CN109265792B - 高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料及其制备方法,它按重量份数比计包括:聚乙烯:60~80份、丙烯基弹性体:10~25份、烯烃嵌段共聚物:10~30份、复合阻燃剂:10~15份、发泡剂:2~15份、发泡助剂:2~15份;首先将原料依次制成发泡母粒、阻燃母粒和助剂母粒;再将发泡母粒、阻燃母粒、助剂母粒投入低速拌料机搅拌,挤出得到母板收成卷、照射发泡收成卷即得到高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材。本发明生产出来的材料为连续生产的卷材,产品的厚度范围1~20mm,幅宽800mm~1800mm,长度不限可连续生产,能够满足客户后续各方面的加工需要,具有较大的市场认可度和社会经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料改性技术领域,具体地指一种高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料及其制备方法。
背景技术
目前,随着社会进步以及人们对生命财产安全的重视、环境保护意识的不断增强,聚烯烃复合泡沫材料需要具有无卤阻燃的功能,采用无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂来制备聚乙烯泡沫塑料的应用成为一个新的技术难点来攻克。
目前应用最为广泛的膨胀型阻燃剂主要由聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)组成。传统的膨胀型阻燃剂虽然具有其它阻燃体系无法比拟的优点,但其自身仍然存在许多不足:
(1)PER和MEL为小分子化合物,热稳定性差,容易迁移到材料表面;
(2)PER极性大,易吸湿,导致材料的耐水性较差;
(3)与聚合物基体相容性差,恶化阻燃材料的加工性能及力学性能,严重制约了膨胀型阻燃剂的进一步推广应用。
发明内容
本发明提供了一种高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料及其制备方法,该高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料解决无卤阻燃聚烯烃泡沫塑料,在无卤阻燃领域里面的空白,同时为了增加泡沫塑料在应用领域的更加使用,同时解决了在使用领域要求的回弹这一重要指标。
为实现上述目的,提供了一种高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料,包含以下组分,按重量份数比计:
聚乙烯:60~80份;
丙烯基弹性体:10~25份;
烯烃嵌段共聚物:10~30份;
复合阻燃剂:10~15份;
发泡剂:2~15份;
发泡助剂:2~15份。
进一步地,所述复合泡沫材料按重量份数比计由65~75份的聚乙烯、12~20份的丙烯基弹性体、12~20份的烯烃嵌段共聚物、12~15份的复合阻燃剂、3~12份的发泡剂和2~11份的发泡助剂组成。
再进一步地,所述聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为1∶0.4~2,所述聚乙烯的熔融指数MI为1.5~4.5g/10min。
再进一步地,所述丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,所述丙烯基弹性体中乙烯含量为8%~16%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为2.0~5.0g/10min。由于这种特殊的结构的特性,该聚合物的结晶度很低,具有很强的非晶态特性,并且表现出其它丙烯基弹性体材料无法取得的优良弹性,另外一个优势就是能够吸收高比例的阻燃剂填充的加入,同时保持着较好的机械性能,弹性和良好的加工性;
所述烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,其中,辛烯链段与结晶被破坏的聚乙烯链段共同形成了弹性的软段,聚乙烯的结晶部分形成硬段,所述乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量5~13%,硬段含量40~60%,其熔融指数MI为3~6g/10min。在结晶时,硬段的结晶迫使软段被隔离到片晶间的无定形区域。相较于其他共聚物,硬段结构赋予了共聚物相当高的结晶和熔化温度和更规整的结晶形态,同时保持较低的玻璃化转变温度。基于此原料以上的特性,赋予产品更好的压缩永久变形的回复和更加宽的产品的适用温度范围,熔融指数MI为3~6g/10min。
再进一步地,所述复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和协效剂的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和协效剂的重量比为1∶7~9;
且膨胀型阻燃剂由酸源、炭源和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的酸源、炭源和气源的重量比为7~18∶2~8∶1;所述酸源为三聚氰胺多聚磷酸盐、硼酸、硼酸盐、磷酸盐中的一种或多种;所述炭源为季戊四醇;所述气源为聚磷酸铵、尿素和哌嗪衍生物中的一种或两种;
所述协效剂为氢氧化镁、硼酸锌和可膨胀石墨中的任意一种。
再进一步地,所述膨胀型阻燃剂中的酸源、炭源和气源的重量比为7~9∶2~4∶1;所述酸源为三聚氰胺多聚磷酸盐;所述炭源为季戊四醇;所述气源由尿素和聚磷酸铵组成,且尿素和聚磷酸铵重量比为1∶1~2,所述协效剂为可膨胀石墨。
当膨胀型阻燃剂和协效剂的重量比为1∶7~9;且膨胀型阻燃剂中的酸源、炭源和气源的重量比为7~9∶2~4∶1时,极限氧指数和残炭率都有提升。但当其用量超过该数值时,2种指标反而下降。原因在于可膨胀石墨形成的石墨炭层间的吸附力较弱,在泡沫材料燃烧后,无法形成坚固的膨胀炭层,因此在火焰的压力或气流的作用下,“飞灰”效应破坏了炭层;另外,膨胀型阻燃剂的相对减少使复合材料中的气源减少,导致极限氧指数降低。
