專利名稱：一種無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料及制備方法。 背景技術(shù)：
聚乙烯發(fā)泡塑料發(fā)泡倍率高，密度低，厚度薄，表面光滑，高彈性，高韌性， 易于二次加工性，在加工方面，延伸率、收縮比、抗張強(qiáng)度等物性亦遠(yuǎn)勝于聚苯乙烯和 聚氨酯泡沫塑料等其它材料，是一種具有保溫、防火、防霉、防水、隔音、吸音、緩 沖、符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等特性的多功能高分子材料。該類產(chǎn)品被世界上先進(jìn)國家稱為無公害 產(chǎn)品，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，不造成環(huán)境污染，產(chǎn)品在使用后，易于回收，焚燒時不造成嚴(yán) 重大氣污染。
聚乙烯發(fā)泡塑料的相關(guān)特性有(1)絕熱性一其細(xì)微的獨(dú)立氣泡結(jié)構(gòu)，有效降 低空氣對流導(dǎo)致的能量交換，適合制作保溫管、保溫板。并且兼具防結(jié)露性，使之極 適合用于冰箱、空調(diào)及冷庫等多濕環(huán)境的保溫材料。( 緩沖性一其半硬質(zhì)發(fā)泡體， 受強(qiáng)沖擊后不失還原性能，用于精密儀器，半導(dǎo)體，電子產(chǎn)品等包裝等領(lǐng)域。( 吸音 性一具有吸音降噪功能，適合用于汽車、電動機(jī)等強(qiáng)噪音設(shè)備及環(huán)境中的吸音隔音材 料。(4)成型性一聚乙烯發(fā)泡塑料耐熱性強(qiáng)，延展性能好，密度均勻，可實現(xiàn)真空成 型及熱成型等較深部位的成型，因而可用于汽車空調(diào)蒸發(fā)柜、汽車熱壓頂棚等內(nèi)飾件及 鞋材方面的材料。( 此外，聚乙烯發(fā)泡塑料還具有無毒、無味、耐藥品性、耐油、耐 酸、耐鹵及其他各類化學(xué)藥品的性能，并且非常容易加工，可以任意裁切，與多種材料 貼合，作為新一代高效節(jié)能、環(huán)保的材料有廣闊的發(fā)展前景。
聚乙烯發(fā)泡塑料的主要用途(1)包裝領(lǐng)域電子電器、元件、家用電器等要 求較高的保護(hù)及包裝材料。( 車輛領(lǐng)域汽車內(nèi)裝飾、天棚、儀表盤、遮舊板、冷 卻器、地板等。( 文化體育、雜貨領(lǐng)域?qū)W校教學(xué)用材料、兒童玩具、體育用各種墊 子、沖浪板、游泳用救生衣、浮子及緩沖用材料；廚房用洗滌槽、席子、浴槽蓋子及拖 鞋、帽子等。(4)冷暖房機(jī)器、水箱、水庫的隔熱材料；中央空調(diào)、空調(diào)用隔熱材料 等。(5)建筑、土木領(lǐng)域，屋頂，墻體隔熱、保溫、緩沖、防結(jié)露、防水、防漏、防腐蝕 材料；土建各種基礎(chǔ)材料；防凍、防震緩沖材料；室內(nèi)裝飾、壁紙、床墊材料等。
聚乙烯發(fā)泡塑料中只有碳、氫兩種元素，所以極容易燃燒。燃燒時熔融低落嚴(yán) 重，因而限制了聚乙烯發(fā)泡塑料在制冷、空調(diào)風(fēng)管、采暖保溫等領(lǐng)域作為建筑內(nèi)飾材料 的使用。聚乙烯發(fā)泡塑料的常用阻燃方法有碲氧化物和鹵素的協(xié)效體系，磷-鹵并用體 系，雖然此種方法阻燃效果較好，含鹵阻燃劑對聚乙烯具有優(yōu)良的阻燃性能，但是會造 成二次災(zāi)害，燃燒時釋放大量煙霧和有毒、有害氣體，在火災(zāi)中發(fā)生的死亡事故，80% 是由于煙和有毒氣體的窒息造成。該類產(chǎn)品在低煙、低毒或無毒等方面滿足不了對阻燃 材料日益提高的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種無鹵聚乙烯發(fā)泡塑料及其制備方法，克服了傳統(tǒng)聚乙烯 發(fā)泡材料中阻燃性能差、含鹵阻燃劑在燃燒時會釋放大量有毒、腐蝕性的鹵化氫氣體， 從而會造成人員窒息中毒和設(shè)備的腐蝕損壞等缺點(diǎn)，本發(fā)明產(chǎn)品為無鹵阻燃，符合消防 和環(huán)保要求，具有氧指數(shù)高、強(qiáng)度好、比強(qiáng)度高、吸收沖擊載荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料由以下質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 15 40份聚乙烯母粒B 20 60份聚乙烯母粒C 3 20份聚乙烯母粒D 5 25份聚乙烯母粒E 0.5 5份聚乙烯母粒F 0.5 5份所述聚乙烯母粒A為過氧化二異丙苯與高壓聚乙烯融合物，所述過氧化二異丙 苯與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 15 25;所述聚乙烯母粒B為ADC發(fā)泡劑與高壓聚乙烯融合物，所述ADC發(fā)泡劑與高 壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 1.5 3.5;所述的ADC發(fā)泡劑(Azobisformamide)學(xué)名為
