阻燃陶瓷化eva及其制備方法
【專利摘要】阻燃陶瓷化EVA及其制備方法，涉及一種復(fù)合材料及其制備方法，按重量計(jì)，含有：EVA100份、氣相法白炭黑10～60份，抗氧劑1～5份、交聯(lián)助劑0.2～3份、偶聯(lián)劑1～8份、硼酸鋅型瓷化粉10～180份，氫氧化物阻燃劑10～60份，交聯(lián)劑0.2～4份。將上述材料在捏合機(jī)中混煉均勻，形成團(tuán)狀陶瓷化EVA，經(jīng)開煉即得交聯(lián)結(jié)構(gòu)陶瓷化EVA復(fù)合材料。本發(fā)明能使EVA復(fù)合材料的機(jī)械性能得到明顯提升，本發(fā)明EVA復(fù)合材料選用合適的交聯(lián)劑和加工方法，對(duì)EVA材料進(jìn)行了交聯(lián)處理并添加一種硼酸鋅型陶瓷粉，能夠使得交聯(lián)過后的陶瓷化EVA復(fù)合材料的機(jī)械性能明顯提升，燒結(jié)溫度降低，提高了生產(chǎn)效率，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】
阻燃陶瓷化EVA及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其制備方法，特別是涉及一種阻燃陶瓷化EVA及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的EVA復(fù)合材料耐火性能差，機(jī)械性能在一些應(yīng)用領(lǐng)域有所不足，普通EVA材 料在火中一般都會(huì)被完全燒毀，目前的技術(shù)主要采用無鹵低煙阻燃EVA，這些聚烯烴在火中 燃燒具有難燃性和自熄性，在火災(zāi)中起一定作用。但是持續(xù)高溫燃燒后，燒余物沒有機(jī)械強(qiáng) 度，熔融滴落，不能保持制品的完整性，會(huì)造成更危險(xiǎn)的二次災(zāi)害，例如電纜的護(hù)套和絕緣 燒毀后，造成短路。本發(fā)明易于加工，生產(chǎn)成本低，而交聯(lián)后的EVA復(fù)合材料的機(jī)械性能得到 明顯提升，并且在被火焰燒蝕后會(huì)形成堅(jiān)硬的陶瓷狀的殼體而自熄防，止火焰蔓延保護(hù)被 燒的物體不受損壞。這種經(jīng)過交聯(lián)的陶瓷化EVA不僅可用于耐火電纜中，還可廣泛用于車輛 密封條和航空防火涂料等方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃陶瓷化EVA及其制備方法，本發(fā)明陶瓷化EVA不僅 具有很高的阻燃性能，同時(shí)添加的填料也不會(huì)影響EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）的其他 機(jī)械性能。使得陶瓷化EVA復(fù)合材料的機(jī)械性能明顯提升，燒結(jié)溫度降低，且大幅提升成瓷 后的硬度和光滑度，體積收縮率極小，提高了生產(chǎn)效率。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種阻燃陶瓷化EVA，所述陶瓷化EVA按重量計(jì)組成有： EVA 100 份； 氣相法白炭黑 10~60份； 抗氧劑 1~5份； 交聯(lián)助劑 0.2~3份； 偶聯(lián)劑 1~8份； 硼酸鋅型瓷化粉 10~180份； 氫氧化物阻燃劑 10~60份； 交聯(lián)劑 0.2~4份。
[0005] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述EVA為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯(VA) 含量在5%~40%。
[0006] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述白炭黑為氣相法白炭黑，粒徑在10_15μπι。
[0007] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述交聯(lián)助劑為三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)。
[0008]所述的阻燃陶瓷化EVA，所述抗氧劑為抗氧劑1010，抗氧劑ΒΗΤ或抗氧劑168中的一 種或其組合。
[0009] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑1(!1550、101560、101570)151或者 A171中的一種或其組合。
[0010] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述硼酸鋅型瓷化粉是由成瓷填料，助熔劑組成；硼酸鋅 型瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉或氧化鋁中的一種或其組合;硼酸鋅型瓷化 粉中的助熔劑為ZB硼酸鋅，硼酸鈣或低熔點(diǎn)玻璃粉中的一種或其組合;硼酸鋅型瓷化粉中 的其他填料為鈦白粉、滑石粉和碳酸鈣中的一種或其組合。
[0011] 所述的阻燃陶瓷化EVA，所述氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂或者氫氧化鈰 中的一種或其組合;氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。
[0012]阻燃陶瓷化EVA的制備方法，所述方法包括以下制備步驟： ① 將所述EVA(乙稀-醋酸乙稀酯共聚物）100份、氣相法白炭黑10~60份，抗氧劑1~10 份、氫氧化物阻燃劑10~60份在捏合機(jī)中混煉； ② 對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1~-0. 〇4Mpa，溫度保持80~160°C ; ③ 將10~180份瓷化粉加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物)混煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將所述團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻； ⑤ 將冷卻后的團(tuán)狀陶瓷化EVA在開煉機(jī)上開煉，添加交聯(lián)劑0.2~4份和交聯(lián)助劑0.2~ 3份開煉后即形成陶瓷化EVA。
[0013] 陶瓷化EVA測試，將所述陶瓷化EVA膠料在170~180 °C下，lOMpa壓力下，硫化5分鐘 制成試片，然后將試片分別測試力學(xué)性能，得到:拉伸強(qiáng)度達(dá)到10.00ΚΝ/Μ-12.00ΚΝ/Μ，伸 長率達(dá)到170%-210%，取部分EVA樣品用120目鋼網(wǎng)包覆置于137 °C~141°C二甲苯溶液中5小 時(shí)，真空烘干，通過公式：