酸源、炭源、气源、协效剂比例适当,体系的力学性能、阻燃性能和热稳定性均有所提高,生成的蠕虫状炭层,体系的热释放速率降低,阻燃性能较好。
再进一步地,所述发泡剂为偶氮二甲酰胺,所述发泡助剂包括0.6~3份的表面活性剂、0.4~4份的硬脂酸锌、0.5~8份的硬脂酸;其中,所述表面活性剂为白矿油和聚乙烯醇中任意一种或两种。
再进一步地,所述表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为1∶0.5~2。
再进一步地,所述复合泡沫材料按重量份数比计由70份的聚乙烯、15份的丙烯基弹性体、15份的烯烃嵌段共聚物、13份的复合阻燃剂、4份的偶氮二甲酰胺、0.8份的表面活性剂、1份的硬脂酸锌和1.2份的硬脂酸组成;其中,
所述聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为5∶4,所述聚乙烯的熔融指数MI为2.5g/10min;
所述丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,所述丙烯基弹性体中乙烯含量为12%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为3.8g/10min;
所述烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,所述乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量8%,硬段含量55%,熔融指数MI为4g/10min。
所述复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的重量比为1∶8;且膨胀型阻燃剂由三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源的重量比为8∶3∶1;
所述气源原料为聚磷酸铵和尿素组成,聚磷酸铵和尿素重量比为3∶2;
所述表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为1∶2。
本发明还提供了一种上述高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将碳源、酸源和气源混合均匀得到膨胀型阻燃剂,然后将膨胀型阻燃剂和协效剂一起搅拌5~10min,同时在温度为50~60℃条件烘烤4~6min,烘干后即得到复合阻燃剂;
2)按上述重量份数比称取聚乙烯、丙烯基弹性体、烯烃嵌段共聚物、复合阻燃剂、发泡剂和发泡助剂;
3)将一部分的聚乙烯放入密炼机密炼5~10min,加入发泡剂,在温度为90~115℃条件下密炼3~5min,制作成发泡母粒,备用;
4)将丙烯基弹性体、烯烃嵌段共聚物放入密炼机密炼5~10min,加入复合阻燃剂,在温度为100~135℃条件下密炼3~5min,制作成阻燃母粒,备用;
5)将剩余部分的聚乙烯放入密炼机密炼5~10min,加入发泡助剂,在温度为90~135℃条件下密炼3~5min,制作成助剂母粒,备用;
6)将发泡母粒、阻燃母粒、助剂母粒投入低速拌料机,搅拌时间8~15min;
7)将搅拌好的各种粒子投入挤出机挤出,设定好转速15~35rpm,1~7区温度分别为130℃、130℃、135℃、138℃、140℃、140℃、145℃,模具温度145℃度平行设置,挤出后的母板收成卷;
8)将挤出后的母板放置,待母板熟化稳定后,使用电子加速器照射,辐照剂量130KGry,绕片层数2~8层,能量1.0~3.0Mev;
9)将辐照后的母板用水平发泡炉或者垂直发泡炉在温度为250~320℃的条件下发泡收成卷,即得到高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材。
本发明的有益效果在于:
本发明无卤阻燃聚乙烯复合泡沫材料采用的主要基体原料具有聚乙烯、丙烯基弹性体、烯烃嵌段共聚物,提高了复合阻燃剂粉体与树脂的相容性和结合力,可避免了发泡过程中易破孔的现象、因加入的粉料过多而造成的熔体强度降低等不足。复合阻燃剂中膨胀型阻燃剂与协效剂的有效配比,使体系的力学性能、阻燃性能和热稳定性均有所提高。
本发明生产出来的材料为连续生产的卷材,产品的厚度范围1~20mm,幅宽800mm~1800mm,长度不限可连续生产,能够满足客户后续各方面的加工需要,具有较大的市场认可度和社会经济效益。
具体实施方式
为了更好地解释本发明,以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容,但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料1的制备方法,包括以下步骤:
1)按重量比18∶4∶1称取酸源、季戊四醇和聚磷酸铵,混合均匀,得到膨胀型阻燃剂,备用;其中,酸源为三聚氰胺多聚磷酸盐和硼酸组成,其重量比为3∶7,
2)按重量比1∶7称取膨胀型阻燃剂和硼酸锌一起搅拌5~10min,同时温度为50~60℃条件烘烤4小时,烘干后即得到复合阻燃剂;
3)按上述重量份数比称取60份的聚乙烯、21份的丙烯基弹性体、15份的烯烃嵌段共聚物、12份的复合阻燃剂、2份的偶氮二甲酰胺、0.7份的白矿油、2.1份的硬脂酸锌和2.2份的硬脂酸;其中,
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为5∶2,聚乙烯的熔融指数MI为1.6g/10min;
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,所述丙烯基弹性体中乙烯的含量为8%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为3.5g/10min;
乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量为8%,硬段含量为42%,熔融指数MI为4g/10min;
4)将一部分的聚乙烯放入密炼机密炼5~10min,加入白矿油、硬脂酸锌和硬脂酸,在温度为90~115℃条件下密炼3~5min,制作成发泡母粒,备用;
