一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料，将纳米氢氧化镁表面进行硅烷改性后作为阻燃剂，在一定程度上改善氢氧化镁的憎水性，提高其在聚合物中的相容性，并达到提高材料力学和阻燃性的效果，将红磷胶囊化改性改善了红磷易吸湿、安全性差的问题，胶囊化改性红磷受热形成磷酸、偏磷酸，进而形成强脱水剂聚偏磷酸，加速了氢氧化镁的分解，起到了协同阻燃作用；本发明还将无机填料牡蛎壳粉表面进行化学改性，提高了其在聚合物中的相容性，改善了产品的机械强度和韧性，并配伍其他有效助剂制得的聚乙烯护套料还保持着较高的拉伸强度和弯曲强度，具有较好的应用前景。
【专利说明】
一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料及其制作方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，电源线是传输电流的电线，其中护套是电源线不可缺少的结构部分，起到防护电线绝缘的作用，保证电源线的通电安全，让导体和水、空气等介质隔绝，避免出现漏电现象。冰箱电源线的护套可以分为外护套和内护套，外护套又称之为保护护套，是冰箱电源线最外面的一层护套，这层外护套起着保护电源线的作用。高密度聚乙烯(HDPE)是应用最为广泛的通用塑料，因其良好的电绝缘性、机械性能、介电性能、易加工成型、耐热耐寒及耐化学性能被应用于制作冰箱电源线用护套料，但由于HDPE的氧指数低易燃烧、抗老化性和耐屈挠性等性能低，因此，对其进行阻燃、抗老化和耐屈挠性等性能进行改性具有特别重要的意义。
[0003]有卤阻燃剂是目前主要应用于HDPE的阻燃剂，有较好的阻燃和力学性能，但因其对环境的危害性正逐渐被淘汰。氢氧化镁是近年开发的一种新型无卤阻燃剂，具有分解温度高、热稳定性好等优点，已被广泛应用于塑料材料中。但其阻燃效率较低，常需大量添加，且与聚合物相容性较差，分散不均，很难独立使用。虽然纳米氢氧化镁表面积大，在一定程度上提高了它在高分子材料中的分散均匀程度，但仍未能达到理想要求。对氢氧化镁表面改性可在一定程度上改善氢氧化镁的憎水性，从而提高其在材料中的相容性，并达到提高材料力学和阻燃性的效果。《表面改性对纳米氢氧化镁/高密度聚乙烯复合材料的影响》一文通过硅烷偶联剂、硬脂酸镁和钛酸酯分别表面改性氢氧化镁并共混填充HDPE，结果显示:硅烷偶联剂、硬脂酸镁和钛酸酯改性氢氧化镁对高密度聚乙烯阻燃性改善较小，但有利于提高体系力学性能。考虑综合性能，硅烷偶联剂为最佳表面改性剂，用量为氢氧化镁质量的3.5%时，体系氧指数、拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度分别提高约8%、30%、6%和18%。
[0004]然而，文中仅对HDPE的阻燃性进行了改性，且阻燃效果一般，随着科学技术的快速发展，现有的冰箱电源线护套料的耐磨、防腐、耐油等性能已愈来愈无法满足市场的需求。高密度聚乙烯改性方法还有很多，较为常用的是对其进行填充增强改性，填充改性按填料改性种类可以分为无机填料和有机填料。从环保考虑常用的是向高密度聚乙烯中加入无机填料，例如碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠、云母等，虽然可以起到提高材料的强度、刚性、尺寸稳定性等性能的效果，但是这些无机填料相对密度较大，加入聚合物中使得制备的复合材料相对密度大，造成产品质量上升，而且无机填料与有机聚乙烯间相容性不好，需要对无机材料进行表面修饰，才可以更好的与基体进行复合，制备工艺较为复杂，成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料及其制作方法。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、松香10-12、纳米氢氧化镁15-17、红磷5-7、纳米硫酸钡0.7-0.9、牡蛎壳粉14-16、海藻碳纤维2-3、甲壳素1.3-1.5、六甲基二硅氮烷0.1-0.3、水杨酸甲脂6_7、癸二酸二丁酯2-4、硅烷偶联剂KH5700.5-0.7。
[0007]所述的一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料的制作方法，包括以下步骤:
(1)将纳米氢氧化镁、硅烷偶联剂KH570投入高速混合机中，加入六甲基二硅氮烷在100°C条件下处理30分钟后，放入真空干燥箱内于80°C下放置3-4小时；
(2)将红磷、纳米硫酸钡搅拌混匀，投入高速混合机中，加入松香搅拌均匀，冷却至室温加入癸二酸二丁酯超声研磨2-3小时，烘干得胶囊化改性红磷；
