专利名称：高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化学交联聚乙烯发泡材料，尤其是涉及一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料。
背景技术：
化学交联聚乙烯发泡材料(XPE)具有优异的物理、化学和力学性能，广泛应用于汽车、体育、建筑工程、电子、包装和交通运输等领域。电子辐照交联聚乙烯发泡制品具有减少环境污染，过程易于控制，提高产品质量，提高生产效率，降低规模生产成本等优点。现有的化学交联聚乙烯发泡材料，一般采用低密度聚乙烯树脂、交联剂和发泡剂混合后经过高温连续发泡而成。目前，为了提高化学交联聚乙烯发泡材料的阻燃性，一般在原材料中添加阻燃剂。但是阻燃剂的种类很多，性能也各异，而且目前化学交联聚乙烯发泡材料主要选用融指0.8的低密度聚乙烯和单一的阻燃剂，融指0.8的低密度聚乙烯熔体流动性差，不容易与阻燃剂相容，而且阻燃剂单一，阻燃效果差，由此导致挤出机挤出母片时剪切力大，不宜成型或者生产的化学交联聚乙烯发泡材料表观粗糙，且其阻燃等级最高达到B2级(或者氧指数为25)，发泡倍率为I至30倍。而目前在建筑保温管、建筑外墙保温和汽车内饰等领域国家要求阻燃等级必须在BI级(氧指数大于等于30)，并且表面泡孔细密。因此现有的化学交联聚乙烯发泡材料难以满足要求。(主要原因是配方中选用聚乙烯型号和阻燃剂种类不当，导致阻燃效果低。)
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种阻燃等级高的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料及其制备方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，由包含以下组分的组合物制得:发泡剂母料 48% 52.5% (重量百分比)；交联剂母料 11% 14% (重量百分比)；阻燃剂母料 20% 23% (重量百分比)；低密度聚乙烯 10% 12.5% (重量百分比)；氢氧化镁母料 2% 5% (重量百分比)；所述的发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1 2:1.5 ;所述的交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1 20:1.5 ;所述的阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;所述的氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为2.5:1
2.5:1.5。所述的交联剂 为过氧化二异丙苯。
所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤:①分别将重量比为2:1 2:1.5低密度聚乙烯和发泡剂进行混炼，制得发泡剂母料；将重量比为20:1 20:1.5低密度聚乙烯和交联剂行混炼，制得交联剂母料；将重量比为4.8:4的低密度聚乙烯和阻燃剂混炼，制得阻燃剂母料；将重量比为2.5:1 2.5:1.5的低密度聚乙烯和氢氧化镁混炼，制得氢氧化镁母料；②将步骤①中的发泡剂母料、交联剂母料、阻燃剂母料和氢氧化镁母料制成粒子；将低密度聚乙烯制成粒子；③备料:发泡剂母料粒子 48% 52.5% (重量百分比)；交联剂母料粒子 11% 14% (重量百分比)；阻燃剂母料粒子 20% 23% (重量百分比)；低密度聚乙烯粒子 10% 12.5% (重量百分比)；氢氧化镁母料粒子 2% 5% (重量百分比)；④将步骤③中的各中原料均匀混合，得到混合物；⑤将步骤④中的混合物进行发泡处理，得到阻燃等级为BI级的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料。所述的交联剂为过氧化二异丙苯。所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。与现有技术相比，本发明的优点在于通过由包含重量百分比为48% 52.5%的发泡剂母料、重量百分比为11% 14%的交联剂母料、重量百分比为20% 23%的阻燃剂母料、重量百分比为10% 12.5%的低密度聚乙烯和重量百分比为2% 5%的氢氧化镁母料的组合物制得化学交联聚乙烯发泡材料，发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1 2:1.5 ;交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1 20:1.5 ;阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为
2.5:1 2.5:1.5，由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成的阻燃剂母料和由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成的氢氧化镁母料配合使用，阻燃等级可达BI级；当阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成时，十溴二苯乙烷和三氧化二锑可产生协同效应，另外三氧化二锑(无机阻燃剂)、十溴二苯乙烷和氢氧化镁三者并用也能产生协同效应，由此起到最大阻燃效果，阻燃等级可达BI级；另外含锑阻燃剂(三氧化二锑)的添加，可使制得的化学交联聚乙烯发泡材料表面泡孔细密
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。本发明提供了一种高阻燃化学交联聚乙烯发 泡材料，由包含以下组分的组合物制得:发泡剂母料 48% 52.5% (重量百分比)；
交联剂母料 11% 14% (重量百分比)；阻燃剂母料20% 23% (重量百分比)；低密度聚乙烯 10% 12.5% (重量百分比)；氢氧化镁母料 2% 5% (重量百分比)；发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1 2:1.5 ;交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1 20:1.5 ;阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为2.5:1 2.5:1.5。实施例一:一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，由包含以下组分的组合物制得:发泡剂母料 48% (重量百分比)；交联剂母料 14% (重量百分比)；阻燃剂母料23% (重量百分比)；低密度聚乙烯 10% (重量百分比)；氢氧化镁母料 5% (重量百分比)；