偶氮二甲酰胺；所述聚乙烯母粒C為BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯融合物，所述 BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 3 5 ；所述聚乙烯母粒D為納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯 融合物，所述納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為 1 0.05 0.15 3 5 ；所述聚乙烯母粒E為乙烯-醋酸乙烯共聚物，如發(fā)泡級乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述聚乙烯母粒F為聚乙烯色母粒。所述的優(yōu)選無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料由以下質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 20 30份聚乙烯母粒B 30 50份聚乙烯母粒C 5 15份聚乙烯母粒D 10 15份聚乙烯母粒E 1 3份聚乙烯母粒F 1 4份本發(fā)明所述的聚乙烯母粒A、B、C、D、E、F各自優(yōu)選如下聚乙烯母粒A為過氧化二異丙苯與高壓聚乙烯融合物，所述過氧化二異丙苯與 高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 18 20;所述聚乙烯母粒B為ADC發(fā)泡劑與高壓聚乙烯融合物，所述ADC發(fā)泡劑與高 壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 2 3;所述聚乙烯母粒C為BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯融合物，所述 BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 3.5 4.5 ；
所述聚乙烯母粒D為納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯 融合物，所述納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為 1 0.08 0.12 2 4 ；所述聚乙烯母粒E為乙烯_醋酸乙烯共聚物；所述聚乙烯母粒F為聚乙烯色母粒。最優(yōu)選的，所述聚乙烯母粒A為過氧化二異丙苯與高壓聚乙烯融合物，所述過 氧化二異丙苯與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 20;所述聚乙烯母粒B為ADC發(fā)泡劑與高壓聚乙烯融合物，所述ADC發(fā)泡劑與高 壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 2;所述聚乙烯母粒C為BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯融合物，所述 BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 4.5;所述聚乙烯母粒D為納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯 融合物，所述納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為 1 0.08 3.3 ；所述聚乙烯母粒E為市售14-2型發(fā)泡級乙烯-醋酸乙烯共聚物；所述聚乙烯母粒F為市售聚乙烯色母粒。進(jìn)一步所述的優(yōu)選無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，聚乙烯母粒A、B、C、D、E、F 按最優(yōu)選配比融合，所述的發(fā)泡塑料由以下質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 15份聚乙烯母粒B 55份聚乙烯母粒C 10份聚乙烯母粒D 15份聚乙烯母粒E 3份聚乙烯母粒F 2份所述的進(jìn)一步優(yōu)選無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料由以下質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 15份聚乙烯母粒B 60份聚乙烯母粒C 8份聚乙烯母粒D 12份聚乙烯母粒E 3份聚乙烯母粒F 2份所述的進(jìn)一步優(yōu)選無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，其特征在于所述的的發(fā)泡塑料由 以下質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 40份聚乙烯母粒B 20份聚乙烯母粒C 20份聚乙烯母粒D 10份聚乙烯母粒E 5份聚乙烯母粒F 5份
本發(fā)明所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料的制備方法為按照質(zhì)量配比，將聚乙 烯母粒A、B、C、D、E和F混合均勻，110 120°C經(jīng)擠出機(jī)擠出，后經(jīng)高溫發(fā)泡爐發(fā) 泡制得；所述高溫發(fā)泡爐的預(yù)熱溫度110°C，發(fā)泡溫度115 125°C，成型溫度為125 140 0C ；
所述聚乙烯母粒A、聚乙烯母粒B、聚乙烯母粒C和聚乙烯母粒D按照配比進(jìn)行 密煉、開煉、造粒制得。
所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料中，所述的聚乙烯母粒優(yōu)選按照如下方法制備
