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，涉及一種復合材料及其制備方法，按重量計，含有：EVA100份、氣相法白炭黑10～60份，抗氧劑1～5份、交聯助劑0.2～3份、偶聯劑1～8份、硼酸鋅型瓷化粉10～180份，氫氧化物阻燃劑10～60份，交聯劑0.2～4份。將上述材料在捏合機中混煉均勻，形成團狀陶瓷化EVA，經開煉即得交聯結構陶瓷化EVA復合材料。本發明能使EVA復合材料的機械性能得到明顯提升，本發明EVA復合材料選用合適的交聯劑和加工方法，對EVA材料進行了交聯處理并添加一種硼酸鋅型陶瓷粉，能夠使得交聯過后的陶瓷化EVA復合材料的機械性能明顯提升，燒結溫度降低，提高了生產效率，進而降低了生產成本。
【專利說明】
阻燃陶瓷化EVA及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種復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】
[0002] 傳統的EVA復合材料耐火性能差，機械性能在一些應用領域有所不足，普通EVA材 料在火中一般都會被完全燒毀，目前的技術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，在火災中起一定作用。但是持續高溫燃燒后，燒余物沒有機械強 度，熔融滴落，不能保持制品的完整性，會造成更危險的二次災害，例如電纜的護套和絕緣 燒毀后，造成短路。本發明易于加工，生產成本低，而交聯后的EVA復合材料的機械性能得到 明顯提升，并且在被火焰燒蝕后會形成堅硬的陶瓷狀的殼體而自熄防，止火焰蔓延保護被 燒的物體不受損壞。這種經過交聯的陶瓷化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。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種阻燃陶瓷化EVA及其制備方法，本發明陶瓷化EVA不僅 具有很高的阻燃性能，同時添加的填料也不會影響EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）的其他 機械性能。使得陶瓷化EVA復合材料的機械性能明顯提升，燒結溫度降低，且大幅提升成瓷 后的硬度和光滑度，體積收縮率極小，提高了生產效率。
[0004] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的： 一種阻燃陶瓷化EVA，所述陶瓷化EVA按重量計組成有： EVA 100 份； 氣相法白炭黑 10~60份； 抗氧劑 1~5份； 交聯助劑 0.2~3份； 偶聯劑 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，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑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份在捏合機中混煉； ② 對捏合機進行抽真空，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，使瓷化粉與已混煉的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物)混煉均勻，形成團狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將所述團狀的陶瓷化聚烯烴移出捏合機，并進行冷卻； ⑤ 將冷卻后的團狀陶瓷化EVA在開煉機上開煉，添加交聯劑0.2~4份和交聯助劑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性能，得到:拉伸強度達到10.00ΚΝ/Μ-12.00ΚΝ/Μ，伸 長率達到170%-210%，取部分EVA樣品用120目鋼網包覆置于137 °C~141°C二甲苯溶液中5小 時，真空烘干，通過公式：
W1-鋼絲網重量 W2-式樣和鋼絲網總重量 W3-將式樣完全包覆好后的式樣和鋼絲網總重量 W1-反應結束烘干后的鋼絲網重量 計算交聯度可達到67.2%~86.8%。
[0014] 本發明的優點與效果是： 本發明陶瓷化EVA復合材料，選用合適的交聯劑和加工方法，對EVA材料進行了交聯處 理并添加有一種硼酸鋅型陶瓷粉，能夠使得陶瓷化EVA復合材料的機械性能明顯提升，燒結 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，提高了生產效率，降低了 生產成本，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域 可靠使用等特點；用本發明所述的陶瓷化EVA做出來的制品，機械性能更好，不易破損，使用 壽命更長。
【附圖說明】
[0015] 圖1為實施例1在掃描電鏡下的圖片； 圖2為實施例2在掃描電鏡下的圖片； 圖3為實施例3在掃描電鏡下的圖片。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明進行詳細說明。
[0017] 實施例！ 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份在捏合機中混煉； ② 對捏合機進行抽真空，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，使瓷化粉與已混煉的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 煉均勻，形成團狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將團狀的陶瓷化EVA移出捏合機，并進行冷卻； ⑤ 將冷卻后的團狀的陶瓷化EVA在開煉機上開煉，添加交聯劑2份，交聯助劑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; 交聯助劑是三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC); 偶聯劑為硅烷偶聯劑ΚΗ550。
