高導阻燃塑料及制備方法和用于制備高導阻燃塑料的組合物技術

本發明專利技術公開了一種用于制備高導阻燃塑料的組合物，包括85～90wt％導電物料和10～15wt％阻燃物料；其中，基于阻燃物料的質量計，阻燃物料包括55～70wt％線性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆紅磷、5～10wt％氧化鋅、5～10wt％硼酸鋅以及2～5wt％浸潤劑。本發明專利技術解決了現有技術中高導阻燃物料阻燃級別低，使用不安全的技術問題。

High conductivity flame retardant plastic and its preparation method and composition for preparing high conductivity flame retardant plastic

The invention discloses a composition for preparing high conductivity flame retardant plastics, conductive materials including 85 ~ 90wt% and 10 ~ 15wt% flame retardant material; wherein, the quality of flame retardant materials based on flame retardant material, including 55 ~ 70wt% linear low density polyethylene, 10 ~ 20wt% encapsulated red phosphorus, 5 ~ 10wt and 5 ~ 10wt%% of Zinc Oxide zinc borate and 2 ~ 5wt% sizing agent. The invention solves the technical problems of low flame retardant grade and unsafe use of the high conductivity flame retardant material in the prior art.

【技術實現步驟摘要】
高導阻燃塑料及制備方法和用于制備高導阻燃塑料的組合物
本專利技術涉及高分子復合材料領域，特別涉及一種用于制備高導阻燃塑料的組合物，本專利技術的另一方面還提供了高導阻燃塑料及其制備方法。
技術介紹
目前的塑料按照電性能分類，可分為絕緣體、防靜電體、導電體、高導體。通常電阻值在1010Ω·cm以上的稱為絕緣體；電阻值在104～109Ω·cm范圍內的稱作半導體或防靜電體；電阻值在104Ω·cm以下的稱為導電體；電阻值在100Ω·cm以下甚至更低的稱為高導體。高導塑料是一種即具有高分子聚合物的高柔韌性、高強度、低成本等優點，又具有良好的導電性材料，廣泛應用于發光二級管、移動電池、移動電話、高清電視屏幕等領域。目前市場上銷售的導電塑料都是非阻燃級別的，這種導電塑料在阻燃要求高的場合并不適用，可能帶來嚴重的安全隱患。因此，一種能阻燃的高導塑料成為了研究的重點。現有的阻燃劑可分為按阻燃劑性質分為無機阻燃、無鹵阻燃、有鹵阻燃。有鹵阻燃劑是目前世界上產量最大的有機阻燃劑之一，但其阻燃的同時，也帶來了一些嚴重的問題，放出大量的有毒氣體，如HCl，HBr等，鹵化氫氣體易吸收空氣中的水分形成氫鹵酸，具有很強的腐蝕作用，并產生大量的煙霧，這些煙霧、有毒氣體和腐蝕性氣體給滅火、逃離和恢復工作帶來很大的困難。無機阻燃劑的阻燃其阻燃機理是在受熱時釋放出結晶水，蒸發、分解并放出水蒸汽，此反應吸收大量燃燒熱，降低了材料的表面溫度，使高分子材料的熱分解和燃燒率大大降低；分解時產生的大量水蒸汽稀釋了可燃性氣體的濃度也起到阻燃作用，并有一定冷卻作用；熱解生成的氧化鎂氧化鋁等產物與燃燒時塑料表面的炭化產物結合生成保護膜，即可切斷熱能和氧的入侵又可阻止小分子的可燃性氣體逸出，亦達到阻燃效果。這類物質具有熱穩定性好、阻燃、無毒、不揮發、不產生腐蝕性氣體、發煙量小、不產生二次污染等優點，是低鹵無鹵阻燃體系的主要原料，但是添加量大，嚴重降低材料的力學性能，使產品的性能大打折扣。因此尋求一種阻燃級別高，使用安全，導電率高的高導阻燃物料是迫在眉睫的問題。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本專利技術目的在于提供一種組合物、由其制得的高導阻燃塑料及高導阻燃塑料的制備方法，以解決現有技術中高導阻燃物料阻燃級別低，使用不安全的技術問題。(二)技術方案為解決上述技術問題，本專利技術提供一種用于制備高導阻燃塑料的組合物，包括85～90wt％導電物料和10～15wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的質量計，所述阻燃物料包括55～70wt％線性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆紅磷、5～10wt％氧化鋅、5～10wt％硼酸鋅和2～5wt％浸潤劑；基于所述導電物料的質量計，所述導電物料包括65～78wt％線性低密度聚乙烯、5～10wt％聚烯烴彈性體、10～20wt％超導電碳黑、1～2wt％偶聯劑、1～3wt％硬脂酸鋅、1～3wt％聚乙烯蠟、0.2～0.4wt％抗氧劑、1～3wt％雙硬脂酰胺、2～5wt％浸潤劑以及0.02～0.1wt％引發劑。