專利名稱：一種無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯組合物，更具體地，涉及用于紡織品及建筑材料等的無鹵 阻燃低密度聚乙烯發(fā)泡樹脂及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前商品化的阻燃發(fā)泡聚乙烯產(chǎn)品幾乎全部采用含鹵阻燃劑，鹵素阻燃劑阻燃效 率高，添加量少，對材料的力學(xué)性能影響較小。但隨著社會的進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)， 含鹵材料的弊端二次污染(燃燒時產(chǎn)生的煙霧、毒氣的散發(fā)以及由此引起的嚴(yán)重腐蝕問 題)與社會的需求背道而馳。1986年，歐洲首先發(fā)現(xiàn)含溴體系燃燒產(chǎn)生的產(chǎn)物中含有的多 溴二苯醚、四溴雙苯丙二噁烷及四溴雙苯丙呋喃等屬于致癌物質(zhì)。因此，阻燃高分子材料的 無鹵化是未來的一個發(fā)展趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，該組合物不含鹵素，具有 阻燃性，綜合力學(xué)性能與含鹵阻燃材料相當(dāng)。
該組合物包含以下原料，以重量百分?jǐn)?shù)計
聚乙烯30% 60%
乙烯-醋酸乙烯共聚物10% 20%
增強(qiáng)劑2% 3%
發(fā)泡劑10% 15%
助發(fā)泡劑0.3% 0.5%
交聯(lián)劑0.2% 0.5%
無鹵阻燃劑17. 5% 31%
所述的聚乙烯為分子量為300，000-500, 000的低密度聚乙烯。
所述的乙烯_醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯重量含量為10% 28%。
所述的增強(qiáng)劑選自碳酸鈣、二氧化硅、碳酸鎂及硫酸鈣中的一種或者一種以上的

混合物。所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、二亞硝基亞戊基四胺及氧代雙苯磺酰阱中的一種 或者一種以上的混合物。所述的助發(fā)泡劑為氧化鋅、硬脂酸鹽、碳酸鹽及磷酸鹽中的一種或者一種以上的 混合物。所述的交聯(lián)劑為偶氮二異丁腈、三烯丙基異三聚氰酸酯以及過氧化二異丙苯中的 一種或者一種以上的混合物。所述的無鹵阻燃劑為磷氮類無鹵膨脹阻燃劑，具體地說，選自多聚磷酸銨、季戊四 醇、雙季戊四醇、多季戊四醇、硼酸鋅、醋酸鋅以及三聚氰胺之中的一種或者一種以上的混 合物。
本發(fā)明還提供了一種如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物的制備方 法，其特征在于，包括以下具體步驟步驟1，備料，以重量百分?jǐn)?shù)計步驟2，將乙烯-醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、增強(qiáng)劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、發(fā)泡助 劑以及阻燃劑進(jìn)行密煉混合，密煉溫度設(shè)在100°C ；步驟3，將密煉好的混合物進(jìn)行開煉混合，然后出片，送入成型設(shè)備中進(jìn)行預(yù)成型， 成型壓力為4-6MPa，8-ll秒后取出；步驟4，將步驟3所得預(yù)成型材放入層壓機(jī)中進(jìn)行模壓，待到發(fā)泡時間足夠，即達(dá) 到所需發(fā)泡倍率后開模取料，制成發(fā)泡板材。本發(fā)明通過向聚乙烯中添加無鹵的磷氮類膨脹阻燃劑來制備無鹵阻燃聚乙烯復(fù) 合材料，為了進(jìn)一步增強(qiáng)阻燃效果，還加入了發(fā)泡劑及助發(fā)泡劑。該方法制備的復(fù)合材料具 有良好的阻燃效果，且綜合力學(xué)性能與有鹵阻燃材料相當(dāng)。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例1步驟1，備料，各種原料按重量份計低密度聚乙烯60公斤乙烯-醋酸乙烯共聚物 10公斤碳酸鈣2公斤偶氮二甲酰胺10公斤過氧化二異丙苯0. 2公斤氧化鋅0. 3公斤多聚磷酸銨17. 5公斤；步驟2，將上述原料置于密煉機(jī)進(jìn)行密煉混合，密煉溫度為100°C ；步驟3，將密煉好的混合物進(jìn)行開煉混合，然后出片，送入成型設(shè)備中進(jìn)行預(yù)成型， 成型壓力為4-6MPa，成型溫度為60°C，8-11秒后取出；步驟4，將上述所得預(yù)成型材放入層壓機(jī)中進(jìn)行模壓，待到發(fā)泡時間足夠，即達(dá)到 所需發(fā)泡倍率后開模取料，制成發(fā)泡板材。實施例1所得板材的性能參數(shù)見表1。實施例2步驟1，備料，各種原料按重量份計聚乙烯乙烯-醋酸乙烯共聚物