5)将丙烯基弹性体、烯烃嵌段共聚物放入密炼机密炼5~10min,加入复合阻燃剂,在温度为100~135℃条件下密炼3~5min,制作成阻燃母粒,备用;
6)将剩余部分的聚乙烯放入密炼机密炼5~10min,加入发泡助剂,在温度为90~135℃条件下密炼3~5min,制作成助剂母粒,备用;
7)将发泡母粒、阻燃母粒、助剂母粒投入低速拌料机,搅拌时间8~15min;
8)将搅拌好的各种粒子投入挤出机挤出,设定好转速15~35rpm,1~7区温度分别为130℃、130℃、135℃、138℃、140℃、140℃、145℃,模具温度145℃度平行设置,挤出后的母板收成卷;
9)将挤出后的母板放置,待母板熟化稳定后,使用电子加速器照射,辐照剂量130KGry,绕片层数2~8层,能量1.0~3.0Mev;
10)将辐照后的母板用水平发泡炉或者垂直发泡炉在温度为250~320℃的条件下发泡收成卷,即得到高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材1。
实施例2
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材2制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
复合泡沫材料2按重量份数比计由70份的聚乙烯、15份的丙烯基弹性体、15份的烯烃嵌段共聚物、13份的复合阻燃剂、4份的偶氮二甲酰胺、0.8份的表面活性剂、1份的硬脂酸锌和1.2份的硬脂酸组成,其中,
表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为1∶2;
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为5∶4,聚乙烯的熔融指数MI为2.5g/10min;
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,丙烯基弹性体中乙烯含量为12%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为3.8g/10min;
烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量8%,硬段含量55%,熔融指数MI为4g/10min;
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的重量比为1∶8,且膨胀型阻燃剂由三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源的重量比为8∶3∶1;气源原料为聚磷酸铵和尿素组成,聚磷酸铵和尿素重量比为3∶2。
实施例3
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材3制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
复合泡沫材料3按重量份数比计由65份的聚乙烯、10份的丙烯基弹性体、10份的烯烃嵌段共聚物、15份的复合阻燃剂、15份的偶氮二甲酰胺、3份的表面活性剂、4份的硬脂酸锌和5份的硬脂酸组成,其中,
表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为2∶1;
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为1∶1,聚乙烯的熔融指数MI为4.5g/10min。
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,丙烯基弹性体中乙烯含量为10%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为2.0g/10min;
烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量8%,硬段含量60%,熔融指数MI为4g/10min;
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和氢氧化镁的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和氢氧化镁的重量比为1∶7;且膨胀型阻燃剂由酸源、季戊四醇和尿素组成;其中,膨胀型阻燃剂中的酸源、季戊四醇和尿素的重量比为9∶2∶1;酸源为三聚氰胺多聚磷酸盐和硼酸组成;其重量比为1∶1。
实施例4
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材4制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
复合泡沫材料4按重量份数比计由65份的聚乙烯、18份的丙烯基弹性体、28份的烯烃嵌段共聚物、14份的复合阻燃剂、6份的偶氮二甲酰胺、2份的聚乙烯醇、5份的硬脂酸锌和2份的硬脂酸组成;其中,
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为1∶2,所述聚乙烯的熔融指数MI为4g/10min。
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,丙烯基弹性体中乙烯含量为16%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为2.5g/10min;
烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,所述乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量13%,硬段含量45%,熔融指数MI为6g/10min。
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和协效剂的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和协效剂的重量比为1∶9;协效剂由氢氧化镁和硼酸锌组成,其重量比为2∶1;且膨胀型阻燃剂由三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源的重量比为9∶2∶1;气源由聚磷酸铵和尿素组成,其聚磷酸铵和尿素重量比为1∶1。