发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1 ;交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1 ;阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为2.5:1。本实施例中，交联剂为过氧化二异丙苯。本实施例中阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。本实施例中，发泡剂母料、交联剂母料、阻燃剂母料和氢氧化镁母料中的低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指2的型号为LD100AC的低密度聚乙烯，其它低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指5 7的型号为LD607的低密度聚乙烯，发泡剂选用江苏索普集团的型号为DN15PE的发泡剂。在以下条件下对本实施例制得的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料进行测试:测试仪器:氧指数仪，测试样品材料尺寸:长80毫米、宽10毫米、厚10毫米；点燃气体:丙烷；环境温度:10 35度，湿度45 75% ；由此测得样品氧指数大于等于30，达到BI级。实施例二: 一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于由包含以下组分的组合物制得:发泡剂母料52.5% (重量百分比)；交联剂母料 11% (重量百分比)；阻燃剂母料 20% (重量百分比)；低密度聚乙烯 12.5% (重量百分比)；氢氧化镁母料 4% (重量百分比)；发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1.5 ;交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1.5 ;阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为2.5:1.5。本实施例中，交联剂为过氧化二异丙苯。本实施例中阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。本实施例中，发泡剂母料、交联剂母料、阻燃剂母料和氢氧化镁母料中的低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指2的型号为LD100AC的低密度聚乙烯，其它低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指5 7的型号为LD607的低密度聚乙烯，发泡剂选用江苏索普集团的型号为DN15PE的发泡剂。在以下条件下对本实施例制得的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料进行测试:测试仪器:氧指数仪，测试样品材料尺寸:长80毫米、宽10毫米、厚10毫米；点燃气体:丙烷；环境温度:10 35度，湿度45 75% ;由此测得样品氧指数大于等于30，达到BI级。实施例三:一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于由包含以下组分的组合物制得:发泡剂母料 48.5% (重量百分比)；交联剂母料 11% (重量百分比)；阻燃剂母料 23% (重量百分比)；低密度聚乙烯 12.5% (重量百分比)；氢氧化镁母料 5% (重量百分比)；发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1 ;交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1 ;阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为2.5:1。本实施例中，交联剂为过氧化二异丙苯。本实施例中阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。本实施例中，发泡剂母料、交联剂母料、阻燃剂母料和氢氧化镁母料中的低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指2的型号为LD100AC的低密度聚乙烯，其它低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指5 7的型号为LD607的低密度聚乙烯，发泡剂选用江苏索普集团的型号为DN15PE的发泡剂。在以下条件下对本实施例制得的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料进行测试:测试仪器:氧指数仪，测试样品材料尺寸:长80毫米、宽10毫米、厚10毫米；点燃气体:丙烷；环境温度:10 35度，湿度45 75% ；由此测得样品氧指数大于等于30，达到BI级。实施例四:一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于由包含以下组分的组合物制得:发泡剂母料51% (重量百分比)；
交联剂母料 14% (重量百分比)；阻燃剂母料23% (重量百分比)；低密度聚乙烯 10% (重量百分比)；
氢氧化镁母料 2% (重量百分比)；发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1.5 ;交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1.5 ;阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为2.5:1.5。本实施例中，交联剂为过氧化二异丙苯。本实施例中阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。本实施例中，发泡剂母料、交联剂母料、阻燃剂母料和氢氧化镁母料中的低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指2的型号为LD100AC的低密度聚乙烯，其它低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指5 7的型号为LD607的低密度聚乙烯，发泡剂选用江苏索普集团的型号为DN15PE的发泡剂。在以下条件下对本实施例制得的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料进行测试:测试仪器:氧指数仪，测试样品材料尺寸:长80毫米、宽10毫米、厚10毫米；点燃气体:丙烷；环境温度:10 35度，湿度45 75% ；由此测得样品氧指数大于等于30，达到BI级。