[发明专利]用于无卤阻燃聚烯烃材料的含硅大分子相容剂、制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有阻燃作用的含硅大分子相容剂，特别是一种用于无卤阻燃聚烯烃材料的具有阻燃作用的含硅大分子相容剂。

背景技术

无卤阻燃聚烯烃材料是通过将不含卤素的阻燃剂与聚烯烃塑料共混复合制备的，具有燃烧时少烟低毒和环保再生的优点。为了达到阻燃效果，必须大量添加无卤阻燃剂，但阻燃聚烯烃材料的力学性能、加工性能、电绝缘性能等均下降，因此，聚烯烃材料与无机阻燃剂之间相容性仍有待改善。中国专利CN101735398A公开了采用马来酸酐与小分子硅烷偶联剂共接枝聚烯烃的方法制备出一种界面相容剂，该界面相容剂可有效提高木塑复合材料的力学性能，但对阻燃性能的影响未见报道。

根据现有文献报道出的相容剂虽然能改善材料的力学性能，但对材料的阻燃性能影响不大。因此，如何在改善无卤阻燃聚烯烃材料力学性能的同时，进一步提高体系的阻燃性能已备受关注，具有阻燃作用的含硅大分子相容剂及其在无卤阻燃聚烯烃材料中的应用尚未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于利用具有协效阻燃性的有机硅制备出兼有阻燃作用的含硅大分子相容剂，依靠其增容性来增加无卤阻燃聚烯烃材料的界面粘结力，利用其协效阻燃性来进一步提高材料的阻燃性能，提供一种用于无卤阻燃聚烯烃材料的具有阻燃作用的含硅大分子相容剂。

本发明用于无卤阻燃聚烯烃材料的含硅大分子相容剂，其以质量组分计为：

四β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3～0.5份。

其中所述的有机硅中SiO₂含量超过75%。

上述用于无卤阻燃聚烯烃材料的含硅大分子相容剂的制备方法，按照下述步骤进行：

首先将有机硅与乙烯-辛烯共聚物按照1：1的比例在密炼机中熔融共混后取出共混物料，然后将所得共混物、线性低密度聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、四β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯通过高速混合机混合后，用双螺杆挤出机挤出造粒，制得含硅大分子相容剂。

上述用于无卤阻燃聚烯烃材料的含硅大分子相容剂的制备方法，其中双螺杆挤出工艺为：一区130℃～140℃、二区150℃～160℃、三区170℃～180℃、四区180℃～190℃，螺杆转速400～600r/min，喂料频率25～35Hz。

上述具有阻燃作用的含硅大分子相容剂在无卤阻燃聚烯烃材料中的应用，其组分以质量份数计为：

其中线性低密度聚乙烯，熔体流动速率为1.6～2g/10min。

其中所述的所述的乙烯-辛烯共聚物，熔体流动速率为1～10g/10min。

其中所述的有机硅，相对分子量1000～8000，带有反应性基团，例如双键。

其中所述的乙烯-醋酸乙烯酯，熔体流动速率为2～3g/10min。

其中所述的无卤阻燃剂，选自氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或两种混合物。

本发明的具有阻燃作用的含硅大分子相容剂在无卤阻燃聚烯烃材料中的应用，其使用制备方法按照下述步骤进行：

将乙烯-醋酸乙烯酯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、无卤阻燃剂、含硅大分子相容剂按比例称取，在密炼机130℃～150℃中以50～100转/分熔融共混5～10min，出料。

本发明的用于无卤阻燃聚烯烃材料的具有阻燃作用的含硅大分子相容剂为反应型相容剂，不仅能改善无卤阻燃聚烯烃材料的力学性能，而且能进一步提高材料的阻燃性能。本发明的含硅大分子相容剂使得无卤阻燃聚烯烃材料的力学性能是仅采用无卤阻燃剂阻燃聚烯烃材料的力学性能的0.1～7.3倍，氧指数提高1～8个百分点。

本发明的含硅大分子相容剂阻燃机理：有机硅燃烧时产生的硅灰（主要成分SiO₂）在燃烧残留炭层中可延缓材料的热降解速率，提高燃烧残炭率。当与其它阻燃剂共同使用时，在燃烧过程中将会与基体树脂、其它阻燃剂的热分解产物发生复杂的化学反应形成具有一定隔质隔热作用的玻璃态无机绝缘层，从而抑制内部材料的热降解、防止熔滴产生。

具体实施方式

（1）本发明所述的线性低密度聚乙烯，熔体流动速率为1.6～2g/10min，例如中原石油化工有限公司生产的DFDC-7050牌号。

（2）本发明所述的所述的乙烯-辛烯共聚物，熔体流动速率为1～10g/10min，例如美国杜邦生产的8999牌号。