[发明专利]无卤高阻燃聚烯烃材料及其制备方法

说明书

本发明公开了无卤高阻燃聚烯烃材料及其制备方法，无卤高阻燃聚烯烃材料包括以下重量份组分：POE 20～40、PE 20～40、PP 6～24、PPO 4～16、PE相容剂5～15、阻燃剂140～180、阻燃协效剂1～5、润滑剂0.5～3、抗氧剂0.3～2；制备时，先将全部PP、PPO及0.1份的抗氧剂、0.2份的润滑剂混合均匀，经双螺杆造粒，获得碳源母料；然后将POE、PE、预制的碳源母粒、相容剂、阻燃剂、阻燃协效剂、残碳粘合剂、润滑剂、抗氧剂按比例进行配料，加入密炼机中混炼至料温为160℃～170℃时出料送入锥形喂料斗，经双螺杆、单螺杆造粒、冷却，制得产品；该材料具有较好的成碳效果，碳层坚固致密，使材料具有优异的阻燃性能，能够满足线缆B1类阻燃、成束A类阻燃等大规格线缆的阻燃要求。

技术领域

本发明涉及无卤高阻燃聚烯烃材料，是一种电线电缆用高分子材料，适用于具有高阻燃性能要求的大规格电线电缆。本发明还涉及无卤高阻燃聚烯烃材料的制备方法。

背景技术

随着经济和社会的快速发展，国家及群众对火灾安全的要求越来越高，对生活和工业用品的阻燃提出了越来越高的要求。POE、PE类聚烯烃材料具有良好的机械物理性能、电性能，成本较低，特别适用于电线电缆的绝缘和护套材料，但其化学组成只有碳、氢两种元素，本身阻燃性能差、成碳低、热释放大，当前无卤阻燃体系对其阻燃性能的改善效率较低，即便填充高比例的无卤阻燃剂，仍难以大的较高的阻燃性能，反而造成材料的强度、伸长率、工艺性能大幅度下降，限制了这类材料的应用。

聚苯醚(PPO)是一种具有较高耐热、耐低温、耐冲击、密度低、吸湿性小、阻燃好、不熔滴、有自熄等诸多优点的工程塑料，但其熔点和玻璃化转变温度高，熔融流动性差，成型困难。由于其加工温度高、工艺性能差，难以与分解温度较低的无卤阻燃剂如氢氧化镁，特别是氢氧化铝配合使用，与分解温度较低的基材树脂如EVA也无法配合使用。通过对PPO改性，能够改善它的加工性能，在一些领域获得应用，但目前较少将PPO作为碳源用于聚烯烃类材料的制备。

聚合物材料的阻燃，除了基体材料本征阻燃外，更多的是通过添加阻燃剂实现的。目前常用的阻燃有卤系阻燃剂、无机阻燃剂、磷氮类阻燃剂、膨胀系阻燃剂等。卤系阻燃剂虽具有阻燃效率高、添加量少、对材料性能影响较小等优点，但不符合绿色阻燃的发展趋势，且成本比无机阻燃剂高数倍甚至十多倍。无机阻燃剂虽符合绿色阻燃的发展趋势且成本较低，但阻燃效率低、添加量大、对材料性能影响大。PE、POE、EVA等本征阻燃较差的聚合物材料，通过添加大量无机阻燃剂，虽然能明显提高其阻燃性能，但对特别高的阻燃要求，一般无法满足。磷氮系、膨胀系阻燃剂等虽然比无机阻燃剂的阻燃效率高，但存在成本、吸潮、析出、产烟大等某方面或某几方面的缺点，在PE、POE、EVA等聚合物中的实际应用也较少。在PE、POE、EVA等聚合物中复合添加某几种阻燃剂并添加少量的协效阻燃剂(如纳米蒙脱土)的效果会比单一添加某一种阻燃剂的效果好，但仍难以满足一些线缆的高阻燃要求，如B1类阻燃、成束A类阻燃等。

因此，PE、POE、EVA等聚烯烃的绿色、高效阻燃仍然是行业性难题，实现聚烯烃类材料的高效阻燃成了行业内持续研究的热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无卤高阻燃聚烯烃材料，该材料具有较好的成碳效果，碳层坚固致密，使材料具有优异的阻燃性能，能够满足线缆B1类阻燃、成束A类阻燃要求。

为解决上述技术问题，本发明无卤高阻燃聚烯烃材料，其包括以下重量份组分：POE 20～40、PE 20～40、PP 6～24、PPO 4～16、相容剂5～15、阻燃剂140～180、阻燃协效剂1～5、润滑剂0.5～3、抗氧剂0.3～2。