密煉是指將物料按配比投入密煉機(jī)后，在100 120°C下，密封情況下，煉塑。 使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)、拉伸、剪切運(yùn)動，物料由于摩擦生熱，并由密煉室外設(shè)置的加熱裝置 加熱，在這個過程中物料塑化。
開煉是指將物料按配比投入開煉機(jī)后，在70 80°C，開放情況下，煉塑。屬低 溫塑煉。密煉溫度高些，開煉溫度低些。
蒙脫土是一類典型的層狀硅酸鹽礦物，其基本結(jié)構(gòu)單元是由一片鋁氧八面體夾 在兩片硅氧四面體之間靠共用氧原子而形成的2 1型層狀結(jié)構(gòu)，每一片層厚度約lnm， 長和寬各約lOOnm，層間充滿了可交換陽離子，如

圖1所示。一般的蒙脫土，層狀結(jié)構(gòu) 中間的陽離子是Ca2+、Na+、Li+等，稱為鈣基、鈉基、鋰基膨潤土，均為無機(jī)膨潤土。 納米有機(jī)蒙脫土也稱納米有機(jī)膨潤土，是通過離子交換反應(yīng)，可將這些無機(jī)陽離子置換 出來，代之以為季銨鹽有機(jī)大分子(例如十八烷基三甲基氯化銨等)，使硅酸鹽片層的 層間距增大。在外界，如溶劑、化學(xué)、機(jī)械混合以及剪切力的作用下，使聚合物大分子 插入層硅酸鹽片層間，克服片層間的作用力，將片層剝離并分散到聚合物基體中，得到 聚合物一層狀硅酸鹽的復(fù)合物。經(jīng)過有機(jī)插層處理后，蒙脫土的表面已有一定的親有機(jī) 性，可很好地分散于聚合物中。具有納米級層狀結(jié)構(gòu)的蒙脫土在基體材料中具有對燃燒 的隔絕、冷卻和稀釋效應(yīng)。
本發(fā)明所述的納米有機(jī)蒙脫土為市售如浙江豐虹粘土化工有限公司的 MMT-DKI型納米有機(jī)蒙脫土、江西固康新材料有限公司的GK-3型納米蒙脫土、美國海 明斯SD-I型有機(jī)蒙脫土或浙江華特實業(yè)集團(tuán)的BP-186B型有機(jī)蒙脫土。納米有機(jī)蒙脫 土結(jié)構(gòu)如圖1所示。
BDPIE型P-N無鹵阻燃劑，化學(xué)名稱為1，2-雙(5，5_ 二甲基-1， 3- 二氧雜己內(nèi)酰磷亞胺基)乙烷，英文名稱1，2-Bis(5，5-dimethyl-l， 3-dioxacyclo-phosphrimide) ethane,結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，其特征在于所述的發(fā)泡塑料由以下質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 15 40份 聚乙烯母粒B 20 60份 聚乙烯母粒C 3 20份 聚乙烯母粒D 5 25份 聚乙烯母粒E 0.5 5份 聚乙烯母粒F 0.5 5份所述聚乙烯母粒A為過氧化二異丙苯與高壓聚乙烯融合物，所述過氧化二異丙苯與 高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 15 25;所述聚乙烯母粒B為ADC發(fā)泡劑與高壓聚乙烯融合物，所述ADC發(fā)泡劑與高壓聚 乙烯的投料質(zhì)量比為1 1.5 3.5;所述聚乙烯母粒C為BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯融合物，所述BDPIE型 P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 3 5;所述聚乙烯母粒D為納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯融 合物，所述納米有機(jī)脫蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為 1 0.05 0.15 3 5 ；所述聚乙烯母粒E為乙烯-醋酸乙烯共聚物； 所述聚乙烯母粒F為聚乙烯色母粒。
2.如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，其特征在于所述的發(fā)泡塑料由以下 質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 20 30份 聚乙烯母粒B 30 50份 聚乙烯母粒C 5 15份 聚乙烯母粒D 10 15份 聚乙烯母粒E 1 3份 聚乙烯母粒F 1 4份。
3.如權(quán)利要求2所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，其特征在于所述聚乙烯母粒A為過氧化二異丙苯與高壓聚乙烯融合物，所述過氧化二異丙苯與 高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 18 20 ；所述聚乙烯母粒B為ADC發(fā)泡劑與高壓聚乙烯融合物，所述ADC發(fā)泡劑與高壓聚 乙烯的投料質(zhì)量比為1 2 3;所述聚乙烯母粒C為BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯融合物，所述BDPIE型 P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 3.5 4.5;所述聚乙烯母粒D為納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯融 合物，所述納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為 1 0.08 0.12 2 4 ；所述聚乙烯母粒E為乙烯-醋酸乙烯共聚物； 所述聚乙烯母粒F為聚乙烯色母粒。
