一种环保型高阻燃hdpe复合材料
技术领域
1.本发明涉及树脂材料技术领域，具体涉及了一种环保型高阻燃hdpe复合材料。


背景技术：

2.随着科技的快速发展，塑料制品因其耐磨，质轻等优越性能，被广泛应用于建筑及家电中，但塑料制品大多可燃、易燃且燃烧速度快，由此引起的火灾不计其数。据统计，火灾中80%以上的死亡原因为烟气窒息，火灾燃烧产物中含有大量的有毒成分，如一氧化碳、氰化氢、二氧化硫、二氧化氮等，这些气体均对人体造成不同程度的危害。因此，解决塑料品燃烧及毒性问题刻不容缓。近年来，通过在配分中添加各种阻燃剂，来使塑料制品低燃，甚至难燃，但目前使用的多数阻燃剂为卤素阻燃剂，虽然卤系阻燃剂具有良好的阻燃效果，但燃烧过程会释放出有毒的卤化氢对人体造成严重的危害。阻燃材料的要求为：低铅，低重金属，低氯化氢，低烟，低毒或无毒，但研究的焦点却集中在对重金属的控制和对有毒增塑剂的替换上。随着生活水平及教育水平的提高，人们对自身的健康以及生态环境的可持续发展更加重视，各地纷纷出台相关法律法规来限制有毒物质的使用及排放，因此，阻燃剂的选用不容小觑。