其中，所述阻燃物料中所述浸潤劑為甲基硅油。其中，所述導電物料中所述抗氧劑包括0.1～0.2wt％抗氧劑1010和0.1～0.2wt％抗氧劑168；所述偶聯劑為鈦酸酯；所述導電物料中所述浸潤劑為白礦油；所述引發劑為過氧化二異丙苯。其中，所述的組合物，其特征在于，包括88wt％導電物料和12wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的質量計，所述阻燃物料包括60wt％線性低密度聚乙烯、15wt％包覆紅磷、10wt％氧化鋅、10wt％硼酸鋅以及5wt％浸潤劑；基于所述導電物料的質量計，所述導電物料包括66wt％線性低密度聚乙烯、5.5wt％聚烯烴彈性體、12wt％超導電碳黑、2wt％偶聯劑、3wt％硬脂酸鋅、3wt％聚乙烯蠟、0.2wt％抗氧劑1010、0.2wt％抗氧劑168、3wt％雙硬脂酰胺、5wt％浸潤劑以及0.1wt％引發劑。一種由權利要求1至4中任一項所述的組合物制備而成的高導阻燃塑料。一種高導阻燃塑料的制備方法，包括混合、擠出塑化、造粒、冷卻、干燥、過篩步驟，其特征在于，所述混合步驟為：(1)將導電物料在90～110℃溫度下以300～500r/min混合3～5min得到第一導電物料，其中，基于所述導電物料的質量計，所述導電物料包括65～78wt％線性低密度聚乙烯、5～10wt％聚烯烴彈性體、10～20wt％超導電碳黑、1～2wt％偶聯劑、1～3wt％硬脂酸鋅、1～3wt％聚乙烯蠟、0.2～0.4wt％抗氧劑、1～3wt％雙硬脂酰胺、2～5wt％浸潤劑以及0.02～0.1wt％引發劑；(2)將所述第一導電物料在180～210℃溫度下以800～1200r/min下混合5～10min得到第二導電物料；(3)將所述第二導電物料進行熔融塑化步驟得到熔融物料；(4)將阻燃物料在常溫下以40～50r/min攪拌2～5min得到第一阻燃物料，其中，基于所述阻燃物料的質量計，所述阻燃物料包括55～70wt％線性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆紅磷、5～10wt％氧化鋅、5～10wt％硼酸鋅以及2～5wt％浸潤劑；(5)將所述第一阻燃物料加入到熔融物料中得到混和物料，進入所述擠出塑化步驟。其中，所述步驟3)中所述熔融塑化步驟的擠壓溫度為180～220℃，壓力為0.5MPa。其中，所述擠出塑化步驟的溫度為170～200℃，壓力為8MPa。(三)有益效果本專利技術提供的一種高導阻燃物料，兼具聚乙烯材料的柔韌性和超導炭黑的高導電性以及包覆紅磷的阻燃性能，耐熱性高，力學性能良好，具有優異的抗老化性能、耐磨性、耐環境應力開裂性，加工性能良好，加工溫度范圍寬、熔體強度高、自潤滑性強、易于加工成型。同時本專利技術提供的高導阻燃物料，阻燃級別高，導電率高，米電阻在0～10Ω/m以內，具有永久型導電功效。附圖說明圖1是本專利技術高導阻燃塑料的制備方法的流程示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的實施例進行詳細說明，但是本專利技術可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本專利技術提供了一種用于制備高導阻燃塑料的組合物，包括85～90wt％導電物料和10～15wt％阻燃物料。其中，基于阻燃物料的質量計，阻燃物料包括55～70wt％線性低密度聚乙烯(LLDPE)、10～20wt％包覆紅磷、5～10wt％氧化鋅、5～10wt％硼酸鋅以及2～5wt％浸潤劑。導電物料可按照常用的導電物料加入。阻燃物料的加入使塑料具有阻燃效果。其中以LLDPE為載體，合理地將包覆紅磷與硼酸鋅進行有效配對，是一種無鹵阻燃的方式，以液相與固相結合的方式進行阻燃，在燃燒時不產生有毒害氣體，安全環保，阻燃級別高，符合國家倡導的環保政策趨向。線性低密度聚乙烯的密度在0.915～0.935g/cm3之間。中包覆紅磷與硼酸鋅作為阻燃劑，兩者形成阻燃配合體系，以液相與固相結合的方式進行阻燃。當高導阻燃物料進行燃燒時，包覆紅磷中的磷元素與氧生成磷氧化物，而硼酸鋅則受熱脫水，放出水分子，磷氧化物與水結合發生化學變化，生成偏磷酸，再氧化進一步生成磷酸，再進一步形成稠狀焦磷酸鹽，焦磷酸鹽可以促使低密度聚乙烯脫水成炭，阻止高導阻燃物料的進一步燃燒，達到阻燃的作用。本專利技術10％～20％包覆紅磷和5％～10％硼酸鋅添加到阻燃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于制備高導阻燃塑料的組合物，其特征在于，包括85～90wt％導電物料和10～15wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的質量計，所述阻燃物料包括55～70wt％線性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆紅磷、5～10wt％氧化鋅、5～10wt％硼酸鋅和2～5wt％浸潤劑；基于所述導電物料的質量計，所述導電物料包括65～78wt％線性低密度聚乙烯、5～10wt％聚烯烴彈性體、10～20wt％超導電碳黑、1～2wt％偶聯劑、1～3wt％硬脂酸鋅、1～3wt％聚乙烯蠟、0.2～0.4wt％抗氧劑、1～3wt％雙硬脂酰胺、2～5wt％浸潤劑以及0.02～0.1wt％引發劑。