30% 60% 10% 20% 2% 3% 10% 15% 0. 3% 0. 5% 0. 2% 0. 5% 17. 5% 31% ；增強(qiáng)劑發(fā)泡劑助發(fā)泡劑交聯(lián)劑 無鹵阻燃劑
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低密度聚乙烯乙烯-醋酸乙烯共聚物碳酸鎂二亞硝基亞戊基四胺偶氮二異丁腈硬脂酸鋅三聚氰胺
30公斤 20公斤 3公斤 15公斤 0. 5公斤 0. 5公斤 31公斤；步驟2，將上述原料置于密煉機(jī)進(jìn)行密煉混合，密煉溫度為100°C ；步驟3，將密煉好的混合物進(jìn)行開煉混合，然后出片，送入成型設(shè)備中進(jìn)行預(yù)成型， 成型壓力為4-6MPa，成型溫度為60°C，8-11秒后取出；步驟4，將上述所得預(yù)成型材放入層壓機(jī)中進(jìn)行模壓，待到發(fā)泡時間足夠，即達(dá)到 所需發(fā)泡倍率后開模取料，制成發(fā)泡板材。實施例2所得板材的性能參數(shù)見表1。實施例3步驟1，備料，各種原料按重量份計低密度聚乙烯40公斤乙烯-醋酸乙烯共聚物 20公斤硫酸鈣3公斤氧代雙苯磺酰阱15公斤偶氮二異丁腈0. 5公斤碳酸鈣0. 5公斤多聚磷酸銨21公斤；步驟2，將上述原料置于密煉機(jī)進(jìn)行密煉混合，密煉溫度為100°C ；步驟3，將密煉好的混合物進(jìn)行開煉混合，然后出片，送入成型設(shè)備中進(jìn)行預(yù)成型， 成型壓力為4-6MPa，成型溫度為60°C，8-11秒后取出；步驟4，將上述所得預(yù)成型材放入層壓機(jī)中進(jìn)行模壓，待到發(fā)泡時間足夠，即達(dá)到 所需發(fā)泡倍率后開模取料，制成發(fā)泡板材。實施例3所得板材的性能參數(shù)見表1。實施例4步驟1，備料，各種原料按重量份計低密度聚乙烯36公斤乙烯-醋酸乙烯共聚物20公斤碳酸鈣3公斤二亞硝基亞戊基四胺15公斤偶氮二異丁腈0. 5公斤磷酸鈣0. 5公斤三聚氰胺25公斤；步驟2，將上述原料置于密煉機(jī)進(jìn)行密煉混合，密煉溫度為100°C ；步驟3，將密煉好的混合物進(jìn)行開煉混合，然后出片，送入成型設(shè)備中進(jìn)行預(yù)成型，成型壓力為4-6MPa，成型溫度為60°C，8-11秒后取出；步驟4，將上述所得預(yù)成型材放入層壓機(jī)中進(jìn)行模壓，待到發(fā)泡時間足夠，即達(dá)到 所需發(fā)泡倍率后開模取料，制成發(fā)泡板材。實施例4所得板材的性能參數(shù)見表1。實施例5步驟1，備料，各種原料按重量份計
0087]低密度聚乙烯42公斤
0088]乙烯-醋酸乙烯共聚物10公斤
0089]硫酸鈣3公斤
0090]氧代雙苯磺酰阱15公斤
0091]過氧化二異丙苯0.5公斤
0092]碳酸鈣0. 5公斤
0093]多聚磷酸銨29公斤；步驟2，將上述原料置于密煉機(jī)進(jìn)行密煉混合，密煉溫度為100°C ；步驟3，將密煉好的混合物進(jìn)行開煉混合，然后出片，送入成型設(shè)備中進(jìn)行預(yù)成型， 成型壓力為4-6MPa，成型溫度為60°C，8-11秒后取出；步驟4，將上述所得預(yù)成型材放入層壓機(jī)中進(jìn)行模壓，待到發(fā)泡時間足夠，即達(dá)到 所需發(fā)泡倍率后開模取料，制成發(fā)泡板材。實施例5所得板材的性能參數(shù)見表1。實施例6步驟1，備料，各種原料按重量份計
0100]低密度聚乙烯34公斤
0101]乙烯-醋酸乙烯共聚物20公斤
0102]碳酸鈣3公斤
0103]氧代雙苯磺酰阱12公斤
0104]偶氮二異丁腈0.5公斤
0105]磷酸鈣0.5公斤
0106]三聚氰胺30公斤；步驟2，將上述原料置于密煉機(jī)進(jìn)行密煉混合，密煉溫度為100°C ；步驟3，將密煉好的混合物進(jìn)行開煉混合，然后出片，送入成型設(shè)備中進(jìn)行預(yù)成型， 成型壓力為4-6MPa，成型溫度為60°C，8-11秒后取出；步驟4，將上述所得預(yù)成型材放入層壓機(jī)中進(jìn)行模壓，待到發(fā)泡時間足夠，即達(dá)到 所需發(fā)泡倍率后開模取料，制成發(fā)泡板材。實施例6所得板材的性能參數(shù)見表1。各性能參數(shù)的說明邵氏A硬度數(shù)值越大，說明組合物的硬度越高；拉伸強(qiáng)度數(shù)值越大，說明組合物的 剛性越好；伸長率數(shù)值越大，說明組合物的加工性越好；永久變形數(shù)值越小，說明組合物的 變形可逆性越好；沖擊回彈率數(shù)值越大，說明組合物的彈性越好；氧指數(shù)數(shù)值越大，說明組 合物的阻燃性越好。
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表1本發(fā)明實施例1-6所得的產(chǎn)品性能數(shù)據(jù) 盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
