專利名稱：一種抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及樹脂阻燃改性領域，更詳細的是無鹵阻燃聚烯烴混合物，尤其是抗濕 性磷氮膨脹型阻燃聚烯烴混合物。本發明還涉及所述阻燃聚烯烴混合物的制備方法。
背景技術：
聚烯烴作為最重要的熱塑性樹脂之一，廣泛應用于生產和生活的各個方面，但由 于易燃燒，限制了其進一步應用。傳統的含鹵阻燃劑雖具有良好的阻燃性能，但在燃燒時會 產生大量的煙霧和有毒氣體，造成二次污染，因此研究無鹵阻燃聚烯烴非常必要。其中，磷 氮膨脹型阻燃體系因其阻燃效率較高、低煙、無毒、無腐蝕性氣體釋放等特點，最有希望取 代含鹵阻燃劑，被認為是當今無鹵阻燃材料的發展方向之一。雖然膨脹型阻燃體系克服了許多傳統阻燃劑存在的缺點，但在實際應用中仍存在 很多問題。如炭源羥基多元醇，由于其自身的結構特點，吸濕性很強，易團聚，與非極性聚烯 烴基體相容性差，在高溫高濕的情況下極易向材料表面遷移滲出，降低了材料的綜合性能 尤其是阻燃性能，進而限制了磷氮膨脹型阻燃材料在潮濕環境中的應用。為了解決上述問題，國內外對磷氮膨脹型阻燃體系進行了大量的研究。其中， 膠囊化(包覆)是改善阻燃劑的抗濕性和相容性最為有效的方法。中國發明專利申 請200610026448. 6公開了將磷氮膨脹型阻燃劑、有機硅和有機溶劑(苯、甲苯或二氧 六環)等，通過加熱攪拌反應和微膠囊處理，制備了抗濕性膨脹型阻燃劑，有效改善了 阻燃劑及其阻燃聚丙烯混合物的抗濕性能；吳昆分別采用三聚氰胺-甲醛(MF)樹脂 (Microencapsulation of Ammonium Polyphosphate !Preparation,Characterization and its flameretardance in Polypropylene, Polymer Composites，2008，29 (8) :854_860) 禾口尿素一三聚氛胺一甲酸(UMF)豐對月旨(Micro encapsulated ammonium polyphosphate withurea-melamine-formaldehyde shell -preparation， characterization, and its flame retardance inpolypropylene, Polymers forAdvancedTechnologies，2008，19 (8) 1118-1125)為囊材，通過原位聚合微膠囊化技術，制備了具有核-殼結構的微膠囊聚磷酸 銨(MFAPP)。所制得的MFAPP降低了 APP的溶解度，改善了 APP在聚丙烯(PP)中分散以及 PP/APP體系的抗濕性能。然而，上述方法制備過程復雜、周期長，而且使用苯和甲醛等有機 溶劑，不環保。
發明內容
本發明的目的在于針對現有的磷氮膨脹型阻燃體系改性方法存在的缺點，提供一 種力學性能和阻燃性能優良的抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物及其制備方法。本發明使用載體樹脂，通過熔融共混的方法，將羥基多元醇、磷氮膨脹型阻燃劑和 粘土按一定的配比濃縮到載體樹脂上，粉碎后制成包覆型抗濕性阻燃復合物，有效解決了 磷氮膨脹型阻燃體系極性大、抗濕性差和分散不均勻等缺點。本發明目的通過如下技術方案實現
一種抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物的制備方法，包括如下步驟(1)在雙輥溫度為140 190°C的開放式熱煉機上加入載體樹脂，待其熔融包輥 后，先加入羥基多元醇，熔融混煉均勻后，再加入磷氮膨脹型阻燃劑和粘土，再混煉均勻后 出片，粉碎后制得抗濕性阻燃復合物，各原料組分的質量份數如下a、載體樹脂5 15b、羥基多元醇10 20C、磷氮膨脹型阻燃劑 15 30d、粘土1 3所述載體樹脂為熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、聚丙烯(PP)、聚丙烯接枝馬來酸酐 (PP-g-MAH)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)；所述羥基多元醇為季戊四醇(PER)、雙季戊四醇(DPER)或三季戊四醇(TPER)；所述磷氮膨脹型阻燃劑為三聚氰胺磷酸鹽(MP)、三聚氰胺焦磷酸鹽(MPP)或三聚 氰胺多磷酸鹽(MPPl)。