(3)将牡蛎壳粉经高温处理后喷洒质量浓度为98%的浓硫酸溶液在氮气环境下磺化处理15-20分钟，过滤用热水洗涤至无S042—，加入甲壳素、水杨酸甲脂磁力搅拌2-3小时，烘干；
(4)将高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合机中加入步骤(I)、
(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，出料。
[0008]本发明的优点是:本发明将纳米氢氧化镁表面进行硅烷改性后作为阻燃剂，在一定程度上改善氢氧化镁的憎水性，提高其在聚合物中的相容性，并达到提高材料力学和阻燃性的效果，将红磷胶囊化改性改善了红磷易吸湿、安全性差的问题，胶囊化改性红磷受热形成磷酸、偏磷酸，进而形成强脱水剂聚偏磷酸，加速了氢氧化镁的分解，起到了协同阻燃作用;本发明还将无机填料牡蛎壳粉表面进行化学改性，提高了其在聚合物中的相容性，改善了产品的机械强度和韧性，并配伍其他有效助剂制得的聚乙烯护套料还保持着较高的拉伸强度和弯曲强度，具有较好的应用前景。
【具体实施方式】
[0009]—种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、松香10、纳米氢氧化镁15、红磷5、纳米硫酸钡0.7、牡蛎壳粉14、海藻碳纤维2、甲壳素1.3、六甲基二硅氮烷0.1、水杨酸甲脂6、癸二酸二丁酯2、硅烷偶联剂KH570 0.5。
[0010]所述的一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料的制作方法，包括以下步骤:
(1)将纳米氢氧化镁、硅烷偶联剂KH570投入高速混合机中，加入六甲基二硅氮烷在100°C条件下处理30分钟后，放入真空干燥箱内于80°C下放置3-4小时；
(2)将红磷、纳米硫酸钡搅拌混匀，投入高速混合机中，加入松香搅拌均匀，冷却至室温加入癸二酸二丁酯超声研磨2-3小时，烘干得胶囊化改性红磷；
(3)将牡蛎壳粉经高温处理后喷洒质量浓度为98%的浓硫酸溶液在氮气环境下磺化处理15-20分钟，过滤用热水洗涤至无S042—，加入甲壳素、水杨酸甲脂磁力搅拌2-3小时，烘干；
(4)将高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合机中加入步骤(I)、
(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，出料。
[0011]利用本发明制得的冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料的氧指数、拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度分别提高约18%、38%、13%和24%。
【主权项】
1.一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、松香10-12、纳米氢氧化镁15-17、红磷5-7、纳米硫酸钡0.7-0.9、牡蛎壳粉14-16、海藻碳纤维2-3、甲壳素1.3-1.5、六甲基二硅氮烷0.1-0.3、水杨酸甲脂6-7、癸二酸二丁酯2-4、硅烷偶联剂KH570 0.5-0.7ο2.根据权利要求1所述的一种高韧性冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料的制作方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将纳米氢氧化镁、硅烷偶联剂ΚΗ570投入高速混合机中，加入六甲基二硅氮烷在100°C条件下处理30分钟后，放入真空干燥箱内于80°C下放置3-4小时； (2)将红磷、纳米硫酸钡搅拌混匀，投入高速混合机中，加入松香搅拌均匀，冷却至室温加入癸二酸二丁酯超声研磨2-3小时，烘干得胶囊化改性红磷； (3)将牡蛎壳粉经高温处理后喷洒质量浓度为98%的浓硫酸溶液在氮气环境下磺化处理15-20分钟，过滤用热水洗涤至无S042—，加入甲壳素、水杨酸甲脂磁力搅拌2-3小时，烘干； (4)将高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合机中加入步骤(I)、(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，出料。
【文档编号】C08L93/04GK106084383SQ201610432064
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】林文树, 林文禄
【申请人】天长市富达电子有限公司