[0020] 將硅烷偶聯劑ΚΝ550與乙醇復配，對陶瓷粉進行濕法處理； 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性能，得到； 拉伸強度達到：10.60KN/M; 伸長率達到：181%; 通過交聯度測定得到:交聯度為79.8%; 在馬弗爐能經過900攝氏度2小時得到:致密的，敲擊有金屬生音的陶瓷化物。
[0027] 實施例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份在捏合機中混煉； ② 對捏合機進行抽真空，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，使瓷化粉與已混煉的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 煉均勻，形成團狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將團狀的陶瓷化聚烯烴移出捏合機，并進行冷卻； ⑤將冷卻后的團狀的陶瓷化EVA在開煉機上開煉，添加交聯劑1.8份，交聯助劑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; 交聯助劑為三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC); 偶聯劑為硅烷偶聯劑Α-171。
[0030] 將硅烷偶聯劑Α-171與乙醇復配，對陶瓷粉進行濕法處理。
[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性能，得到： 拉伸強度達到 10.51KN/M; 伸長率達到 173%; 通過交聯度測定得到： 交聯度為77.9%。
[0039] 實施例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份在捏合機中混煉； ② 對捏合機進行抽真空，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，使瓷化粉與已混煉的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)混 煉均勻，形成團狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將團狀的陶瓷化聚烯烴移出捏合機，并進行冷卻； ⑤ 將冷卻后的團狀的陶瓷化EVA在開煉機上開煉，添加交聯劑2.5份，交聯助劑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] 交聯助劑三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)。
[0043] 偶聯劑為硅烷偶聯劑KH560。
[0044] 阻燃陶瓷化EVA，將硅烷偶聯劑KN560與乙醇復配，對陶瓷粉進行濕法處理。
[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性能，得到： 拉伸強度達到 11.90KN/M; 伸長率達到 177%; 通過交聯度測定得到： 交聯度為86.2%。
[0053]圖3為實施例3在掃描電鏡下的圖片，可以看到形成了陶瓷結構。
【主權項】
1. 一種阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述陶瓷化EVA按重量計組成有： EVA 100 份； 氣相法白炭黑 10~60份； 抗氧劑 1~5份； 交聯助劑 0.2~3份； 偶聯劑 1~8份； 硼酸鋅型瓷化粉 10~180份； 氫氧化物阻燃劑 10~60份； 交聯劑 0.2~4份。2. 如權利要求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. 如權利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述交聯助劑為三烯丙基異氰脲 酸酯（TAIC)。5. 如權利要求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. 如權利要求1所述的阻燃陶瓷化EVA，其特征在于:所述偶聯劑為硅烷偶聯劑ΚΗ550、 ΚΗ560、ΚΗ570、Α151或者Α171中的一種或其組合。7. 如權利要求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份在捏合機中混煉； ② 對捏合機進行抽真空，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，使瓷化粉與已混煉的EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物)混煉均勻，形成團狀的陶瓷化聚烯烴； ④ 將所述團狀的陶瓷化聚烯烴移出捏合機，并進行冷卻； ⑤ 將冷卻后的團狀陶瓷化EVA在開煉機上開煉，添加交聯劑0.2~4份和交聯助劑0.2~ 3份開煉后即形成陶瓷化EVA。
【文檔編號】C08K3/34GK105885197SQ201610387686
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】梁兵, 孫重陽
【申請人】沈陽化工大學