所述組分d的粘土為有機蒙脫土或高嶺土 ；(2)在雙輥溫度為140 190°C的開放式熱煉機上加入聚烯烴樹脂，待其熔融包輥 后，依次加入抗氧劑和所述抗濕性阻燃復合物，混煉均勻即可制得抗濕性膨脹型阻燃聚烯 烴混合物；以質量份數計，聚烯烴樹脂為100份，抗氧劑B215為0. 1 0. 2份，抗濕性阻燃 復合物為20 50份；所述聚烯烴樹脂為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。為進一步實現本發明目的，步驟⑴所述的雙輥溫度優選為170 190°C。所述步驟(1)的熔融混煉的時間優選為5 10分鐘。所述步驟(1)的再混煉的時間優選為5 10分鐘。所述步驟(2)的混煉的時間優選為10 15分鐘。一種抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物，由上述方法制備。本發明與現有技術相比，具有如下優點(1)通過載體樹脂包覆的方法，可以同時改善膨脹阻燃體系的抗濕性、熱穩定性 (見圖2)、分散性和與基體樹脂的相容性(見圖1)；(2)以粘土為協效阻燃劑，大大提高了體系的阻燃效率，較低的添加量就能使材料 的阻燃性能達到UL94V-0級、無熔滴；(3)不使用甲醛和甲苯等有機溶劑，綠色環保；(4)對生產設備要求低，加工工藝簡單，容易控制，便于大規模生產，具有良好的應 用及推廣前景。
圖Ia為直接法制備膨脹型阻燃PP混合物(PP/MPP/PER，見比較例1)試樣燃燒(氧 指數測試)殘余物的數碼照片(其中，PP為100質量份，MPP為25. 2質量份，PER為8. 3質 量份)；圖Ib為實施例1所制備抗濕性膨脹型阻燃PP混合物試樣燃燒(氧指數測試)殘 余物的數碼照片(其中，PP為100質量份，抗濕性阻燃復合物為33. 5質量份)；
圖2a為直接法制備膨脹型阻燃PP混合物(見比較例1)試樣沖擊斷面的SEM照 片；圖2b為本發明實施例1所制備抗濕性膨脹型阻燃PP混合物試樣沖擊斷面的SEM 照片；圖3為直接法制備膨脹型阻燃PP混合物(見比較例1)與本發明實施例1所制備 抗濕性膨脹型阻燃PP混合物試樣的TGA和DTG曲線圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，但是本發明的實施例并不限于 此。實施例1在雙輥溫度為190°C的開放式熱煉機(型號XKR-160，廣東湛江機械廠)上加入5 質量份載體樹脂熱塑性聚氨酯彈性體(TPU，聚酯型，牌號3690AU，熔融指數2. 5g/10min，德 國拜爾公司)，待其熔融包輥后，先加入10質量份的季戊四醇(PER，天津市科密歐化學試劑 開發中心)，熔融混煉10分鐘后，再加入30質量份的三聚氰胺焦磷酸鹽(MPP，江門市高端 化工科技有限公司)和3質量份的有機蒙脫土(0ΜΜΤ，1. 44P，美國Nanocor公司)，繼續混 煉10分鐘，均勻后出片，粉碎為抗濕性阻燃復合物。在輥溫為170°C的開放式雙輥熱煉機上先加入100質量份聚丙烯(PP，牌號T30S， 熔融指數為3. Og/lOmin，中國石油化工股份有限公司茂名分公司)，待其熔融包輥后依次 加入0. 1質量份抗氧劑(B215，瑞士汽巴精細化工公司)，33. 5質量份上述抗濕性阻燃復合 物，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機(型號XQLB-3508350，上海第一機械廠)上于 180°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣機(型號HY-W，中國承德試驗機廠)上制得用 于測試力學性能和阻燃性能的阻燃PP試樣。