实施例5
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材5制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
复合泡沫材料5按重量份数比计由75份的聚乙烯、22份的丙烯基弹性体、25份的烯烃嵌段共聚物、10份的复合阻燃剂、4份的偶氮二甲酰胺、2份的表面活性剂、0.4份的硬脂酸锌和1.6份的硬脂酸组成;其中,
表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为1∶2;
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为5∶8,聚乙烯的熔融指数MI为4g/10min。
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,丙烯基弹性体中乙烯含量为15%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为5.0g/10min;
烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量6%,硬段含量50%,熔融指数MI为5g/10min;
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和协效剂的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和协效剂的重量比为1∶7,其中,协效剂由硼酸锌和可膨胀石墨组成,其重量比为1∶1;且膨胀型阻燃剂由三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源的重量比为14∶7∶1;
气源原料由聚磷酸铵和尿素组成,其聚磷酸铵和尿素重量比为3∶1;
实施例6
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材6制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
所述复合泡沫材料6按重量份数比计由80份的聚乙烯、25份的丙烯基弹性体、30份的烯烃嵌段共聚物、12份的复合阻燃剂、5份的偶氮二甲酰胺、1.1份的白矿油、0.4份的硬脂酸锌和0.5份的硬脂酸组成;其中,
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为1∶2,所述聚乙烯的熔融指数MI为3.2g/10min;
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,丙烯基弹性体中乙烯含量为8%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为4.8g/10min;
烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,所述乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量12%,硬段含量40%,熔融指数MI为3g/10min;
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的重量比为1∶8,且膨胀型阻燃剂由硼酸、季戊四醇和聚磷酸铵组成;其中,膨胀型阻燃剂中的硼酸、季戊四醇和聚磷酸铵的重量比为17∶4∶1。
实施例7
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材7制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
复合泡沫材料7按重量份数比计由80份的聚乙烯、20份的丙烯基弹性体、20份的烯烃嵌段共聚物、13份的复合阻燃剂、12份的偶氮二甲酰胺、3份的表面活性剂、4份的硬脂酸锌和8份的硬脂酸组成;其中,
表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为2∶1;
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为1∶1,聚乙烯的熔融指数MI为2.8g/10min。
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,所述丙烯基弹性体中乙烯含量为13%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为4.4g/10min。所述烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,所述乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量8%,硬段含量58%,熔融指数MI为6g/10min。
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和协效剂的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和协效剂的重量比为1∶7,协效剂由氢氧化镁、硼酸锌、可膨胀石墨组成,其重量比为1∶2∶1
且膨胀型阻燃剂由三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源的重量比为8∶3∶1;气源原料由聚磷酸铵和尿素组成,其聚磷酸铵和尿素重量比为3∶2。
实施例8
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材8制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
所述复合泡沫材料8按重量份数比计由75份的聚乙烯、12份的丙烯基弹性体、12份的烯烃嵌段共聚物、15份的复合阻燃剂、10份的偶氮二甲酰胺、3份的白矿油、2份的硬脂酸锌和6份的硬脂酸组成;其中,
