[发明专利]交联低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高分子新材料，尤其是一种交联低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法。

低烟无卤阻燃技术是最新的阻燃高分子材料技术，它与PVC阻燃、有卤聚烯烃低烟低卤阻燃技术相比，具有低烟(无烟)无毒的特点，因而成为九十年代高分子材料技术的一个热点。例如在英国期刊《Plastics，Rubber and CompositesProcessing and Application》[24(5)，271(1995)]中报道了有关低烟无卤阻燃材料的燃烧特性及术语解释。我国《特种橡胶制品》1997年第13卷第4期第4页报导了核电站用无卤阻燃橡胶的开发与应用，我国《高分子材料科学与工程》1997年第13卷第1期介绍了通过电子束辐射改善HDPE与Mg(OH)₂共混的低烟无卤阻燃材料力学性能的技术；近五年来这一领域研究十分活跃。但是，在低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料中，大量的Mg(OH)₂、Al(OH)₃，、红磷以及其它结晶态无机填料的加入，改变了聚烯烃基体的聚集态结构，降低了高分子的内聚能密度，因而使其力学性能下降，表现为抗张强度的下降和伸长率的损失；以乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为例，纯净EVA的抗强度达18MPa、断裂伸长率达800％，添加50份20μM的Mg(OH)₂后分别下降为4.5MPa和70％。因此，迄今尚未有适合于工业应用的低烟无卤阻燃材料投入市场，现有的同类产品在力学强度，防老化性、耐热性能等方面均有不足。

本发明的目的是为了提高一种极限氧指数高、室温抗张强度好、断裂伸长率高，并具有良好的加工流动性和防老化性能的交联低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料。

本发明的另一目的是为了提供一种利用适当的表面活性剂改变无机填料的表面性能，提高其与聚烯烃的亲合性，抑制共混物体系内聚能密度的下降，并采用交联方法增强高分子的内聚状态的交联低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料的制备方法。

本发明的目的可通过如下措施来实现：

一种交联低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料，是以低密度聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯共聚物为基料，在其中添加抗氧化剂、交联剂、无机填料及其它助剂制成；该复合材料由包括下述重量份的原料制成：低密度聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯共聚物100份、至少一种抗氧化剂3-11份、无机填料70-110份、酚醛树脂包覆红磷5-12份、炭黑0-8份、交联剂2-5份。本发明的另一目的还可通过如下措施来实现：

一种交联低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料的制备方法包括下述步骤：①先在加热至60-80℃的高速捏合机中加入Al(OH)₃和/或Mg(OH)₂，然后加入硬酯酸锌和二异硬酯酰基钛酸异丙酯高速捏合即可出料；②在150-180℃双辊开炼机上，加入低密度聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯共聚物塑化均匀，然后加入抗氧化剂混匀，再加入步骤①中处理过的无机填料和酚醛树脂包覆红磷、碳黑，混匀出料；③将步骤②中制备的混合物料加入高速捏合机，再加入辐照交联剂或化学交联剂在辐照交联条件下或化学交联条件下交联即可。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、本发明的配方中利用表面活性剂改性的无机填料与聚烯烃基料共混，同时加入协同作用的抗氧化剂和其他助剂，并利用交联方法增强高分子内聚状态，克服了现有技术中大量无机填料对聚烯烃材料力学性能的损坏，使用高阻燃性与优异的力学性能、加工性能和防老化性能结合一体，使本发明的复合材料的极限氧指数可达41，室温抗张强度达11MPa，断裂伸长率达450％，并具有良好的加工流动性和防老化性能，适用于公共场所的复合材料装饰、电线电缆及其附件等。

2、本发明的方法是使用的适当的表面活性剂对无机填料进行表面改性，从而提高了无机填料与聚烯烃的亲合性，抑制了共混物体系内聚能密度的下降，同时采用交联方法增强高分子内聚状态；因而利用本发明方法制备的复合材料具有高阻燃性和优异的力学性能、加工工艺性能和防老化性能。

本发明还将结合实施例作进一步详述：

实施例一：

一种交联低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料，是以低密度聚乙烯和乙烯醋酸乙烯酯共聚物为基料，在其中添加抗氧化剂、交联剂、无机填料及其它助剂制成；该复合材料由包括下述重量份的原料制成：低密度聚乙烯70份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物30份、3-(3，5-二叔丁基-羟基苯基)丙酸十八酯4份、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷3份、无机填料105份、酚醛树脂包覆红磷12份、炭黑0份、三烯丙基异氰酸酯4份。