如表1、表2所示，制得的阻燃PP混合物具有優良的力學性能和阻燃性能其拉伸 強度為26. 7MPa,缺口沖擊強度為3. 5kJ ·πΓ2，氧指數高達33. 0%，達到UL94V-0級，無熔滴； 此外，其抗濕性能突出在70°C熱水中浸泡168小時后，仍然達到UL94V-0級，且氧指數下 降幅度不大。而比較例1(按傳統方法直接熔融共混制備的阻燃PP混合物)的試樣的拉伸 強度僅為22. 9MPa，氧指數僅為29. 5%，且在浸水后氧指數大幅下降，不能通過UL94測試。圖Ia為直接法制備膨脹型阻燃PP混合物(見比較例1)試樣燃燒(氧指數測試) 殘余物的數碼照片；圖Ib為實施例1所制備抗濕性膨脹型阻燃PP混合物試樣燃燒(氧指 數測試)殘余物的數碼照片。對比圖Ia和圖Ib可以看出，圖Ib中的炭層更加厚實、致密。 這說明實施例1所制備的抗濕性膨脹型阻燃PP混合物比傳統方法制備的膨脹型阻燃PP具 有更為優良的成炭性能。圖2a為直接法制備膨脹型阻燃PP混合物(比較例1)試樣沖擊 斷面的SEM照片；圖2b為實施例1所制備抗濕性膨脹型阻燃PP混合物試樣沖擊斷面的SEM 照片。對比圖2a和圖2b可以看出，圖2a中的阻燃劑顆粒分散不均勻，團聚較為嚴重，且阻 燃劑顆粒與基體的界面明顯，說明阻燃劑與PP基體的相容性較差；圖2b中阻燃劑顆粒分 散比較均勻，且阻燃劑顆粒與基體的界面變得模糊，這說明抗濕性阻燃復合物與基體的相 容性得到了改善，這也是所制備抗濕性膨脹型阻燃PP混合物具有優良力學性能的原因。圖 3為直接法制備膨脹型阻燃PP混合物(比較例1)與本發明實施例1所制備抗濕性膨脹型阻燃PP混合物試樣的TGA和DTG曲線圖。如圖3所示，實施例1所得抗濕性阻燃PP混合 物的熱穩定性和殘炭率都有較大幅度的提高，其中最大熱失重速率溫度從499. 4°C提高到 520. 50C，700°C時的殘炭率從9. 9%提高到13. 1 %，這是由于載體樹脂TPU對MPP和PER有 較好的包覆阻隔作用，且TPU具有較好的成炭性能。綜上，制得的抗濕性膨脹型阻燃劑與基 體的相容性較好、分散均勻，且其熱穩定性和成炭性能都優于比較例1。實施例2在雙輥溫度為190°C的開放式熱煉機(型號XKR-160，廣東湛江機械廠)上加入15 質量份載體樹脂熱塑性聚氨酯彈性體(TPU，聚酯型，牌號3690AU，熔融指數2. 5g/10min，德 國拜爾公司)，待其熔融包輥后，先加入20質量份的季戊四醇(PER，天津市科密歐化學試劑 開發中心)，熔融混煉10分鐘后，再加入30質量份的三聚氰胺磷酸鹽(MP，江門市高端化工 科技有限公司)和1質量份的有機蒙脫土(0ΜΜΤ，1. 44P，美國Nanocor公司)，繼續混煉10 分鐘，均勻后出片，粉碎為抗濕性阻燃復合物。在輥溫為170°C的開放式雙輥熱煉機上先加入100質量份聚丙烯(PP，牌號T30S， 熔融指數為3. Og/lOmin，中國石油化工股份有限公司茂名分公司)，待其熔融包輥后依次 加入0. 2質量份抗氧劑(B215，瑞士汽巴精細化工公司)，50質量份上述所得抗濕性阻燃復 合物，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機(型號XQLB-3508350，上海第一機械廠)上于 180°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣機(型號HY-W，中國承德試驗機廠)上制得用 于測試力學性能和阻燃性能的阻燃PP試樣。從表1和表2可以看出，所制備的抗濕性阻燃PP混合物具有優異的力學性能、 阻燃性能和抗濕性能。其中，拉伸強度為26. 6MPa，缺口沖擊強度為5. 2kJ · m_2，氧指數高 達41.0%，達到UL94 V-O級，無熔滴；浸水后氧指數仍然能保持36.0%，達到UL94 V-O 級。而比較例1(按傳統方法的直接熔融共混制備的阻燃PP混合物)試樣的拉伸強度僅為 22. 9MPa,氧指數僅為29. 5%，且在浸水后氧指數大幅下降，不能通過UL94測試。