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为5∶9,聚乙烯的熔融指数MI为3.7g/10min。
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,丙烯基弹性体中乙烯含量为10%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为3.0g/10min;
烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,所述乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量5%,硬段含量48%,熔融指数MI为3g/10min。
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的重量比为1∶9,且膨胀型阻燃剂由三聚氰胺多聚磷酸盐、炭源和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的三聚氰胺多聚磷酸盐、戊四醇和气源的重量比为15∶8∶2;气源原料由聚磷酸铵和尿素组成,其聚磷酸铵和尿素重量比为2∶1。
实施例9
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材9制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
所述复合泡沫材料9按重量份数比计由60份的聚乙烯、15份的丙烯基弹性体、18份的烯烃嵌段共聚物、11份的复合阻燃剂、8份的偶氮二甲酰胺、1份的表面活性剂、3份的硬脂酸锌和4份的硬脂酸组成;其中,
表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为1∶1;
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为5∶6,聚乙烯的熔融指数MI为1.8g/10min;
所述丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,丙烯基弹性体中乙烯含量为12%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为3.8g/10min。
烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量11%,硬段含量58%,熔融指数MI为4g/10min。
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的重量比为1∶8,且膨胀型阻燃剂由硼酸、季戊四醇和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的硼酸、季戊四醇和气源的重量比为16∶8∶1。
气源原料由聚磷酸铵和尿素组成,其聚磷酸铵和尿素重量比为3∶2。
实施例10
本实施例的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材10制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于物料配方:
所述复合泡沫材料按重量份数比计由70份的聚乙烯、20份的丙烯基弹性体、20份的烯烃嵌段共聚物、10份的复合阻燃剂、5份的偶氮二甲酰胺、2.3份的表面活性剂、1份的硬脂酸锌和2.7份的硬脂酸组成;其中,
表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为1∶1;
聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为2∶1,聚乙烯的熔融指数MI为4.2g/10min。
丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,丙烯基弹性体中乙烯含量为15%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为2.5g/10min;
烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量9%,硬段含量55%,熔融指数MI为4g/10min。
复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和协效剂的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和协效剂的重量比为1∶7,协效剂由氢氧化镁、硼酸锌和可膨胀石墨组成,其重量比为1∶1∶3,且膨胀型阻燃剂由酸源、季戊四醇和聚磷酸铵组成;其中,膨胀型阻燃剂中的酸源、季戊四醇和聚磷酸铵的重量比为7∶4∶1,酸源由三聚氰胺多聚磷酸盐和硼酸组成;其重量比为1∶1。
将实施例1~10制备的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材进行性能检测:
实施例1~11,制备的高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材阻燃等级均达到HF-1等级,同时具备较高的力学性能,压缩永久变形在10%以下,具备高回弹性,其中实施例2的效果最佳。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (6)
1.一种高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料,其特征在于:包含以下组分,按重量份数比计:
聚乙烯:60~80份;
丙烯基弹性体:10~25份;
烯烃嵌段共聚物:10~30份;
复合阻燃剂:10~15份;
发泡剂:2~15份;
发泡助剂:2~15份;其中,
所述聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为1∶0.4~2,所述聚乙烯的熔融指数MI为1.5~4.5g/10min;
