一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料及其制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料，將納米氫氧化鎂表面進行硅烷改性后作為阻燃劑，在一定程度上改善氫氧化鎂的憎水性，提高其在聚合物中的相容性，并達到提高材料力學和阻燃性的效果，將紅磷膠囊化改性改善了紅磷易吸濕、安全性差的問題，膠囊化改性紅磷受熱形成磷酸、偏磷酸，進而形成強脫水劑聚偏磷酸，加速了氫氧化鎂的分解，起到了協同阻燃作用；本發明還將無機填料牡蠣殼粉表面進行化學改性，提高了其在聚合物中的相容性，改善了產品的機械強度和韌性，并配伍其他有效助劑制得的聚乙烯護套料還保持著較高的拉伸強度和彎曲強度，具有較好的應用前景。
【專利說明】
一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料及其制作方法
技術領域
[0001]本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料及其制作方法。
【背景技術】
[0002]眾所周知，電源線是傳輸電流的電線，其中護套是電源線不可缺少的結構部分，起到防護電線絕緣的作用，保證電源線的通電安全，讓導體和水、空氣等介質隔絕，避免出現漏電現象。冰箱電源線的護套可以分為外護套和內護套，外護套又稱之為保護護套，是冰箱電源線最外面的一層護套，這層外護套起著保護電源線的作用。高密度聚乙烯(HDPE)是應用最為廣泛的通用塑料，因其良好的電絕緣性、機械性能、介電性能、易加工成型、耐熱耐寒及耐化學性能被應用于制作冰箱電源線用護套料，但由于HDPE的氧指數低易燃燒、抗老化性和耐屈撓性等性能低，因此，對其進行阻燃、抗老化和耐屈撓性等性能進行改性具有特別重要的意義。
[0003]有鹵阻燃劑是目前主要應用于HDPE的阻燃劑，有較好的阻燃和力學性能，但因其對環境的危害性正逐漸被淘汰。氫氧化鎂是近年開發的一種新型無鹵阻燃劑，具有分解溫度高、熱穩定性好等優點，已被廣泛應用于塑料材料中。但其阻燃效率較低，常需大量添加，且與聚合物相容性較差，分散不均，很難獨立使用。雖然納米氫氧化鎂表面積大，在一定程度上提高了它在高分子材料中的分散均勻程度，但仍未能達到理想要求。對氫氧化鎂表面改性可在一定程度上改善氫氧化鎂的憎水性，從而提高其在材料中的相容性，并達到提高材料力學和阻燃性的效果。《表面改性對納米氫氧化鎂/高密度聚乙烯復合材料的影響》一文通過硅烷偶聯劑、硬脂酸鎂和鈦酸酯分別表面改性氫氧化鎂并共混填充HDPE，結果顯示:硅烷偶聯劑、硬脂酸鎂和鈦酸酯改性氫氧化鎂對高密度聚乙烯阻燃性改善較小，但有利于提高體系力學性能。考慮綜合性能，硅烷偶聯劑為最佳表面改性劑，用量為氫氧化鎂質量的3.5%時，體系氧指數、拉伸強度、斷裂伸長率及沖擊強度分別提高約8%、30%、6%和18%。
[0004]然而，文中僅對HDPE的阻燃性進行了改性，且阻燃效果一般，隨著科學技術的快速發展，現有的冰箱電源線護套料的耐磨、防腐、耐油等性能已愈來愈無法滿足市場的需求。高密度聚乙烯改性方法還有很多，較為常用的是對其進行填充增強改性，填充改性按填料改性種類可以分為無機填料和有機填料。從環保考慮常用的是向高密度聚乙烯中加入無機填料，例如碳酸鈣、滑石粉、玻璃微珠、云母等，雖然可以起到提高材料的強度、剛性、尺寸穩定性等性能的效果，但是這些無機填料相對密度較大，加入聚合物中使得制備的復合材料相對密度大，造成產品質量上升，而且無機填料與有機聚乙烯間相容性不好，需要對無機材料進行表面修飾，才可以更好的與基體進行復合，制備工藝較為復雜，成本較高。
【發明內容】
[0005]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料及其制作方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、松香10-12、納米氫氧化鎂15-17、紅磷5-7、納米硫酸鋇0.7-0.9、牡蠣殼粉14-16、海藻碳纖維2-3、甲殼素1.3-1.5、六甲基二硅氮烷0.1-0.3、水楊酸甲脂6_7、癸二酸二丁酯2-4、硅烷偶聯劑KH5700.5-0.7。
[0007]所述的一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料的制作方法，包括以下步驟:
(1)將納米氫氧化鎂、硅烷偶聯劑KH570投入高速混合機中，加入六甲基二硅氮烷在100°C條件下處理30分鐘后，放入真空干燥箱內于80°C下放置3-4小時；
(2)將紅磷、納米硫酸鋇攪拌混勻，投入高速混合機中，加入松香攪拌均勻，冷卻至室溫加入癸二酸二丁酯超聲研磨2-3小時，烘干得膠囊化改性紅磷；