4.如權(quán)利要求3所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，其特征在于所述聚乙烯母粒A為過氧化二異丙苯與高壓聚乙烯融合物，所述過氧化二異丙苯與 高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 20;所述聚乙烯母粒B為ADC發(fā)泡劑與高壓聚乙烯融合物，所述ADC發(fā)泡劑與高壓聚 乙烯的投料質(zhì)量比為1:2;所述聚乙烯母粒C為BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯融合物，所述BDPIE型 P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為1 4.5;所述聚乙烯母粒D為納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯融 合物，所述納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯的投料質(zhì)量比為 1 0.08 3.3 ；所述聚乙烯母粒E為乙烯-醋酸乙烯共聚物； 所述聚乙烯母粒F為聚乙烯色母粒。
5.如權(quán)利要求4所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，其特征在于所述的的發(fā)泡塑料由以 下質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 15份 聚乙烯母粒B 55份 聚乙烯母粒C 10份 聚乙烯母粒D 15份 聚乙烯母粒E 3份 聚乙烯母粒F 2份
6.如權(quán)利要求4所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，其特征在于所述的發(fā)泡塑料由以下 質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 15份 聚乙烯母粒B 60份 聚乙烯母粒C 8份 聚乙烯母粒D 12份 聚乙烯母粒E 3份 聚乙烯母粒F 2份
7.如權(quán)利要求4所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料，其特征在于所述的發(fā)泡塑料由以下 質(zhì)量組分構(gòu)成聚乙烯母粒A 40份 聚乙烯母粒B 20份 聚乙烯母粒C 20份 聚乙烯母粒D 10份 聚乙烯母粒E 5份 聚乙烯母粒F 5份
8.—種如權(quán)利要求1所述的聚乙烯發(fā)泡塑料的制備方法，其特征在于所述的方法為 按照質(zhì)量配比，將聚乙烯母粒A、聚乙烯母粒B、聚乙烯母粒C、聚乙烯母粒D、聚乙 烯母粒E和聚乙烯母粒F混合均勻，110 120°C經(jīng)擠出機(jī)擠出，后經(jīng)高溫發(fā)泡爐發(fā)泡制得；所述高溫發(fā)泡爐的預(yù)熱溫度110°C，發(fā)泡溫度115 125°C，成型溫度為125 140 0C ；所述聚乙烯母粒A、聚乙烯母粒B、聚乙烯母粒C和聚乙烯母粒D按照各自的配比 進(jìn)行密煉、開煉、造粒制得。
9.如權(quán)利要求8所述的無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料的制備方法，其特征在于所述的聚 乙烯母粒按照如下方法制備按照質(zhì)量配比，將過氧化二異丙苯和高壓聚乙烯混合均勻 后，進(jìn)行密煉、開煉、造粒制得聚乙烯母粒A ；按照質(zhì)量配比，將ADC發(fā)泡劑和高壓聚 乙烯混合均勻后，進(jìn)行密煉、開煉、造粒制得聚乙烯母粒B;按照質(zhì)量配比，將BDPIE 型P-N無鹵阻燃劑和高壓聚乙烯混合均勻后，進(jìn)行密煉、開煉、造粒制得聚乙烯母粒 C；按照質(zhì)量配比，將納米有機(jī)蒙脫土，KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑和高壓聚乙烯混合均勻 后，進(jìn)行密煉、開煉、造粒制得聚乙烯母粒D ；聚乙烯母粒E為市售乙烯-醋酸乙烯共 聚物；聚乙烯母粒F為市售聚乙烯色母粒；所述的密煉溫度為100 120°C，開煉溫度為 70 80 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵阻燃聚乙烯發(fā)泡塑料及制備方法，所述的發(fā)泡塑料由以下質(zhì)量組分構(gòu)成質(zhì)量比1∶15～25的過氧化二異丙苯與高壓聚乙烯融合物15～40份；質(zhì)量比1∶1.5～3.5的ADC發(fā)泡劑與高壓聚乙烯融合物20～60份；質(zhì)量比1∶3～5的BDPIE型P-N無鹵阻燃劑與高壓聚乙烯融合物3～20份；質(zhì)量比1∶0.05～0.15∶3～5的納米有機(jī)蒙脫土、KH-570型有機(jī)硅偶聯(lián)劑與高壓聚乙烯融合物5～25份；乙烯-醋酸乙烯共聚物0.5～5份；聚乙烯色母粒0.5～5份；本發(fā)明產(chǎn)品為無鹵阻燃，符合消防和環(huán)保要求，具有氧指數(shù)高、強(qiáng)度好、比強(qiáng)度高、吸收沖擊載荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號C08L23/06GK102020801SQ20101056006
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者楊璐, 泮雪強(qiáng), 賈建洪 申請人:安吉鼎烽塑料有限公司