聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒及其制備方法。本發(fā)明的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：聚乙烯20％～40％、納米級無機(jī)阻燃劑30％～50％、填充劑10％～40％、偶聯(lián)劑0.5％～3％、成核劑0.5％～2％、分散劑3％～5％。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明制得的無機(jī)納米阻燃母粒應(yīng)用于聚乙烯阻燃改性時，具有無煙、無毒、無腐蝕性、安全、廉價和高阻燃性等特點(diǎn)，而且在其結(jié)晶速率、熱變形溫度、熱分解溫度、力學(xué)性能、氣體阻隔性、著色性等方面均有較大提高，無機(jī)阻燃劑納米化不僅提高了阻燃效果，而且還改善聚乙烯的物理機(jī)械性能、耐候性能和著色性能等，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯(PE)由于質(zhì)輕、無毒，具有優(yōu)異的介電性能、化學(xué)穩(wěn)定性和抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，且價格低廉，成型加工容易，可廣泛應(yīng)用于電器、化工、食品、機(jī)械等行業(yè)。但是，由于聚乙烯的氧指數(shù)低，容易燃燒，并且燃燒時產(chǎn)生大量的熱極易傳播火焰，引發(fā)大的火災(zāi)，因此對聚乙烯阻燃問題的處理就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的阻燃方法是在聚乙烯生產(chǎn)工藝中加入阻燃劑，雖然可以起到較好的阻燃效果，但目前的阻燃劑大多使用鹵素或磷系阻燃劑，鹵素阻燃劑在燃燒時發(fā)煙量大，而且放出有毒氣體，給消防工作帶來很大困難，而且阻燃劑大多上粉體，直接添加不但會導(dǎo)致生產(chǎn)工藝復(fù)雜，而且還影響加工環(huán)境和生產(chǎn)效率等。應(yīng)用阻燃母粒進(jìn)行阻燃改性具有使用簡便、成本低、生產(chǎn)環(huán)保條件好等優(yōu)點(diǎn)，目前已逐漸被廣泛采用。由于無機(jī)阻燃劑具有無煙、無毒、無腐蝕性、安全和廉價等優(yōu)點(diǎn)，又無機(jī)納米阻燃劑開辟了阻燃高分子材料的新途徑，因此，研究聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒具有很高的實(shí)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，使用該阻燃母粒對聚乙烯進(jìn)行阻燃改性，不但具有無煙、無毒、無腐蝕性、安全和廉價等優(yōu)點(diǎn)，而且在結(jié)晶速率、熱變形溫度、熱分解溫度、 力學(xué)性能、氣體阻隔性等方面均有較大提高。
[0004]本發(fā)明的另外一個目的是提供一種聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒的制備方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯20%~40%、納米級無機(jī)阻燃劑30%~50%、填充劑10%~40%、偶聯(lián)劑0.5%~3%、成核劑0.5%~2%、分散劑3%~5%。
[0006]所述的納米級無機(jī)阻燃劑為粒徑在Inm~IOOnm的蒙脫土、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、云母、陶瓷中的一種。
[0007]所述的填充劑為硅石粉、輕質(zhì)碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、硅藻土、高嶺土、透閃石、沸石粉中的一種或幾種。
[0008]所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種。
[0009]所述的成核劑為滑石粉。
[0010]所述的分散劑為季戊四醇硬脂酸酯或硬脂酸金屬鹽。
[0011]上述的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒的制備方法為:將各組分按重量比例配料，然后加入高速混合機(jī)中，在混合溫度100°c~120°C混合5~15分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，熔融溫度控制在180°C~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~300轉(zhuǎn)/分鐘，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉10~15分鐘，然后擠出、冷卻、切粒、干燥、包裝即得本發(fā)明的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明制得的無機(jī)納米阻燃母粒應(yīng)用于聚乙烯阻燃改性時，具有無煙、無毒、無腐蝕性、安全、廉價和高阻燃性等特點(diǎn)，而且在其結(jié)晶速率、熱變形溫度、熱分解溫度、力學(xué)性能、氣體阻隔性、著色性等方面均有較大提高，無機(jī)阻燃劑納米化不僅提高了阻燃效果，而且還改善聚乙烯的物理機(jī)械性能、耐候性能和著色性能等，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0014]實(shí)施例1:
一種聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯30%、蒙脫土40%、輕質(zhì)碳酸鈣23%、鈦酸酯偶聯(lián)劑1.5%、滑石粉1.5%、季戊四醇硬脂酸酯4%，其中，所述的蒙脫土的粒徑在Inm~lOOnm。
[0015]制備方法:將各組分按重量比例配料，然后加入高速混合機(jī)中，在混合溫度100°C~120°C混合5~15分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，熔融溫度控制在180°C~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~300轉(zhuǎn)/分鐘，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉10~15分鐘，然后擠出、冷卻、切粒、干燥、包裝即得本發(fā)明的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒。
[0016]實(shí)施例2:
一種聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯20%、氫氧化鎂50 %、硅藻土 22 %、硅烷偶聯(lián)劑3 %、滑石粉I %、季戊四醇硬脂酸酯4 %，其中，所述的氫氧化鎂的粒徑在Inm~lOOnm。
[0017]制備方法:將各組分按重量比例配料，然后加入高速混合機(jī)中，在混合溫度100°C~120°C混合5~15分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，熔融溫度控制在180°C~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~300轉(zhuǎn)/分鐘，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉10~15分鐘，然后擠出、冷卻、切粒、干燥、包裝即得本發(fā)明的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒。
[0018]實(shí)施例3:
一種聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯40%、三氧化二銻30%、透閃石25%、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑1%、滑石粉1%、硬脂酸金屬鹽3%，其中，所述的三氧化二鋪的粒徑在Inm~lOOnm。
[0019]制備方法:將各組分按重量比例配料，然后加入高速混合機(jī)中，在混合溫度100°C~120°C混合5~15分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，熔融溫度控制在180°C~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~300轉(zhuǎn)/分鐘，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉10~15分鐘，然后擠出、冷卻、切粒、干燥、包裝即得本發(fā)明的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒。
【權(quán)利要求】
1.一種聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯20%~40%、納米級無機(jī)阻燃劑30%~50%、填充劑10%~40%、偶聯(lián)劑0.5%~3%、成核劑0.5%~2%、分散劑3%~5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其特征在于，所述的納米級無機(jī)阻燃劑為粒徑在Inm~IOOnm的蒙脫土、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、云母、陶瓷中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其特征在于，所述的填充劑為硅石粉、輕質(zhì)碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、硅藻土、高嶺土、透閃石、沸石粉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其特征在于，所述的成核劑為滑石粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒，其特征在于，所述的分散劑為季戊四醇硬脂酸酯或硬脂酸金屬鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將各組分按重量比例配料，然后加入高速混合機(jī)中，在混合溫度100°C~120°C混合5~15分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，熔融溫度控制在180°C~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~300轉(zhuǎn)/分鐘，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉10~15分鐘，然后擠出、冷卻、切粒、干燥·、包裝即得本發(fā)明的聚乙烯無機(jī)納米阻燃母粒。
【文檔編號】C08K3/26GK103849045SQ201210594530
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】夏偉光, 高偉臣 申請人:青島三利中德美水設(shè)備有限公司