【技術特征摘要】
1.一種用于制備高導阻燃塑料的組合物，其特征在于，包括85～90wt％導電物料和10～15wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的質量計，所述阻燃物料包括55～70wt％線性低密度聚乙烯、10～20wt％包覆紅磷、5～10wt％氧化鋅、5～10wt％硼酸鋅和2～5wt％浸潤劑；基于所述導電物料的質量計，所述導電物料包括65～78wt％線性低密度聚乙烯、5～10wt％聚烯烴彈性體、10～20wt％超導電碳黑、1～2wt％偶聯劑、1～3wt％硬脂酸鋅、1～3wt％聚乙烯蠟、0.2～0.4wt％抗氧劑、1～3wt％雙硬脂酰胺、2～5wt％浸潤劑以及0.02～0.1wt％引發劑。2.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述阻燃物料中所述浸潤劑為甲基硅油。3.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述導電物料中所述抗氧劑包括0.1～0.2wt％抗氧劑1010和0.1～0.2wt％抗氧劑168；所述偶聯劑為鈦酸酯；所述導電物料中所述浸潤劑為白礦油；所述引發劑為過氧化二異丙苯。4.如權利要求1至3中任一項所述的組合物，其特征在于，所述的組合物，其特征在于，包括88wt％導電物料和12wt％阻燃物料；其中，基于所述阻燃物料的質量計，所述阻燃物料包括60wt％線性低密度聚乙烯、15wt％包覆紅磷、10wt％氧化鋅、10wt％硼酸鋅以及5wt％浸潤劑；基于所述導電物料的質量計，所述導電物料包括66wt％線性低密度聚乙烯、5.5wt％聚烯烴彈性體、12wt％超導電碳黑、2wt％偶聯劑、3wt％硬脂酸鋅、3wt％聚乙烯蠟、0.2wt％抗氧劑1010、0.2wt％抗氧劑1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊榮，
申請(專利權)人：寧波福天新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33