CN106279905A - 一种无卤阻燃聚乙烯‑尼龙热缩管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃聚乙烯‑尼龙热缩管及其制备方法。具体而言，本发明的无卤阻燃聚乙烯‑尼龙热缩管包含以重量份计的如下组分：聚乙烯50~80份、尼龙5~20份、嵌段共聚物0.5~5份、磷酸盐系阻燃剂10~30份、纳米活性碳酸钙0.5~5份和纳米二氧化硅0.5~5份。与现有技术相比，本发明的无卤阻燃聚乙烯‑尼龙热缩管利用物理交联的方法，使得聚乙烯和尼龙之间并未形成共价键，分子结构未遭到破坏，可以实现后续的回收利用；原料不含汞、镉、六价铬等危害性物质，满足欧盟RoHS指令要求，对环境和人体无害；具有很好的耐热性、绝缘性、阻燃性以及较为理想的机械强度，可以广泛用于各种领域。

Description

一种无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管及其制备方法
技术领域
本发明属于无卤阻燃热缩管技术领域，涉及一种无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管及其制备方法。
背景技术
目前，用于生产热缩管的材料主要包括聚烯烃类材料（如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）、橡胶类材料（例如硅橡胶）、聚酯类材料（如聚对苯二甲酸乙二醇酯）等，但是由上述材料制得的绝大多数热缩管都需要进行化学或辐射交联等复杂工艺步骤，生产成本较高，并且无法实现原料的回收利用。因此，利用具有物理交联结构的聚合物材料并通过直接注塑成型的生产工艺来制备热缩管具有重要的意义。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管及其制备方法，该热缩管通过尼龙成分来形成物理交联，具有可回收性，能够实现循环利用，并且本发明的无卤阻燃热缩管不含危害性成分，不会对环境及人体造成伤害，符合欧盟RoHS指令要求。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其包含以重量份计的如下组分：聚乙烯50~80份、尼龙5~20份、嵌段共聚物0.5~5份、磷酸盐系阻燃剂10~30份、纳米活性碳酸钙0.5~5份和纳米二氧化硅0.5~5份；其中：所述尼龙具有如式（I）所示的结构通式：
；
其中：m和n各自独立地为0~4中的任一整数且m+n≤4；o和p各自独立地为0~2中的任一整数且m+n≤2。
优选的，所述无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管包含以重量份计的如下组分：聚乙烯55~75份、尼龙8~15份、嵌段共聚物1~4份、磷酸盐系阻燃剂15~25份、纳米活性碳酸钙1~4份和纳米二氧化硅1~4份。
更优选的，所述无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管包含以重量份计的如下组分：聚乙烯60~70份、尼龙10~13份、嵌段共聚物2~3份、磷酸盐系阻燃剂15~25份、纳米活性碳酸钙2~3份和纳米二氧化硅2~3份。
最优选的，所述无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管包含以重量份计的如下组分：聚乙烯65份、尼龙12份、嵌段共聚物2.5份、磷酸盐系阻燃剂20份、纳米活性碳酸钙2.5份和纳米二氧化硅2.5份。
优选的，所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯（LLDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）中的任意一种或其任意比例的组合物，优选低密度聚乙烯。
优选的，所述嵌段共聚物选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）中的任意一种或其任意比例的混合物，优选苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
优选的，所述磷酸盐系阻燃剂选自磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸锂、磷酸钠、磷酸镁、磷酸锑中的任意一种或其任意比例的混合物，优选磷酸钠。
优选的，所述纳米活性碳酸钙的粒度为25~100 nm，优选30~50 nm。
优选的，所述纳米二氧化硅的粒度为10~50 nm，优选20~40 nm。
一种无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管的制备方法，其包括如下步骤：
（1）按照重量份称量聚乙烯、尼龙、嵌段共聚物、磷酸盐系阻燃剂、纳米活性碳酸钙和纳米二氧化硅，并将上述组分混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料于180~200℃造粒，并在单螺旋挤出机上挤出成管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于150~170℃扩展2~4倍，然后骤冷成型，得到无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
与现有技术相比，本发明的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管具有以下优点：
（1）利用物理交联的方法，使得聚乙烯和尼龙之间并未形成共价键，分子结构未遭到破坏，可以实现后续的回收利用；
（2）原料不含汞、镉、六价铬等危害性物质，满足欧盟RoHS指令要求；
（3）阻燃剂中不含卤素及红磷，燃烧后不会产生有毒物质，对环境和人体无害；
（4）具有很好的耐热性、绝缘性、阻燃性以及较为理想的机械强度，可以广泛用于各种领域。
具体实施方式
下面实施例将进一步举例说明本发明。这些实施例仅用于说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
称量低密度聚乙烯50 kg、尼龙（）5 kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物0.5 kg、磷酸钠10 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为25 nm）0.5kg和纳米二氧化硅（粒度为10 nm）0.5 kg，并将上述组分混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料于200℃造粒，并在单螺旋挤出机上挤出成管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于170℃扩展2倍，然后骤冷成型，得到无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
实施例2：无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
称量低密度聚乙烯80 kg、尼龙（）20 kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5 kg、磷酸钠30 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为100 nm）5 kg和纳米二氧化硅（粒度为50 nm）5 kg，并将上述组分混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料于200℃造粒，并在单螺旋挤出机上挤出成管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于170℃扩展2倍，然后骤冷成型，得到无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