實施例3在雙輥溫度為190°C的開放式熱煉機(型號XKR-160，廣東湛江機械廠)上加入10 質量份載體樹脂熱塑性聚氨酯彈性體(TPU，聚酯型，牌號3690AU，熔融指數2. 5g/10min，德 國拜爾公司)，待其熔融包輥后，先加入15質量份的季戊四醇(PER，天津市科密歐化學試劑 開發中心)，熔融混煉10分鐘后，再加入15質量份的三聚氰胺多磷酸鹽(MPP1，江門市高端 化工科技有限公司)和2質量份的有機蒙脫土(0ΜΜΤ，1. 44P，美國Nanocor公司)，繼續混 煉10分鐘，均勻后出片，粉碎制得抗濕性阻燃復合物。在輥溫為140°C的開放式雙輥熱煉機上先加入100質量份線性低密度聚乙烯 (LLDPE，牌號DFDA-7042，熔融指數為2. Og/lOmin，中國石油化工股份有限公司茂名分公 司)，待其熔融包輥后依次加入0. 2質量份抗氧劑(B215，瑞士汽巴精細化工公司)，35質量 份抗濕性阻燃復合物，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機(型號XQLB-3508350，上海第 一機械廠)上于160°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣機(型號HY-W，中國承德試驗 機廠)上制得用于測試力學性能和阻燃性能的阻燃LLDPE試樣。從表1和表2可以看出，所制備的抗濕性阻燃LLDPE混合物具有優異的力學性能、 阻燃性能和抗濕性能。其中，拉伸強度為10. 8MPa，缺口沖擊強度為37kJ · m_2，斷裂伸長率 高達320%，氧指數為31. 0%，達到UL94V-0級，無熔滴；浸水后氧指數仍然能保持30. 0%，達到UL94V-0級。而比較例2(按傳統方法的直接熔融共混制備的阻燃LLDPE混合物)試 樣的拉伸強度僅為8. 7MPa，斷裂伸長率為270%，氧指數僅為29. 0%，且在浸水后氧指數大 幅下降(從29. 0%下降至25. 0% )，不能通過UL94測試。實施例4在雙輥溫度為170°C的開放式熱煉機(型號XKR-160，廣東湛江機械廠)上加入10 質量份載體樹脂聚丙烯(PP，牌號T30S，熔融指數為3. Og/lOmin，中國石油化工股份有限公 司茂名分公司)，待其熔融包輥后，先加入10質量份的雙季戊四醇(DPER，山東寶峰公司)， 熔融混煉10分鐘后，再加入30質量份的三聚氰胺多磷酸鹽(MPP1，江門市高端化工科技有 限公司)和1質量份的高嶺土(LKC-325A，龍巖高嶺土有限公司)，繼續混煉10分鐘，均勻 后出片，粉碎為抗濕性阻燃復合物。在輥溫為170°C的開放式雙輥熱煉機上先加入100質量份聚丙烯(PP，牌號T30S， 熔融指數為3. Og/lOmin，中國石油化工股份有限公司茂名分公司)，待其熔融包輥后依次 加入0. 2質量份抗氧劑(B215，瑞士汽巴精細化工公司)，40質量份上述所得抗濕性阻燃復 合物，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機(型號XQLB-3508350，上海第一機械廠)上于 180°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣機(型號HY-W，中國承德試驗機廠)上制得用 于測試力學性能和阻燃性能的阻燃PP試樣。從表1和表2可以看出，所制備的抗濕性阻燃PP混合物具有優異的力學性能、 阻燃性能和抗濕性能。其中，拉伸強度為27. 5MPa，缺口沖擊強度為3. OkJ · m_2，氧指數為 34. 0%，達到UL94 V-O級，無熔滴；浸水后氧指數仍然能保持31. 0%，達到UL94 V-O級。 而比較例1(按傳統方法的直接熔融共混制備的阻燃PP混合物)試樣的拉伸強度僅為 22. 9MPa,氧指數僅為29. 5%，且在浸水后氧指數大幅下降，不能通過UL94測試。