[发明专利]一种滚塑专用阻燃抗静电聚乙烯组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种滚塑专用无卤阻燃抗静电聚乙烯组合物，其组分按质量百分比为LLDPE 5％～25％，LDPE 25％～45％，阻燃抗静电母料30％～50％；其中所述无卤阻燃抗静电母料的组分包含LLDPE 20％～35％，导电碳黑5％～12％，可膨胀石墨8％～16％，磷氮系膨胀型阻燃剂30％～38％，抗静电剂1％～2％，偶联剂0.6％～1.5％，增韧剂4％～8％，PE蜡0.6％～2％，抗氧剂0.4％～1.0％。本发明同时也公开了一种滚塑专用无卤阻燃抗静电聚乙烯组合物的制备方法。所制备的组合物其熔融指数为≥5g/10min，拉伸强度为10～12MPa，简支梁缺口冲击强度为5～10kJ/m²，表面电阻为10⁶～10⁷Ω，阻燃级别为UL94 V‑0级。

技术领域

本发明涉及阻燃抗静电聚乙烯组合物领域，具体涉及滚塑专用的阻燃抗静电聚乙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚乙烯(PE)作为产量最大的通用塑料之一，由于质轻、易成型、低毒性、良好的电气绝缘性和机械性能，已应用于日常生活的方方面面。然而它的极限氧指数很低，极易燃烧，严重影响了它的广泛应用。

此外，PE也具有优良的电绝缘性能，但在某些特殊应用领域，正是由于PE的高电阻率(10¹⁶Ω·cm)往往使其在使用过程中容易产生静电积累，从而造成静电吸尘乃至静电放电等不良现象，严重的甚至会引起火灾。因此，对于特定的场所(如矿山内)，必须对PE进行阻燃和抗静电改性。

滚塑成型工艺通常用于制备中、大型中空制品，如大型水箱、风机外壳、儿童滑梯、洗地机等。由于滚塑过程为了保证物料快速熔融，因此原料必须磨粉至40目左右才能使用；而且滚塑过程通常需要在250℃左右加热10min以上，一般的工程塑料很难承受这么长时间的加热而发生降解，因此目前滚塑成型所使用的原料大部分是PE粉。

由于滚塑成型过程中没有剪切力的作用，物料熔融后主要依靠重力作用而在模具内部成型，因此物料的流变学性能十分重要。通常用于制备滚塑制品的PE原料，其熔融指数要大于3g/10min才能满足成型，而对于结构复杂的模具，熔融指数的要求更高。

目前涉及阻燃抗静电PE的专利，其填充量通常达到30％～40％，如此高的填充量导致共混物的流动性极差，就算加入流动改性剂，其熔指也一般<0.5g/10min，无法用于滚塑成型工艺。专利CN201210557511涉及阻燃抗静电双功能改性聚乙烯复合材料及其制备方法，专利中得到的阻燃抗静电聚乙烯组合物的熔指<0.5g/10min，远远无法满足滚塑成型的需求。

发明内容

本发明的范围只由权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节发明内容的陈述所限。

本发明旨在提供一种适用于滚塑工艺的阻燃效果佳、抗静电性能高的阻燃抗静电聚乙烯及其制备方法。

为实现上述目的本发明采用的技术方案是：一种滚塑专用无卤阻燃抗静电聚乙烯组合物，其组分包含LLDPE 5％～25％，LDPE 25％～45％，阻燃抗静电母料30％～50％；其中，所述的无卤阻燃抗静电母料的组分包含LLDPE 20％～35％、导电碳黑5％～12％、可膨胀石墨8％～16％、磷氮系膨胀型阻燃剂30％～38％、抗静电剂1％～2％、偶联剂0.6％～1.5％、增韧剂4％～8％、PE蜡0.6％～2％、抗氧剂0.4％～1.0％。以上比例均为质量百分比。

其中，所述的LLDPE熔融指数≥20g/10min，拉伸屈服强度≥13MPa，简支梁缺口冲击强度≥50kJ/m²；LDPE熔融指数≥50g/10min，拉伸屈服强度≥8MPa，简支梁缺口冲击强度≥60kJ/m²。

其中，所述的磷氮系膨胀型阻燃剂为聚磷酸胺(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)按重量份数APP:MEL:PER＝7:3:4的比例混合而成。