[发明专利]一种低收缩阻燃聚乙烯组合物以及制备方法与应用

说明书

本发明公布了一种低收缩阻燃聚乙烯组合物以及制备方法与应用。本发明所述聚乙烯组合物包括如下重量份的组分：20‑40份聚乙烯，10‑20份超低密度聚乙烯，5‑10份相容剂，2‑5份低熔点聚乙烯，30‑50份阻燃剂，2‑5份无机填料，所述低熔点聚乙烯的熔点为60‑80℃。本发明将聚乙烯、超低密度聚乙烯、相容剂、低熔点聚乙烯、阻燃剂、无机填料、加工剂、黑色母与抗氧剂进行协同复配，利用聚乙烯和超低密度聚乙烯降低材料的收缩率，同时通过低熔点聚乙烯与阻燃剂形成核壳结构，提升材料拉伸强度和阻燃性能，而且纳米层状填料与阻燃剂协同提高材料的阻燃性能和降低收缩率，因此所述聚乙烯组合物具有高机械强度、低收缩率和阻燃性。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，尤其涉及一种低收缩阻燃聚乙烯组合物以及制备方法与应用。

背景技术

聚乙烯由乙烯单体聚合而成的一种热塑性树脂，在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯具有无毒、手感似蜡，具有优异的机械性能、低温性能以及电气绝缘性能，广泛应用于薄膜、包装以及光电线缆等行业。在电线电缆领域，每年因火灾造成的损失巨大，因此聚乙烯需要阻燃改性。聚乙烯本身是一种不阻燃的材料，目前常用的阻燃剂为溴系阻燃剂和无卤阻燃剂，溴系阻燃是一种高效阻燃剂，对机械性能影响小，但燃烧时会释放卤化氢气体，烟较大，以逐步不满足现在低烟低毒的环保需求。无卤阻燃剂，一类以磷氮系膨胀阻燃剂为主，此类阻燃剂添加份数高，但加工范围窄，容易析出，另一类无机氢氧化物阻燃剂，此类阻燃剂燃烧无烟，是目前常用阻燃剂，但此类阻燃剂阻燃效率低，添加量大，影响机械性能。

聚乙烯是一种结晶性材料，电缆企业使用此类材料，挤出成型或者在施工过程中，因后收缩和应力再次释放，出现漏芯的问题，影响后期使用。因此急需探索一种既具有阻燃性能，又具有较好的机械性能和较低的收缩率的聚乙烯组合材料。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种低收缩阻燃聚乙烯组合物以及制备方法与应用。本发明所述聚乙烯组合物具有机械性能高、阻燃效果好和收缩率低的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种低收缩阻燃聚乙烯组合物包括如下重量份的组分：20-40份聚乙烯，10-20份超低密度聚乙烯，5-10份相容剂，2-5份低熔点聚乙烯，30-50份阻燃剂，2-5份无机填料，所述低熔点聚乙烯的熔点为60-80℃。

本发明通过聚乙烯和超低密度聚乙烯复配降低材料的收缩率，同时通过添加低熔点聚乙烯与阻燃剂形成核壳结构改善体系相容性，提升材料的拉伸强度和阻燃性能。同时，发明人经过大量试验发现，随着低熔点聚乙烯添加量的增加，所述低收缩阻燃聚乙烯组合物的拉伸强度、伸长率、氧指数随之增加，而收缩率随之降低，但当低熔点聚乙烯添加量超过本发明限定范围，所述低收缩阻燃聚乙烯组合物的拉伸强度急剧降低。

本发明所述低熔点聚乙烯的数均分子量为1000-5000。

作为本发明的优选实施方案，所述超低密度聚乙烯的共聚单体为己烯或者辛烯；密度为0.89-0.910g/cm³；在190℃、2.16kg的测试条件下的熔体流动速率为5g/10min以内。

本发明限定的超低密度聚乙烯密度低，短支链数量多且支链分支规整，分子量分布范围不窄，能包覆粉体，促进体系相容性，提高材料的拉伸性能且降低材料的收缩率。

作为本发明的优选实施方案，所述超低密度聚乙烯在190℃、2.16kg的测试条件下的熔体流动速率1-3g/10min。

本发明所述超低密度聚乙烯为工业用超低密度聚乙烯。

作为本发明的优选实施方案，所述聚乙烯主体树脂为茂金属聚乙烯，共聚单体为辛烯；在190℃、2.16kg的测试条件下的熔体流动速率为5g/10min以内。