實施例5在雙輥溫度為170°C的開放式熱煉機(型號XKR-160，廣東湛江機械廠)上加入 10質量份載體樹脂聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH，牌號HS1-008，接枝率0. 8%，熔融指數 50. Og/lOmin，廣州合誠實業有限公司)，待其熔融包輥后，先加入10質量份的三季戊四醇 (TPER,山東寶峰公司)，熔融混煉10分鐘后，再加入30質量份的三聚氰胺多磷酸鹽(MPP1， 江門市高端化工科技有限公司)和2質量份的高嶺土(LKC-325A，龍巖高嶺土有限公司)， 繼續混煉10分鐘，均勻后出片，粉碎為抗濕性阻燃復合物。在輥溫為170°C的開放式雙輥熱煉機上先加入100質量份聚丙烯(PP，牌號T30S， 熔融指數為3. Og/lOmin，中國石油化工股份有限公司茂名分公司)，待其熔融包輥后依次 加入0. 2質量份抗氧劑(B215，瑞士汽巴精細化工公司)，40質量份上述所得抗濕性阻燃復 合物，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機(型號XQLB-3508350，上海第一機械廠)上于 180°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣機(型號HY-W，中國承德試驗機廠)上制得用 于測試力學性能和阻燃性能的阻燃PP試樣。從表1和表2可以看出，所制備的抗濕性阻燃PP混合物具有優異的力學性能、 阻燃性能和抗濕性能。其中，拉伸強度為29. OMPa，缺口沖擊強度為3. 5kJ · m_2，氧指數為 33. 5%，達到UL94 V-O級，無熔滴；浸水后氧指數仍然能保持31. 5%，達到UL94 V-O級。 而比較例1(按傳統方法的直接熔融共混制備的阻燃PP混合物)試樣的拉伸強度僅為 22. 9MPa,氧指數僅為29. 5%，且在浸水后氧指數大幅下降，不能通過UL94測試。
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實施例6在雙輥溫度為140°C的開放式熱煉機(型號XKR-160，廣東湛江機械廠)上加入10 質量份載體樹脂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA，牌號EVA14-2，醋酸乙烯(Vac)含量14%， 熔融指數為2. 0g/10min,北京有機化工廠)，待其熔融包輥后，先加入10質量份的三季戊 四醇(TPER，山東寶峰公司)，熔融混煉10分鐘后，再加入20質量份的三聚氰胺多磷酸鹽 (MPP1，江門市高端化工科技有限公司)和2質量份的高嶺土，繼續混煉10分鐘，均勻后出 片，粉碎為抗濕性阻燃復合物。在輥溫為140°C的開放式雙輥熱煉機上先加入100質量份EVA，待其熔融包輥后依 次加入0. 2質量份抗氧劑(B215，瑞士汽巴精細化工公司)，40質量份上述所得抗濕性阻燃 復合物，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機(型號XQLB-3508350，上海第一機械廠)上 于160°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣機(型號HY-W，中國承德試驗機廠)上制得 用于測試力學性能和阻燃性能的阻燃EVA試樣。從表1和表2可以看出，所制備的抗濕性阻燃EVA混合物具有優異的力學性能、 阻燃性能和抗濕性能。其中，拉伸強度為11. 5MPa，缺口沖擊強度為35kJ · m_2，氧指數為 32. 0%，達到UL94 V-O級，無熔滴；浸水后氧指數仍然能保持29. 5%，達到UL94V-0級。而比 較例3 (按傳統方法的直接熔融共混制備的阻燃PP混合物)試樣的拉伸強度僅為22. 9MPa, 氧指數僅為29. 5%，且在浸水后氧指數大幅下降，不能通過UL94測試。比較例1為了更好地說明本發明所制備阻燃聚丙烯(PP)混合物的性能特點，突出本發明 的優勢，以傳統方法制備的膨脹型阻燃PP混合物作為比較例。