一種膨脹型阻燃eva泡沫復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材 料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)具有良好的力學(xué)、加工性能、又不缺乏柔韌性和彈性。 因此被廣泛的應(yīng)用于包裝、建材、運(yùn)動器材、鞋業(yè)等領(lǐng)域。但由于EVA泡沫材料極易燃燒，極 限氧指數(shù)僅達(dá)到18%左右，大大限制了其應(yīng)用范圍。因此有必要對其進(jìn)行阻燃改性處理。
[0003] 阻燃劑的使用類型可分為添加型和反應(yīng)型。反應(yīng)型阻燃劑雖具備良好的阻燃性， 但其工藝流程較為復(fù)雜，并且成本較高，不利于工業(yè)化且應(yīng)用較為狹窄；添加型阻燃劑其阻 燃工藝較為簡單，成本較低，阻燃劑的種類也較多，應(yīng)用范圍較廣。傳統(tǒng)的添加型阻燃劑有 鹵系、重金屬類，這兩類阻燃劑雖阻燃效果較好，但其阻燃過程中會產(chǎn)生有毒有害的氣體， 不利于應(yīng)用且污染環(huán)境。無機(jī)類阻燃劑成本較低，阻燃效果良好，但其添加量過大，并且與 高分子基體的相容性較差，使得物理機(jī)械性能大大下降。膨脹型阻燃劑很好的避免有害物 質(zhì)，且與高分子基體有著良好的相容性，但阻燃效果還不穩(wěn)定，因此，在EVA中添加膨脹型復(fù) 配阻燃劑，合成一種阻燃效果穩(wěn)定的膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料是很有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種膨脹型阻燃EVA泡沫 復(fù)合材料及其制備方法。所制得的泡沫復(fù)合材料具有良好的阻燃性能、加工性能和物理機(jī) 械性能等優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料，其原料組成為： EVA:60~100 phr; 膨脹型復(fù)配阻燃劑：10~40 phr; 發(fā)泡劑:2~3 phr; 交聯(lián)劑:0.5~1.5 phr; 硬脂酸(31:):0.5~1口111·; 硬脂酸鋅(ZnSt):0.1~0.3 phr; 氧化鋅(Ζη0):0·2~0.8 phr; 所述的膨脹型復(fù)配阻燃劑為：以聚磷酸銨衍生物(MAPP)為酸源和氣源，可膨脹石墨 (EG)作為協(xié)效劑，木粉(MF)作為碳源，MAPP、EG和MF按質(zhì)量比1~4:1:3復(fù)配組成;所述的聚磷 酸銨衍生物(MAPP)為聚磷酸銨(APP)和乙二胺(EDA)反應(yīng)所得。
[0006] 所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺(AC)。
[0007] 所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯(DCP)。
[0008] 所述的膨脹型復(fù)配阻燃劑的制備方法為：將木粉(MF)與鄰苯二甲酸二辛酯(D0P) 按照質(zhì)量比為5:1置于高速捏合機(jī)中，攪拌10 min進(jìn)行增塑處理；將聚磷酸銨衍生物 (MAPP)、可膨脹石墨(EG)和增塑處理后的木粉(MF)置于高速捏合機(jī)中混合均勻。
[0009] 如上所述的一種膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1) 將EVA和膨脹型復(fù)配阻燃劑置于密煉機(jī)均勻密煉5 min，密煉條件為100 °C、轉(zhuǎn)速25 rpm/min； (2) 向步驟(1)已混合均勻的物料中加入發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、硬脂酸、硬脂酸鋅和氧化鋅， 繼續(xù)密煉10 min后出料，密煉條件為100°C、轉(zhuǎn)速25 rpm/min; (3) 將步驟(2)混合好的物料趁熱轉(zhuǎn)移至開放式雙輥筒開煉機(jī)上壓制成厚度為3~5mm的 薄片，裁剪成正方形片材； (4) 將步驟(3)裁剪的片材置于提前預(yù)熱好的平板硫化機(jī)模具中進(jìn)行模壓發(fā)泡處理，制 得膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料，模壓發(fā)泡處理?xiàng)l件為壓力10 MPa、溫度180°C、交流發(fā)泡10 min〇
[0010] 所述的膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料應(yīng)用于包裝、建材、運(yùn)動器材和鞋業(yè)領(lǐng)域。