(3)將牡蠣殼粉經高溫處理后噴灑質量濃度為98%的濃硫酸溶液在氮氣環境下磺化處理15-20分鐘，過濾用熱水洗滌至無S042—，加入甲殼素、水楊酸甲脂磁力攪拌2-3小時，烘干；
(4)將高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合機中加入步驟(I)、
(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均勻，用雙螺桿擠出機擠出造粒，出料。
[0008]本發明的優點是:本發明將納米氫氧化鎂表面進行硅烷改性后作為阻燃劑，在一定程度上改善氫氧化鎂的憎水性，提高其在聚合物中的相容性，并達到提高材料力學和阻燃性的效果，將紅磷膠囊化改性改善了紅磷易吸濕、安全性差的問題，膠囊化改性紅磷受熱形成磷酸、偏磷酸，進而形成強脫水劑聚偏磷酸，加速了氫氧化鎂的分解，起到了協同阻燃作用;本發明還將無機填料牡蠣殼粉表面進行化學改性，提高了其在聚合物中的相容性，改善了產品的機械強度和韌性，并配伍其他有效助劑制得的聚乙烯護套料還保持著較高的拉伸強度和彎曲強度，具有較好的應用前景。
【具體實施方式】
[0009]—種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、松香10、納米氫氧化鎂15、紅磷5、納米硫酸鋇0.7、牡蠣殼粉14、海藻碳纖維2、甲殼素1.3、六甲基二硅氮烷0.1、水楊酸甲脂6、癸二酸二丁酯2、硅烷偶聯劑KH570 0.5。
[0010]所述的一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料的制作方法，包括以下步驟:
(1)將納米氫氧化鎂、硅烷偶聯劑KH570投入高速混合機中，加入六甲基二硅氮烷在100°C條件下處理30分鐘后，放入真空干燥箱內于80°C下放置3-4小時；
(2)將紅磷、納米硫酸鋇攪拌混勻，投入高速混合機中，加入松香攪拌均勻，冷卻至室溫加入癸二酸二丁酯超聲研磨2-3小時，烘干得膠囊化改性紅磷；
(3)將牡蠣殼粉經高溫處理后噴灑質量濃度為98%的濃硫酸溶液在氮氣環境下磺化處理15-20分鐘，過濾用熱水洗滌至無S042—，加入甲殼素、水楊酸甲脂磁力攪拌2-3小時，烘干；
(4)將高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合機中加入步驟(I)、
(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均勻，用雙螺桿擠出機擠出造粒，出料。
[0011]利用本發明制得的冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料的氧指數、拉伸強度、斷裂伸長率及沖擊強度分別提高約18%、38%、13%和24%。
【主權項】
1.一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、松香10-12、納米氫氧化鎂15-17、紅磷5-7、納米硫酸鋇0.7-0.9、牡蠣殼粉14-16、海藻碳纖維2-3、甲殼素1.3-1.5、六甲基二硅氮烷0.1-0.3、水楊酸甲脂6-7、癸二酸二丁酯2-4、硅烷偶聯劑KH570 0.5-0.7ο2.根據權利要求1所述的一種高韌性冰箱電源線用阻燃聚乙烯護套料的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將納米氫氧化鎂、硅烷偶聯劑ΚΗ570投入高速混合機中，加入六甲基二硅氮烷在100°C條件下處理30分鐘后，放入真空干燥箱內于80°C下放置3-4小時； (2)將紅磷、納米硫酸鋇攪拌混勻，投入高速混合機中，加入松香攪拌均勻，冷卻至室溫加入癸二酸二丁酯超聲研磨2-3小時，烘干得膠囊化改性紅磷； (3)將牡蠣殼粉經高溫處理后噴灑質量濃度為98%的濃硫酸溶液在氮氣環境下磺化處理15-20分鐘，過濾用熱水洗滌至無S042—，加入甲殼素、水楊酸甲脂磁力攪拌2-3小時，烘干； (4)將高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合機中加入步驟(I)、(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均勻，用雙螺桿擠出機擠出造粒，出料。
【文檔編號】C08L93/04GK106084383SQ201610432064
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】林文樹, 林文祿
【申請人】天長市富達電子有限公司