在輥溫為170°C的開放式雙輥開煉機上先加入100質量份聚丙烯(PP，牌號T30S， 熔融指數為3. Og/lOmin，中國石油化工股份有限公司茂名分公司)，待其熔融包輥后依次 加入0. 1質量份抗氧劑(B215，瑞士汽巴精細化工公司)，25. 2質量份三聚氰胺焦磷酸鹽 (MPP，江門市高端化工科技有限公司)，8. 3質量份季戊四醇(PER，天津市科密歐化學試劑 開發中心)，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機(型號XQLB-3508350，上海第一機械 廠)上于180°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣機(型號HY-W，中國承德試驗機廠) 上制得用于測試力學性能和阻燃性能的阻燃PP試樣。從表1、表2可以看到，制得的阻燃PP力學性能較差。其中，拉伸強度為22. 9MPa, 缺口沖擊強度為3. OkJ ·πΓ2，斷裂伸長率僅為6%，難以滿足使用要求。此外，其抗濕性能也 較差，在70°C熱水中浸泡168小時后，氧指數從29. 5%下降至25. 0%，不能通過UL94測試。比較例2為了更好地說明本發明所制備阻燃線性低密度聚乙烯(LLDPE)混合物的性能特 點，突出本發明的優勢，以傳統方法制備的膨脹型阻燃LLDPE混合物作為比較例。在輥溫為140°C的開放式雙輥開煉機上先加入100質量份線性低密度聚乙烯 (LLDPE，牌號DFDA-7042，熔融指數為2. Og/lOmin，中國石油化工股份有限公司茂名分公 司)，待其熔融包輥后依次加入0. 1質量份抗氧劑(B215，瑞士汽巴精細化工公司)，25. 2 質量份三聚氰胺焦磷酸鹽(MPP，江門市高端化工科技有限公司)，8.3質量份季戊四醇 (PER,天津市科密歐化學試劑開發中心)，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機(型號 XQLB-3508350，上海第一機械廠)上于180°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣機(型號HY-W，中國承德試驗機廠)上制得用于測試力學性能和阻燃性能的阻燃LLDPE試樣。從表1、表2可以看到，制得的阻燃LLDPE力學性能較差拉伸強度為8. 7MPa,缺 口沖擊強度為29kJ ·πΓ2，難以滿足使用要求。此外，其抗濕性能也較差，在70°C熱水中浸泡 168小時后，氧指數從29. 0%下降至25. 0%，不能通過UL94測試。比較例3為了更好地說明本發明所制備阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)混合物的性能 特點，突出本發明的優勢，以傳統方法制備的膨脹型阻燃EVA混合物作為比較例。在輥溫為140°C的開放式雙輥開煉機上先加入100質量份EVA(EVA，牌號EVA14-2， 醋酸乙烯(Vac)含量14%，熔融指數為2. Og/lOmin，北京有機化工廠)，待其熔融包輥后依 次加入0. 2質量份抗氧劑，27質量份三聚氰胺多磷酸鹽(MPP1，江門市高端化工科技有限公 司)，13質量份三季戊四醇(TPER，山東寶峰公司)，混煉15分鐘后出片，然后在平板硫化機 (型號XQLB-3508350，上海第一機械廠)上于180°C下熱壓、室溫冷壓、出片，再在萬能制樣 機(型號HY-W，中國承德試驗機廠)上制得用于測試力學性能和阻燃性能的阻燃EVA試樣。從表1、表2可以看到，制得的阻燃EVA力學性能較差。其中，拉伸強度為9. IMPa, 缺口沖擊強度為25kJ · m_2，此外，其抗濕性能也較差，在70°C熱水中浸泡168小時后，氧指 數30. 0%下降至26. 0%，不能通過UL94測試，難以滿足使用要求。測試方法力學性能測試按照GB/T1040-92測定拉伸強度和斷裂伸長率；按照GB/ T1843-1996測定缺口懸臂梁沖擊強度。阻燃性能測試按照GB/T 2406-1993測定LOI ；垂直燃燒試驗的測試參照UL-94 或ASTM D635-77標準測試其阻燃等級。