[发明专利]一种阻燃抑烟发泡材料的制备及其设备

说明书

本发明属于阻燃抑烟发泡材料技术领域，尤其涉及一种阻燃抑烟发泡材料的制备及其设备。本发明具有制备工艺简单有效，以及制备所得的发泡材料阻燃抑烟效果显著的优点，其中发泡材料的物料组成配方有效提高了LDPE发泡材料的氧指数，大大降低了燃烧时的发烟量，对发泡材料的力学性能影响很低，而复合阻燃抑烟剂同时具有阻燃、增塑的功能，并且能与LDPE有很好的相容性，超细硼酸锌的引入，提高了碳层质量，保护了内部基材，使降解产生可燃气体量减少，从而降低了燃烧时的发烟量，另一方面由于超细硼酸锌粒径小，比表面能高，大表面积有利于吸收烟尘，使发泡材料的发烟量和烟释放速率进一步降低，并且发泡材料燃烧时产生的CO和CO₂的气体量也明显减少。

技术领域

本发明属于阻燃抑烟发泡材料技术领域，尤其涉及一种阻燃抑烟发泡材料的制备及其设备。

背景技术

低密度聚乙烯（LDPE）具有优良的绝缘性、耐低温性、易加工和较强的机械强度，以及优良的化学稳定性和突出的断裂伸长度而广泛应用于许多领域。但是LDPE的氧指数只有17.4，属于易燃的高分子材料，而且燃烧时易熔融滴落，引燃其他物品，有扩大火灾范围的潜在危险。使用传统的卤系阻燃剂阻燃虽然阻燃效果好燃烧但是有会产生卤化氢气体及浓烟等缺点，出于对人类健康和环境保护的考虑，许多国家已经开始禁用含有卤系阻燃剂的发泡材料，所以无卤阻燃抑烟发泡材料的开发已经迫在眉睫。

专利公开号为CN 109971058A，公开日为2019.07.05的中国发明专利公开了一种阻燃聚乙烯材料及其制备方法，该阻燃聚乙烯材料由聚乙烯树脂、溴锑阻燃母粒、硅酮母粒、硬脂酸类润滑剂、抗氧剂、相容剂和阻燃协效剂组成，方法为先将各组分分批充分混匀，再进行挤出、冷却、拉条、切粒。

但是该发明专利中的阻燃聚乙烯材料存在阻燃效果差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻燃抑烟发泡材料的制备及其设备，其能通过在低密度聚乙烯中添加复合阻燃抑烟剂，并依次进行造粒、挤出、辐照和发泡的方式，达到有效制备阻燃抑烟发泡材料的效果。本发明具有制备工艺简单有效，以及制备所得的发泡材料阻燃抑烟效果显著的优点。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种阻燃抑烟发泡材料的制备，所述阻燃抑烟发泡材料的物料组成包括：低密度聚乙烯、发泡剂、成核剂、复合阻燃抑烟剂、抗氧化剂、润滑剂，以及着色剂，所述复合阻燃抑烟剂包括聚磷酸铵膨胀型阻燃剂和超细硼酸锌阻燃剂。

在本发明中，所述聚磷酸铵膨胀型阻燃剂具有明显降低低密度聚乙烯氧指数，减少发烟量的优点，而所述超细硼酸锌阻燃剂提高了碳层质量，保护了内部基材，使降解产生可燃气体量减少，从而更进一步地降低了燃烧时的发烟量。

进一步优选的技术方案在于：所述复合阻燃抑烟剂的制备方法依次包括以下步骤：

S1、在反应釜中按重量比为3:2的比例添加聚磷酸铵和季戊四醇，加热至65-78℃，以150-200r/min的速度搅拌1.5-2.5h，得到所述聚磷酸铵膨胀型阻燃剂；

S2、在所述聚磷酸铵膨胀型阻燃剂中添加量占自身总重量占比30%的超细硼酸锌阻燃剂，升温至120-125℃，充分搅拌，得到复合阻燃抑烟剂中间体；

S3、将所述复合阻燃抑烟剂中间体降温至95-98℃，添加剩余重量占比为70%的超细硼酸锌阻燃剂，充分搅拌后得到所述复合阻燃抑烟剂，冷却至室温后待用。

在本发明中，所述聚磷酸铵膨胀型阻燃剂包括聚磷酸铵和季戊四醇，使得季戊四醇作为聚磷酸铵的有效分散系，保证聚磷酸铵在低密度聚乙烯中的均匀分散，而所述超细硼酸锌阻燃剂分两次加入到所述聚磷酸铵膨胀型阻燃剂中，可以在保证均匀混合的前提下，使得超细硼酸锌对聚磷酸铵的均分分散效果影响较小，保证两种阻燃剂分别有效进行，最终达到较好的阻燃抑烟效果。