[发明专利]聚乙烯无机纳米阻燃母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种聚乙烯无机纳米阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

聚乙烯(PE)由于质轻、无毒，具有优异的介电性能、化学稳定性和抗腐蚀等优点，且价格低廉，成型加工容易，可广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业。但是，由于聚乙烯的氧指数低，容易燃烧，并且燃烧时产生大量的热极易传播火焰，引发大的火灾，因此对聚乙烯阻燃问题的处理就显得尤为重要。传统的阻燃方法是在聚乙烯生产工艺中加入阻燃剂，虽然可以起到较好的阻燃效果，但目前的阻燃剂大多使用卤素或磷系阻燃剂，卤素阻燃剂在燃烧时发烟量大，而且放出有毒气体，给消防工作带来很大困难，而且阻燃剂大多上粉体，直接添加不但会导致生产工艺复杂，而且还影响加工环境和生产效率等。应用阻燃母粒进行阻燃改性具有使用简便、成本低、生产环保条件好等优点，目前已逐渐被广泛采用。由于无机阻燃剂具有无烟、无毒、无腐蚀性、安全和廉价等优点，又无机纳米阻燃剂开辟了阻燃高分子材料的新途径，因此，研究聚乙烯无机纳米阻燃母粒具有很高的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚乙烯无机纳米阻燃母粒，使用该阻燃母粒对聚乙烯进行阻燃改性，不但具有无烟、无毒、无腐蚀性、安全和廉价等优点，而且在结晶速率、热变形温度、热分解温度、力学性能、气体阻隔性等方面均有较大提高。

本发明的另外一个目的是提供一种聚乙烯无机纳米阻燃母粒的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：聚乙烯无机纳米阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯20％～40％、纳米级无机阻燃剂30％～50％、填充剂10％～40％、偶联剂0.5％～3％、成核剂0.5％～2％、分散剂3％～5％。

所述的纳米级无机阻燃剂为粒径在1nm～100nm的蒙脱土、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、云母、陶瓷中的一种。

所述的填充剂为硅石粉、轻质碳酸钙、沉淀硫酸钡、硅藻土、高岭土、透闪石、沸石粉中的一种或几种。

所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。

所述的成核剂为滑石粉。

所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯或硬脂酸金属盐。

上述的聚乙烯无机纳米阻燃母粒的制备方法为：将各组分按重量比例配料，然后加入高速混合机中，在混合温度100℃～120℃混合5～15分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180℃～220℃，螺杆转速为100～300转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得本发明的聚乙烯无机纳米阻燃母粒。

本发明的有益效果是，本发明制得的无机纳米阻燃母粒应用于聚乙烯阻燃改性时，具有无烟、无毒、无腐蚀性、安全、廉价和高阻燃性等特点，而且在其结晶速率、热变形温度、热分解温度、力学性能、气体阻隔性、着色性等方面均有较大提高，无机阻燃剂纳米化不仅提高了阻燃效果，而且还改善聚乙烯的物理机械性能、耐候性能和着色性能等，具有极为广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种聚乙烯无机纳米阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯30％、蒙脱土40％、轻质碳酸钙23％、钛酸酯偶联剂1.5％、滑石粉1.5％、季戊四醇硬脂酸酯4％，其中，所述的蒙脱土的粒径在1nm～100nm。

制备方法：将各组分按重量比例配料，然后加入高速混合机中，在混合温度100℃～120℃混合5～15分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180℃～220℃，螺杆转速为100～300转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得本发明的聚乙烯无机纳米阻燃母粒。

实施例2：

一种聚乙烯无机纳米阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯20％、氢氧化镁50％、硅藻土22％、硅烷偶联剂3％、滑石粉1％、季戊四醇硬脂酸酯4％，其中，所述的氢氧化镁的粒径在1nm～100nm。

制备方法：将各组分按重量比例配料，然后加入高速混合机中，在混合温度100℃～120℃混合5～15分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180℃～220℃，螺杆转速为100～300转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得本发明的聚乙烯无机纳米阻燃母粒。

实施例3：