抗濕性能測試把用于氧指數和垂直燃燒測試的標準試樣置于70°C熱水中浸泡 168小時，然后在烘箱用IOCTC烘8小時，烘干后用于測試氧指數和垂直燃燒。熱重分析(TGA)氮氣氛圍下，將5 IOmg的試樣在熱失重分析儀上進行熱重分 析，分析溫度范圍為30°C 700°C，升溫速率20°C /min。掃描電鏡(SEM)分析將試樣用液氮低溫脆斷，斷面用離子濺射儀做噴金處理后， 通過掃描電鏡在15kV的加速電壓下進行掃描，觀察其斷面形貌。表1浸水前后阻燃聚烯烴混合物的阻燃性能對比(70°C熱水中浸泡168小時)
權利要求
一種抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)在雙輥溫度為140～190℃的開放式熱煉機上加入載體樹脂，待其熔融包輥后，先加入羥基多元醇，熔融混煉均勻后，再加入磷氮膨脹型阻燃劑和粘土，混煉均勻后出片，粉碎后制得抗濕性阻燃復合物，各原料組分的質量份數如下a、載體樹脂 5～15b、羥基多元醇10～20c、磷氮膨脹型阻燃劑 15～30d、粘土 1～3所述載體樹脂為熱塑性聚氨酯彈性體、聚丙烯、聚丙烯接枝馬來酸酐或乙烯 醋酸乙烯酯共聚物；所述羥基多元醇為季戊四醇、雙季戊四醇或三季戊四醇；所述磷氮膨脹型阻燃劑為三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽或三聚氰胺多磷酸鹽；所述粘土為有機蒙脫土或高嶺土；(2)在雙輥溫度為140～190℃的開放式熱煉機上加入聚烯烴樹脂，待其熔融包輥后，依次加入抗氧劑和所述抗濕性阻燃復合物，混煉均勻即可制得抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物；以質量份數計，聚烯烴樹脂為100份，抗氧劑B215為0.1～0.2份，抗濕性阻燃復合物為20～50份；所述聚烯烴樹脂為聚丙烯、聚乙烯或乙烯 醋酸乙烯酯共聚物。
2.根據權利要求1所述的抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物的制備方法，其特征在于 步驟(1)所述的雙輥溫度為170 190°C。
3.根據權利要求1所述的抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物的制備方法，其特征在于 所述步驟(1)的熔融混煉的時間為5 10分鐘。
4.根據權利要求1所述的抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物的制備方法，其特征在于 所述步驟(1)的再混煉的時間為5 10分鐘。
5.根據權利要求1所述的抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物的制備方法，其特征在于 所述步驟⑵的混煉的時間為10 15分鐘。
6.一種抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物，其特征在于由權利要求1-5任一項方法制
全文摘要
本發明公開了一種抗濕性膨脹型阻燃聚烯烴混合物及其制備方法。該方法采用熔融共混的方法，使載體樹脂包覆羥基多元醇、磷氮膨脹型阻燃劑和粘土混合物，首先制備了抗濕性膨脹型阻燃復合物。將制得的阻燃復合物與聚烯烴樹脂熔融共混制備所述聚烯烴混合物。聚烯烴樹脂100質量份、載體樹脂5～15質量份、羥基多元醇10～20質量份、磷氮膨脹型阻燃劑15～30質量份、粘土1～3質量份。本發明制得的聚烯烴混合物具有抗濕性能好、熱穩定性高，機械性能優良，阻燃性能突出、低煙、低毒、無熔滴，可應用于潮濕環境，且對生產設備要求低，生產效率高，便于大規模生產和應用。
文檔編號C08L23/08GK101982489SQ201010503100
公開日2011年3月2日 申請日期2010年10月8日 優先權日2010年10月8日
發明者尹昌宇, 張海麗, 曾幸榮, 李紅強, 賴學軍 申請人:華南理工大學