W1-鋼絲網(wǎng)重量 W2-式樣和鋼絲網(wǎng)總重量 W3-將式樣完全包覆好后的式樣和鋼絲網(wǎng)總重量 W1-反應(yīng)結(jié)束烘干后的鋼絲網(wǎng)重量 計(jì)算交聯(lián)度可達(dá)到67.2%~86.8%。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是： 本發(fā)明陶瓷化EVA復(fù)合材料，選用合適的交聯(lián)劑和加工方法，對(duì)EVA材料進(jìn)行了交聯(lián)處 理并添加有一種硼酸鋅型陶瓷粉，能夠使得陶瓷化EVA復(fù)合材料的機(jī)械性能明顯提升，燒結(jié) 溫度降低，且大幅提升成瓷后的硬度和光滑度，體積收縮率極小，提高了生產(chǎn)效率，降低了 生產(chǎn)成本，能滿足于輸高壓電纜，建筑門窗聚烯烴封條，車輛聚烯烴部件及電子電氣等領(lǐng)域 可靠使用等特點(diǎn)；用本發(fā)明所述的陶瓷化EVA做出來的制品，機(jī)械性能更好，不易破損，使用 壽命更長。
【附圖說明】
[0015] 圖1為實(shí)施例1在掃描電鏡下的圖片； 圖2為實(shí)施例2在掃描電鏡下的圖片； 圖3為實(shí)施例3在掃描電鏡下的圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017] 實(shí)施例！ 阻燃陶瓷化EVA的制備包括以下步驟： ① 將EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）100份、氣相法白炭黑60份，抗氧劑2份、氫氧化物 阻燃劑40份在捏合機(jī)中混煉； ② 對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1~-0.〇4Mpa，溫度保持120°C ; ③ 將瓷化粉60份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將團(tuán)狀的陶瓷化EVA移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻； ⑤ 將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化EVA在開煉機(jī)上開煉，添加交聯(lián)劑2份，交聯(lián)助劑1份開煉后 即形成陶瓷化EVA。
[0018] EVA為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。
[0019]白炭黑為氣相法白炭黑，粒徑在10_15μπι; 交聯(lián)助劑是三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC); 偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ550。
[0020] 將硅烷偶聯(lián)劑ΚΝ550與乙醇復(fù)配，對(duì)陶瓷粉進(jìn)行濕法處理； 硼酸鋅型瓷化粉是由成瓷填料，助熔劑和其他填料等部分組成。
[0021] 硼酸鋅型瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉和氧化鋁。
[0022]硼酸鋅型瓷化粉中的助熔劑為ΖΒ硼酸鋅 硼酸鋅型瓷化粉中的其他填料為鈦白粉。
[0023] 氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0024] 氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。
[0025] 交聯(lián)劑為DCP。
[0026] 陶瓷化EVA測試，將所述陶瓷化EVA膠料在120°C下，12Mpa壓力下，硫化5分鐘制成 試片，然后將試片分別測試力學(xué)性能，得到； 拉伸強(qiáng)度達(dá)到：10.60KN/M; 伸長率達(dá)到：181%; 通過交聯(lián)度測定得到:交聯(lián)度為79.8%; 在馬弗爐能經(jīng)過900攝氏度2小時(shí)得到:致密的，敲擊有金屬生音的陶瓷化物。
[0027] 實(shí)施例2 阻燃陶瓷化EVA的制備包括以下步驟： ① 將EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）100份、氣相法白炭黑50份，抗氧劑2份、氫氧化物 阻燃劑30份在捏合機(jī)中混煉； ② 對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1~-0.〇4Mpa，溫度保持120°C ; ③ 將瓷化粉70份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻； ⑤將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化EVA在開煉機(jī)上開煉，添加交聯(lián)劑1.8份，交聯(lián)助劑0.8份開 煉后即形成陶瓷化EVA。
[0028] EVA為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。
[0029]白炭黑是氣相法白炭黑，粒徑在10_15μπι; 交聯(lián)助劑為三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC); 偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑Α-171。
[0030] 將硅烷偶聯(lián)劑Α-171與乙醇復(fù)配，對(duì)陶瓷粉進(jìn)行濕法處理。
[0031 ]硼酸鋅型瓷化粉是一種瓷化粉由成瓷填料，助熔劑和其他填料等部分組成。
[0032]硼酸鋅型瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉和氧化鋁。
[0033]硼酸鋅型瓷化粉中的助熔劑為ΖΒ硼酸鋅。
[0034] 硼酸鋅型瓷化粉中的其他填料為鈦白粉。
[0035] 氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0036] 氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7: 3。
[0037]交聯(lián)劑為DCP。
[0038]陶瓷化EVA測試，將所述陶瓷化EVA膠料在120 °C下，1 OMpa壓力下，壓制5分鐘制成 試片，然后將試片分別測試力學(xué)性能，得到： 拉伸強(qiáng)度達(dá)到 10.51KN/M; 伸長率達(dá)到 173%; 通過交聯(lián)度測定得到： 交聯(lián)度為77.9%。