[0011] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明制得的膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料與傳統(tǒng)阻燃 EVA泡沫材料相比，具有更好的阻燃效果，氧指數(shù)為26.3%~27.6%，UL-94等級為V-0;、與傳 統(tǒng)阻燃EVA泡沫材料相比，具有更好的加工性能和物理機(jī)械性能，具有廣泛的市場前景和顯 著的社會經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0012] 圖1為膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料和普通阻燃EVA泡沫復(fù)合材料的殘?zhí)繏呙桦婄R 圖； 圖2為膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料和普通阻燃EVA泡沫復(fù)合材料的HRR曲線和THR曲 線； 圖3為膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料和普通阻燃EVA泡沫復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不僅僅限于這些實(shí)施例。 [0014] 對比例 一種EVA泡沫復(fù)合材料，其原料組成為： EVA：80 phr； AC：2.5 phr； DCP：0.9 phr； St：0.5 phr； ZnSt：0.1 phr； Zn0：0.5 phr； EVA泡沫復(fù)合材料的制備步驟如下： (1) 將EVA和AC、DCP、3121^1211〇，置于密煉機(jī)均勻密煉15 1^11，密煉條件為100°(：、 車專速25 rpm/min; (2) 將步驟(1)混合好的物料趁熱轉(zhuǎn)移至開放式雙輥筒開煉機(jī)上壓制成厚度為4mm的薄 片，裁剪成正方形片材； (3)將步驟(2)裁剪的片材置于提前預(yù)熱好的平板硫化機(jī)模具中進(jìn)行模壓發(fā)泡處理，制 得EVA泡沫復(fù)合材料，模壓發(fā)泡處理?xiàng)l件為壓力10 MPa、溫度180°C、交流發(fā)泡10 min。
[0015] 實(shí)施例1 一種膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料，其原料組成為： EVA：60 phr； 膨脹型復(fù)配阻燃劑：10 phr; AC：2 phr； DCP：0.5 phr； St：0.7 phr； ZnSt：0.2 phr； Zn0：0.2 phr； 所述的膨脹型復(fù)配阻燃劑的制備方法為:APP和EDA反應(yīng)制得MAPP;將MF與DOP按照質(zhì)量 比為5:1置于高速捏合機(jī)中，攪拌10 min進(jìn)行增塑處理;將制得的MAPP、EG和增塑處理后的 MF(MAPP、EG和MF的質(zhì)量比為1:1:3)置于高速捏合機(jī)中混合均勻。
[0016] 如上所述的一種膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1) 將EVA和膨脹型復(fù)配阻燃劑置于密煉機(jī)均勻密煉5 min，密煉條件為100 °C、轉(zhuǎn)速25 rpm/min； (2) 向步驟（1)已混合均勻的物料中加入AC、DCP、St、ZnSt和ZnO,繼續(xù)密煉10 min后 出料； (3) 將步驟(2)混合好的物料趁熱轉(zhuǎn)移至開放式雙輥筒開煉機(jī)上壓制成厚度為3mm的薄 片，裁剪成正方形片材； (4) 將步驟(3)裁剪的片材置于提前預(yù)熱好的平板硫化機(jī)模具中進(jìn)行模壓發(fā)泡處理，制 得膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料，模壓發(fā)泡處理?xiàng)l件為壓力10 MPa、溫度180°C、交流發(fā)泡10 min〇 〇
[0017] 實(shí)施例2 一種膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料，其原料組成為： EVA：80 phr； 膨脹型復(fù)配阻燃劑:20 phr; AC：2.5 phr； DCP：0.9 phr； St：0.5 phr； ZnSt：0.1 phr； ZnO:0·5 phr； 所述的膨脹型復(fù)配阻燃劑的制備方法為:APP和EDA反應(yīng)制得MAPP;將MF與DOP按照質(zhì)量 比為5:1置于高速捏合機(jī)中，攪拌10 min進(jìn)行增塑處理;將制得的MAPP、EG和增塑處理后的 MF(MAPP、EG和MF的質(zhì)量比為2:1:3)置于高速捏合機(jī)中混合均勻。
[0018] 如上所述的一種膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1)將EVA和膨脹型復(fù)配阻燃劑置于密煉機(jī)均勻密煉5 min，密煉條件為100 °C、轉(zhuǎn)速25 rpm/min； (2) 向步驟（1)已混合均勻的物料中加入AC、DCP、St、ZnSt和ZnO,繼續(xù)密煉10 min后 出料； (3) 將步驟(2)混合好的物料趁熱轉(zhuǎn)移至開放式雙輥筒開煉機(jī)上壓制成厚度為4mm的薄 片，裁剪成正方形片材； (4) 將步驟(3)裁剪的片材置于提前預(yù)熱好的平板硫化機(jī)模具中進(jìn)行模壓發(fā)泡處理，制 得膨脹型阻燃EVA泡沫復(fù)合材料，模壓發(fā)泡處理?xiàng)l件為壓力10 MPa、溫度180°C、交流發(fā)泡10 min〇
[0019] 實(shí)施例3 一種膨脹