起着火，且产生具有高毒的PH₃气体，对人体健康和环境污染影响较为严重，同时红磷遇湿会生成磷酸，磷酸对金属元器件、电极、线圈等有腐蚀作用，导致断线、接触不良，甚至短路等质量隐患。单质磷的高活性引发的加工过程中的安全隐忧以及采用红磷后的相关产品在安全使用生命周期内的稳定性、可靠性问题，一直是整个化工领域挥之不去的担忧。目前很多厂家已禁止使用含红磷的材料。人们尝试使用磷氮系阻燃体系解决添加量大及环保等方面的问题，但由于聚乙烯本身的氧指数低，磷氮系阻燃剂的添加量相对较大，且聚乙烯本身与阻燃剂相容性差，从而增大加工难度及所得产品易析出。

因此，需要一种具有加工性、阻燃性、流动性、韧性均好，不析出且环保的阻燃聚乙烯材料来满足消费者需要。

发明内容

本发明提出一种不析出无卤环保阻燃聚乙烯材料，这种聚乙烯材料的阻燃性、流动性、韧性均优良，且还具有不析出、容易加工的特点，达到环保要求。本发明还提供一种不析出无卤环保阻燃聚乙烯材料的制备方法。

为了解决现有技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种不析出无卤环保阻燃聚乙烯材料，由低密度聚乙烯、复合阻燃剂、增韧剂、填充剂、润滑剂及其他助剂组成，该材料各组分的重量份数为低密度聚乙烯20~70份、复合阻燃剂15~45份、增韧剂2~15份、填充剂1~15份、润滑剂0.1~1份及其他助剂0.1~1份。

所述低密度聚乙烯的熔融指数为30~70g/min、悬臂梁缺口冲击强度为300~400J/m、密度为0.915~0.920 g/cm3，属于高流动性低密度聚乙烯，这种聚乙烯的选用决定了产品的加工流动性和力学性能。

所述的复合阻燃剂经过硅-磷-氮系阻燃剂表面改性处理，具体方法为复合阻燃剂通过高搅机充分混合，再加入硅-磷-氮系阻燃剂继续进行高速搅拌，完成复合阻燃剂的的表面改性处理。其中，复合阻燃剂为聚磷酸盐、焦磷酸盐、磷酸盐、有机次磷酸盐、无机次磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、三嗪齐聚物、硅酸盐、无机硼酸盐、有机硼酸盐、蒙脱土、季戊四醇、季戊四醇磷酸酯、聚四氟乙烯中的任两种或几种组合。

所述的硅-磷-氮系阻燃剂在1%热失重温度大于280℃，该硅-磷-氮系阻燃剂是由硅烷偶联剂与磷-氯化合物反应所得，该反应为现有技术，通过该反应得到的硅-磷-氮阻燃剂具有较好的相容性，经表面改性处理后可以更进一步的提高不析出无卤环保阻燃聚乙烯材料的阻燃性。所述的磷-氯化合物为三氯化磷、三氯氧磷、苯基二氯化磷、二苯基氯化磷、苯基磷酰二氯和烷基为氯化磷中的至少一种。

所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、双（γ-三乙氧基硅丙基）-四硫化物中的至少一种。