[0039] 實(shí)施例3 阻燃陶瓷化EVA的制備包括以下步驟： ① 將所述EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）100份、氣相法白炭黑70份，抗氧劑2份、氫氧 化物阻燃劑35份在捏合機(jī)中混煉； ② 對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1~-0.〇4Mpa，溫度保持120°C ; ③ 將瓷化粉60份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻； ⑤ 將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化EVA在開煉機(jī)上開煉，添加交聯(lián)劑2.5份，交聯(lián)助劑1份開煉 后即形成陶瓷化EVA。
[0040] EVA為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。
[0041]白炭黑為氣相法白炭黑，粒徑在10_15μπι。
[0042] 交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)。
[0043] 偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH560。
[0044] 阻燃陶瓷化EVA，將硅烷偶聯(lián)劑KN560與乙醇復(fù)配，對(duì)陶瓷粉進(jìn)行濕法處理。
[0045] 硼酸鋅型瓷化粉是一種自制瓷化粉由成瓷填料，助熔劑和其他填料等部分組成。
[0046] 硼酸鋅型瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉和氧化鋁。
[0047]硼酸鋅型瓷化粉中的助熔劑為ZB硼酸鋅。
[0048] 硼酸鋅型瓷化粉中的其他填料為鈦白粉和滑石粉。
[0049] 氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0050]氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。
[00511交聯(lián)劑為DCP。
[0052]陶瓷化EVA測試，將所述陶瓷化EVA膠料采用在130 °C下，1 OMpa壓力下，壓制5分鐘 制成試片，然后將試片分別測試力學(xué)性能，得到： 拉伸強(qiáng)度達(dá)到 11.90KN/M; 伸長率達(dá)到 177%; 通過交聯(lián)度測定得到： 交聯(lián)度為86.2%。
[0053]圖3為實(shí)施例3在掃描電鏡下的圖片，可以看到形成了陶瓷結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述陶瓷化EVA按重量計(jì)組成有： EVA 100 份； 氣相法白炭黑 10~60份； 抗氧劑 1~5份； 交聯(lián)助劑 0.2~3份； 偶聯(lián)劑 1~8份； 硼酸鋅型瓷化粉 10~180份； 氫氧化物阻燃劑 10~60份； 交聯(lián)劑 0.2~4份。2. 如權(quán)利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述EVA為乙烯-醋酸乙烯酯共 聚物，其中乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。3. 如權(quán)利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述白炭黑為氣相法白炭黑，粒 徑在 10-15μπι。4. 如權(quán)利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述交聯(lián)助劑為三烯丙基異氰脲 酸酯（TAIC)。5. 如權(quán)利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述抗氧劑為抗氧劑1010,抗氧 劑BHT或抗氧劑168中的一種或其組合。6. 如權(quán)利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ550、 ΚΗ560、ΚΗ570、Α151或者Α171中的一種或其組合。7. 如權(quán)利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述硼酸鋅型瓷化粉是由成瓷填 料，助熔劑組成;硼酸鋅型瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉或氧化鋁中的一種 或其組合;硼酸鋅型瓷化粉中的助熔劑為ZB硼酸鋅，硼酸鈣或低熔點(diǎn)玻璃粉中的一種或其 組合;硼酸鋅型瓷化粉中的其他填料為鈦白粉、滑石粉和碳酸鈣中的一種或其組合。8. 如權(quán)利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁、 氫氧化鎂或者氫氧化鈰中的一種或其組合;氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比 例為7:3。9. 阻燃陶瓷化EVA的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下制備步驟： ① 將所述EVA(乙稀-醋酸乙稀酯共聚物）100份、氣相法白炭黑10~60份，抗氧劑1~10 份、氫氧化物阻燃劑10~60份在捏合機(jī)中混煉； ② 對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1~-0. 〇4Mpa，溫度保持80~160°C ; ③ 將10~180份瓷化粉加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物)混煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將所述團(tuán)狀的陶瓷化聚烯烴移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻； ⑤ 將冷卻后的團(tuán)狀陶瓷化EVA在開煉機(jī)上開煉，添加交聯(lián)劑0.2~4份和交聯(lián)助劑0.2~ 3份開煉后即形成陶瓷化EVA。
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK105885197SQ201610387686
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月2日
【發(fā)明人】梁兵, 孫重陽
【申請(qǐng)人】沈陽化工大學(xué)