实施例3：无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
称量低密度聚乙烯55 kg、尼龙（）8 kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1 kg、磷酸钠15 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为30nm）1 kg和纳米二氧化硅（粒度为20 nm）1 kg，并将上述组分混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料于200℃造粒，并在单螺旋挤出机上挤出成管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于150℃扩展2倍，然后骤冷成型，得到无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
实施例4：无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
称量低密度聚乙烯60 kg、尼龙（）10kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2 kg、磷酸钠15 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为50 nm）2 kg和纳米二氧化硅（粒度为40 nm）2 kg，并将上述组分混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料于200℃造粒，并在单螺旋挤出机上挤出成管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于150℃扩展2倍，然后骤冷成型，得到无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
实施例5：无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
称量低密度聚乙烯65 kg、尼龙（）12kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2.5 kg、磷酸钠20 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为40nm）2.5 kg和纳米二氧化硅（粒度为30 nm）2.5 kg，并将上述组分混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料于200℃造粒，并在单螺旋挤出机上挤出成管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于150℃扩展2倍，然后骤冷成型，得到无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
实施例6：无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管性能测试。
将实施例1至5中获得的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管进行性能测试，其结果如表1所示。
表1. 无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管性能测试
由上表可知，本发明的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管不含汞、镉、六价铬等危害性物质，满足欧盟RoHS指令要求；不含卤素及红磷，燃烧后不会产生有毒物质，对环境和人体无害；具有很好的耐热性、绝缘性、阻燃性以及较为理想的机械强度。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式；相反，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围旨在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其包含以重量份计的如下组分：聚乙烯50~80份、尼龙5~20份、嵌段共聚物0.5~5份、磷酸盐系阻燃剂10~30份、纳米活性碳酸钙0.5~5份和纳米二氧化硅0.5~5份；其中：所述尼龙具有如式（I）所示的结构通式：
；
其中：m和n各自独立地为0~4中的任一整数且m+n≤4；o和p各自独立地为0~2中的任一整数且m+n≤2。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：聚乙烯55~75份、尼龙8~15份、嵌段共聚物1~4份、磷酸盐系阻燃剂15~25份、纳米活性碳酸钙1~4份和纳米二氧化硅1~4份。
3.根据权利要求2所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：聚乙烯60~70份、尼龙10~13份、嵌段共聚物2~3份、磷酸盐系阻燃剂15~25份、纳米活性碳酸钙2~3份和纳米二氧化硅2~3份。
4.根据权利要求2所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：聚乙烯65份、尼龙12份、嵌段共聚物2.5份、磷酸盐系阻燃剂20份、纳米活性碳酸钙2.5份和纳米二氧化硅2.5份。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其特征在于，所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的任意一种或其任意比例的组合物。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其特征在于，所述嵌段共聚物选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的任意一种或其任意比例的混合物。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其特征在于，所述磷酸盐系阻燃剂选自磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸锂、磷酸钠、磷酸镁、磷酸锑中的任意一种或其任意比例的混合物。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其特征在于，所述纳米活性碳酸钙的粒度为25~100 nm。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒度为10~50 nm。
10.一种权利要求1至9中任一项所述的无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管的制备方法，其包括如下步骤：
1）按照重量份称量聚乙烯、尼龙、嵌段共聚物、磷酸盐系阻燃剂、纳米活性碳酸钙和纳米二氧化硅，并将上述组分混合均匀，得到预混料；
2）将步骤1）中获得的预混料于180~200℃造粒，并在单螺旋挤出机上挤出成管材；
3）将步骤2）中获得的管材于150~170℃扩展2~4倍，然后骤冷成型，得到无卤阻燃聚乙烯-尼龙热缩管。
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