一種無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，包含以下原料，以重量百分?jǐn)?shù)計聚乙烯 30％～60％乙烯 醋酸乙烯共聚物 10％～20％增強(qiáng)劑 2％～3％發(fā)泡劑 10％～15％助發(fā)泡劑0.3％～0.5％交聯(lián)劑 0.2％～0.5％無鹵阻燃劑 17.5％～31％。
2.如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，所述的聚乙烯為分 子量為300，000-500, 000的低密度聚乙烯。
3.如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，所述的乙烯_醋酸乙 烯共聚物中醋酸乙烯重量含量為10% 28%。
4.如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，所述的增強(qiáng)劑選自 碳酸鈣、二氧化硅、碳酸鎂及硫酸鈣中的一種或者一種以上的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，所述的發(fā)泡劑為偶 氮二甲酰胺、二亞硝基亞戊基四胺及氧代雙苯磺酰阱中的一種或者一種以上的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，所述的助發(fā)泡劑為 氧化鋅、硬脂酸鹽、碳酸鹽及磷酸鹽中的一種或者一種以上的混合物。
7.如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，所述的交聯(lián)劑為偶 氮二異丁腈、三烯丙基異三聚氰酸酯以及過氧化二異丙苯中的一種或者一種以上的混合 物。
8.如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，所述的無鹵阻燃劑 為磷氮類無鹵膨脹阻燃劑。
9.如權(quán)利要求8所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物，其特征在于，所述的無鹵阻燃劑 為多聚磷酸銨、季戊四醇、雙季戊四醇、多季戊四醇、硼酸鋅、醋酸鋅以及三聚氰胺之中的一 種或者一種以上的混合物。
10.一種制備如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物的方法，其特征在于，包 括以下具體步驟步驟1，備料，以重量百分?jǐn)?shù)計 聚乙烯30% 60%乙烯-醋酸乙烯共聚物10% 20%增強(qiáng)劑2% 3%發(fā)泡劑10% 15%助發(fā)泡劑0.3% 0.5%交聯(lián)劑0.2% 0.5%無鹵阻燃劑17. 5% 31%;步驟2，將乙烯-醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、增強(qiáng)劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、發(fā)泡助劑以 及阻燃劑進(jìn)行密煉混合，密煉溫度設(shè)在100°C ；步驟3，將密煉好的混合物進(jìn)行開煉混合，然后出片，送入成型設(shè)備中進(jìn)行預(yù)成型，成型聚乙烯乙烯-醋酸乙烯共聚物30% 60% 10% 20%2% 3%增強(qiáng)劑 發(fā)泡劑 助發(fā)泡劑 交聯(lián)劑10% 15% 0. 3% 0. 5% 0. 2% 0. 5% 17. 5% 31%。無鹵阻燃劑壓力為4-6MPa，8-ll秒后取出；步驟4，將步驟3所得預(yù)成型材放入層壓機(jī)中進(jìn)行模壓，待到發(fā)泡時間足夠，即達(dá)到所 需發(fā)泡倍率后，開模取料，制成發(fā)泡板材。
全文摘要
一種無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物及其制備方法，該組合物包含以下原料，以重量百分?jǐn)?shù)計30％～60％的聚乙烯，10％～20％的乙烯-醋酸乙烯共聚物，2％～3％的增強(qiáng)劑，10％～15％的發(fā)泡劑，0.3％～0.5％的助發(fā)泡劑，0.2％～0.5％的交聯(lián)劑，17.5％～31％的無鹵阻燃劑。通過本發(fā)明的方法制備的無鹵阻燃發(fā)泡聚乙烯組合物阻燃性能好，且綜合力學(xué)性能與含鹵聚乙烯復(fù)合材料相當(dāng)。
文檔編號C08L23/08GK101928420SQ20091005746
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者吉繼亮, 孫剛, 易慶鋒, 王燦耀, 蘇妤 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司