所述丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,且所述丙烯基弹性体中乙烯含量为8%~16%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为2.0~5.0g/10min;
所述烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,且辛烯链段与结晶被破坏的聚乙烯链段共同形成了弹性的软段,聚乙烯的结晶部分形成硬段,所述乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量5~13%,硬段含量40~60%,其熔融指数MI为3~6g/10min;
所述复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和协效剂的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和协效剂的重量比为1∶7~9;且膨胀型阻燃剂由酸源、炭源和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的酸源、炭源和气源的重量比为7~18∶2~8∶1;所述酸源为三聚氰胺多聚磷酸盐、硼酸、硼酸盐、磷酸盐中的一种或多种;所述炭源为季戊四醇;所述气源为聚磷酸铵和尿素中的一种或两种;所述协效剂为氢氧化镁、硼酸锌和可膨胀石墨中的任意一种;
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺,所述发泡助剂包括0.6~3份的表面活性剂、0.4~4份的硬脂酸锌、0.5~8份的硬脂酸;其中,所述表面活性剂为白矿油和聚乙烯醇中任意一种或两种。
2.根据权利要求1所述高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料,其特征在于:所述复合泡沫材料按重量份数比计由65~75份的聚乙烯、12~20份的丙烯基弹性体、12~20份的烯烃嵌段共聚物、12~15份的复合阻燃剂、3~12份的发泡剂和2~11份的发泡助剂组成。
3.根据权利要求1所述的高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料,其特征在于:所述膨胀型阻燃剂中的酸源、炭源和气源的重量比为7~9∶2~4∶1;所述酸源为三聚氰胺多聚磷酸盐;所述炭源为季戊四醇;所述气源由尿素和聚磷酸铵组成,且尿素和聚磷酸铵重量比为1∶1~2,所述协效剂为可膨胀石墨。
4.根据权利要求1所述的高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料,其特征在于:所述表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为1∶0.5~2。
5.根据权利要求1或2所述高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料,其特征在于:所述复合泡沫材料按重量份数比计由70份的聚乙烯、15份的丙烯基弹性体、15份的烯烃嵌段共聚物、13份的复合阻燃剂、4份的偶氮二甲酰胺、0.8份的表面活性剂、1份的硬脂酸锌和1.2份的硬脂酸组成;其中,
所述聚乙烯由超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成,其重量比为5∶4,所述聚乙烯的熔融指数MI为2.5g/10min;
所述丙烯基弹性体为丙烯与乙烯的共聚物,其中,所述丙烯基弹性体中乙烯含量为12%;丙烯基弹性体的熔融指数MI为3.8g/10min;
所述烯烃嵌段共聚物为乙烯-辛烯共聚物,所述乙烯-辛烯共聚物中,辛烯含量8%,硬段含量55%,熔融指数MI为4g/10min;
所述复合阻燃剂为膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的混合而成,其中,膨胀型阻燃剂和可膨胀石墨的重量比为1∶8;且膨胀型阻燃剂由三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源组成;其中,膨胀型阻燃剂中的三聚氰胺多聚磷酸盐、季戊四醇和气源的重量比为8∶3∶1;
所述气源原料为聚磷酸铵和尿素组成,聚磷酸铵和尿素重量比为3∶2;
所述表面活性剂由白矿油和聚乙烯醇组成,其重量比为1∶2。
6.一种权利要求1所述高回弹无卤阻燃聚烯烃复合泡沫材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)将碳源、酸源和气源混合均匀得到膨胀型阻燃剂,然后将膨胀型阻燃剂和协效剂一起搅拌5~10min,同时在温度为50~60℃条件烘烤4~6min,烘干后即得到复合阻燃剂;
2)按所述重量份数比称取聚乙烯、丙烯基弹性体、烯烃嵌段共聚物、复合阻燃剂、发泡剂和发泡助剂;
3)将一部分的聚乙烯放入密炼机密炼5~10min,加入发泡剂,在温度为90~115℃条件下密炼3~5min,制作成发泡母粒,备用;
4)将丙烯基弹性体、烯烃嵌段共聚物放入密炼机密炼5~10min,加入复合阻燃剂,在温度为100~135℃条件下密炼3~5min,制作成阻燃母粒,备用;
5)将剩余部分的聚乙烯放入密炼机密炼5~10min,加入发泡助剂,在温度为90~135℃条件下密炼3~5min,制作成助剂母粒,备用;
6)将发泡母粒、阻燃母粒、助剂母粒投入低速拌料机,搅拌时间8~15min;
7)将搅拌好的各种粒子投入挤出机挤出,设定好转速15~35rpm,1~7区温度分别为130℃、130℃、135℃、138℃、140℃、140℃、145℃,模具温度145℃度平行设置,挤出后的母板收成卷;
8)将挤出后的母板放置,待母板熟化稳定后,使用电子加速器照射,辐照剂量130KGry,绕片层数2~8层,能量1.0~3.0Mev;
9)将辐照后的母板用水平发泡炉或者垂直发泡炉在温度为250~320℃的条件下发泡收成卷,即得到高回弹无卤阻燃聚乙烯泡沫卷材。
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