实施例五:一种高 阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于由包含以下组分的组合物制得:发泡剂母料 50% (重量百分比)；交联剂母料 13% (重量百分比)；阻燃剂母料 22% (重量百分比)；低密度聚乙烯 11% (重量百分比)；氢氧化镁母料 4% (重量百分比)；发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1 ;交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1 ;阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为2.5:1。本实施例中，交联剂为过氧化二异丙苯。本实施例中阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。本实施例中，发泡剂母料、交联剂母料、阻燃剂母料和氢氧化镁母料中的低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指2的型号为LD100AC的低密度聚乙烯，其它低密度聚乙烯选用中国石化生产的融指5 7的型号为LD607的低密度聚乙烯，发泡剂选用江苏索普集团的型号为DN15PE的发泡剂。在以下条件下对本实施例制得的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料进行测试:测试仪器:氧指数仪，测试样品材料尺寸:长80毫米、宽10毫米、厚10毫米；点燃气体:丙烷；环境温度:10 35度，湿度45 75% ;由此测得样品氧指数大于等于30，达到BI级。本发明还提供了一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤:①分别将重量比为2:1 2:1.5低密度聚乙烯和发泡剂进行混炼，制得发泡剂母料；将重量比为20:1 20:1.5低密度聚乙烯和交联剂行混炼，制得交联剂母料；将重量比为4.8:4的低密度聚乙烯和阻燃剂混炼，制得阻燃剂母料；将重量比为2.5:1 2.5:1.5的低密度聚乙烯和氢氧化镁混炼，制得氢氧化镁母料；②将步骤①中的发泡剂母料、交联剂母料、阻燃剂母料和氢氧化镁母料制成粒子；将高密度聚乙烯制成粒子；③备料:发泡剂母料粒子 48% 52.5% (重量百分比)；交联剂母料粒子 11% 14% (重量百分比)；阻燃剂母料粒子 20% 23% (重量百分比)；低密度聚乙烯粒子 10% 12.5% (重量百分比)；氢氧化镁母料粒子 2% 5% (重量百分比)；④将步骤③中的各中原料均匀混合，得到混合物；⑤将步骤④中的混合物进行发泡处理，得到阻燃等级为BI级的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料。本发明中，发明人经过大量实验，低密度聚乙烯材料选用塑化流动性好的融指2和7的低密度聚乙烯，而且十溴二苯乙烷、三氧化二锑和氢氧化镁相配合使用，能够很好的与融指2和7的低密度聚乙烯相配合，当十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合时，可达到最佳阻燃效果 。
权利要求
1.一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于由包含以下组分的组合物制得: 发泡剂母料 48 % 52.5 % (重量百分比)； 交联剂母料 11% 14% (重量百分比)； 阻燃剂母料 20% 23% (重量百分比)； 低密度聚乙烯 10% 12.5% (重量百分比)； 氢氧化镁母料 2% 5% (重量百分比)； 所述的发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成，其中低密度聚乙烯和发泡剂的重量比为2:1 2:1.5 ;所述的交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成，其中低密度聚乙烯和交联剂的重量比为20:1 20:1.5 ;所述的阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成，其中低密度聚乙烯和阻燃剂的重量比为4.8:4 ;所述的氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成，其中低密度聚乙烯和氢氧化镁的重量比为2.5:1 2.5:1.5。
2.根据权利要求1所述的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
3.根据权利要求1所述的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。
4.一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: ①分别将重量比为2:1 2:1.5低密度聚乙烯和发泡剂进行混炼，制得发泡剂母料；将重量比为20:1 20:1.5低 密度聚乙烯和交联剂行混炼，制得交联剂母料；将重量比为4.8:4的低密度聚乙烯和阻燃剂混炼，制得阻燃剂母料；将重量比为2.5:1 2.5:1.5的低密度聚乙烯和氢氧化镁混炼，制得氢氧化镁母料； ②将步骤①中的发泡剂母料、交联剂母料、阻燃剂母料和氢氧化镁母料制成粒子；将高密度聚乙烯制成粒子； ③备料: 发泡剂母料粒子 48 % 52.5 % (重量百分比)； 交联剂母料粒子 11% 14% (重量百分比)； 阻燃剂母料粒子 20% 23% (重量百分比)； 低密度聚乙烯粒子 10% 12.5% (重量百分比)； 氢氧化镁母料粒子 2% 5% (重量百分比)； ④将步骤③中的各中原料均匀混合，得到混合物； ⑤将步骤④中的混合物进行发泡处理，得到阻燃等级为BI级的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料。
5.根据权利要求4所述的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
6.根据权利要求4所述的高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，其特征在于所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷和三氧化二锑按照重量比3:1混合而成。
全文摘要
本发明公开了一种高阻燃化学交联聚乙烯发泡材料，由包含以下组分的组合物制得48％～52.5％(重量百分比)的发泡剂母料、11％～14％(重量百分比)的交联剂母料、20％～23％(重量百分比)的阻燃剂母料、10％～12.5％(重量百分比)的低密度聚乙烯和2％～5％(重量百分比)的氢氧化镁母料，发泡剂母料由低密度聚乙烯和发泡剂混合而成；交联剂母料由低密度聚乙烯和交联剂混合而成；所述的阻燃剂母料由低密度聚乙烯和阻燃剂混合而成；氢氧化镁母料由低密度聚乙烯和氢氧化镁混合而成；优点是制得的化学交联聚乙烯发泡材料阻燃等级高，可达B1级，并且表面泡孔细密。
文档编号C08L23/06GK103232625SQ201310115250
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者赵建忠, 闫术彪, 何朝武 申请人:宁波高新区辉门科技有限公司