[发明专利]具有无卤阻燃改性和核壳结构增韧的聚乙烯复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种具有无卤阻燃改性和核壳结构增韧的聚乙烯复合材料。

背景技术

聚乙烯是一种质轻无毒，具有优良的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性材料，其价格低廉，成型加工容易，广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业。但是，聚乙烯也存在冲击强度较差、韧性不足和耐燃性差等缺点，所以通常需要进行阻燃改性和增韧增强，以拓宽其使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有无卤阻燃改性和核壳结构增韧的聚乙烯复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：具有无卤阻燃改性和核壳结构增韧的聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯50%～80%、纳米碳酸钙8%～12%、二异氰酸酯1%～2%、二元羟基化合物2%～4%、复配型无卤阻燃剂10%～25%、相容剂3%～8%、分散剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的二元羟基化合物为乙二醇、丁二醇、已二醇、聚碳酸酯二元醇、聚已内酯二元醇中的一种。

所述的复配型无卤阻燃剂为聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%三者混合的复配物。

所述的相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM-g-MAH）、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）中的一种。

所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的具有无卤阻燃改性和核壳结构增韧的聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%，使混合均匀，制得复配型无卤阻燃剂，然后在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）将按重量配比称取的纳米碳酸钙和二元羟基化合物加入料筒温度为40℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；

（3）然后在混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、复配型无卤阻燃剂、相容剂、分散剂和抗氧剂，高速搅拌10～30分钟；

（4）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～230℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的具有无卤阻燃改性和核壳结构增韧的聚乙烯复合材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与二元羟基化合物在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体包覆在纳米碳酸钙表面，形成以纳米碳酸钙为核、弹性体为壳的核壳结构，使其发挥各自优点和对聚乙烯起到良好的协同增强增韧效果，同时对聚乙烯进行无卤阻燃改性具有高效、低烟、无毒、无熔滴、环保和达到UL94-0阻燃级标准，而且制得的聚乙烯复合材料具有加工性能好、综合性能优良和适用性强等特点，可广泛应用于电器、化工、食品、机械、建筑行业等领域。

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：

一种具有无卤阻燃改性和核壳结构增韧的聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯60%、纳米碳酸钙10%、二异氰酸酯1.5%、乙二醇3%、复配型无卤阻燃剂18%、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）6%、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%。所述的复配型无卤阻燃剂为聚磷酸胺（APP）50wt%、聚磷酸密胺盐（MPP）25wt%和纳米蒙脱土25wt%三者混合的复配物。