技术实现要素：

3.本发明针对以上现有技术中阻燃剂性能不足、不够环保等问题，提供了一种环保型高阻燃hdpe复合材料。
4.为了解决上述问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
5.一种环保型高阻燃hdpe复合材料，按重量份计，包括hdpe 80-100份、巴旦木果壳15-20份、阻燃剂10-15份、相容剂5-8份、稳定剂4-6份、抗氧剂4-6份、色母4-6份、润滑剂2-3份。
6.所述巴旦木果壳具有丰富的孔隙结构，可在短时间内吸附足量的阻燃剂。
7.所述阻燃剂为氧化膦类二元胺与常用二元酸制成的有机膦铵盐阻燃剂，具有良好阻燃和力学性能。
8.所述相容剂为马来酸酐接枝hdpe。
9.所述稳定剂为以硬脂酸钙、硬脂酸锌为主要成份的钙锌复合稳定剂，是一种无毒化合物。
10.所述抗氧剂为对苯二酚和硫代双酚复配溶液，耐热性能、无毒、环保，实用性强等功能。
11.所述润滑剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、聚乙烯蜡、月桂醇、硬脂酸中两种以上的混合物，有助于改善体系成型时流动性的物质，无毒且性能稳定。
12.本发明具有的有益效果在于：所述的一种环保型高阻燃hdpe复合材料制备工序少,方法简单。利用巴旦木果壳表面的孔隙吸附有机膦铵盐阻燃剂，与hdpe混合后，再利用果壳本身的体积，将阻燃剂均匀的分布到整个材料中，形成了阻燃屏障，使得材料具有高度
阻燃性能。此外，本发明所使用的原材料皆不含重金属等有毒物质，且在无毒害的情况下，为复合材料体系带来稳定、优异的加工性能。本发明采用氧化膦类二元胺与常用二元酸制成的有机膦铵盐阻燃剂替代传统的卤系阻燃剂，采用钙锌复合稳定润滑剂替代传统的铅盐类稳定剂，是一种名副其实的环保型高阻燃复合材料。
具体实施方式
13.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，结合以下实施方式进一步说明，但不作为对本发明的限定。
14.本发明最关键的构思在于：利用巴旦木果壳表面的孔隙吸附有机膦铵盐阻燃剂，与hdpe混合后，再利用果壳本身的体积，将阻燃剂均匀的分布到整个材料中，形成了阻燃屏障，使得材料具有高度阻燃性能，且所有原材料无毒、环保。
15.为了达到这一目的，本发明采用的技术方案为：一种环保型高阻燃hdpe复合材料，按重量份计，包括hdpe 80-100份、巴旦木果壳15-20份、阻燃剂10-15份、相容剂5-8份、稳定剂4-6份、抗氧剂4-6份、色母4-6份、润滑剂2-3份。
16.所述巴旦木果壳具有丰富的孔隙结构，可在短时间内吸附足量的阻燃剂。
17.所述阻燃剂为氧化膦类二元胺与常用二元酸制成的有机膦铵盐阻燃剂，具有良好阻燃和力学性能。
18.所述相容剂为马来酸酐接枝hdpe。
19.所述稳定剂为以硬脂酸钙、硬脂酸锌为主要成份的钙锌复合稳定剂，是一种无毒化合物。
20.所述抗氧剂为对苯二酚和硫代双酚复配溶液，耐热性能、无毒、环保，实用性强等功能。
21.所述润滑剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、聚乙烯蜡、月桂醇、硬脂酸中两种以上的混合物，有助于改善体系成型时流动性的物质，无毒且性能稳定。
22.进一步的，所述的巴旦木果壳为市场上可购得的普通的可食用巴旦木的外壳，其表面具有丰富的孔隙结构，可在短时间内吸附足量的阻燃剂，且无毒无害，可一种可生物降解的天然材料。
23.进一步的，所述的相容剂为通过颗粒微粉化处理的相容剂马来酸酐接枝hdpe，所述相容剂粒径为100-200μm，可有效提高各种材料间的相容性。
24.进一步的，所述的稳定剂为以硬脂酸钙、硬脂酸锌为主要成份的钙锌复合稳定剂，替代了传统的铅盐类稳定剂，不含重金属物质。
25.进一步的，所述的抗氧剂为对苯二酚和硫代双酚复配溶液，复配比例为（0.5-1.2）：2，无毒且抗氧性能稳定。
26.进一步的，所述的润滑剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、聚乙烯蜡、月桂醇、硬脂酸中两种以上的混合物，有助于改善体系成型时的流动性，不论含几种以上物质，混合比例皆为1：1。
27.进一步的，所述三烷基氧化膦乙二胺与常用二元酸制成的有机膦铵盐阻燃剂制备方法为：将1000ml浓度为30％的以三烷基氧化膦为基的乙二胺溶液与1000ml饱和碳酸溶液，在60℃条件下搅拌25min，降至室温后，即可得到上述阻燃剂。
28.进一步的，所述一种环保型高阻燃hdpe复合材料的制备方法为：将巴旦木果壳磨成粉末，再与上述阻燃剂混合搅拌20分钟，待吸附完成后，连同配方中的其余组份在60℃下高速混合（800r/min）45min得到混配料，再将混配料通过双螺杆挤出机挤出，即可得到一种环保型高阻燃hdpe材料。
29.实施例1。
30.一种环保型高阻燃hdpe复合材料，按重量份计，包括hdpe 80份、巴旦木果壳15份、阻燃剂10份、相容剂5份、稳定剂4份、抗氧剂4份、色母4份、润滑剂2份。
31.所述的巴旦木果壳为市场上可购得的普通的可食用巴旦木的外壳，其表面具有丰富的孔隙结构，可在短时间内吸附足量的阻燃剂，且无毒无害，是一种可生物降解的天然材料。
32.所述的相容剂为通过颗粒微粉化处理的相容剂马来酸酐接枝hdpe，所述相容剂粒径为100μm，可有效提高各种材料间的相容性。
33.所述的稳定剂为以硬脂酸钙、硬脂酸锌为主要成份的钙锌复合稳定剂，替代了传统的铅盐类稳定剂，不含重金属物质。
34.所述的抗氧剂为对苯二酚和硫代双酚复配溶液，复配比例为0.5：2，无毒且抗氧性能稳定。
35.所述的润滑剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙的混合物，混合比例为1：1：1：1，有助于改善体系成型时的流动性。
36.所述氧化膦类二元胺与常用二元酸制成的有机膦铵盐阻燃剂制备方法为：将1000ml浓度为30％的以三烷基氧化膦为基的乙二胺溶液与1000ml饱和碳酸溶液，在60℃条件下搅拌25min，降至室温后，即可得到上述阻燃剂。
37.所述一种环保型高阻燃hdpe材料的制备方法为：将巴旦木果壳研磨成粉末，再与上述阻燃剂混合搅拌20分钟，待吸附完成后，连同配方中的其余组份在60℃下高速混合（800r/min）45min得到混配料，再将混配料通过双螺杆挤出机挤出，即可得到一种环保型高阻燃hdpe材料。
38.实施例2。
39.一种环保型高阻燃hdpe复合材料，按重量份计，包括hdpe 100份、巴旦木果壳20份、阻燃剂15份、相容剂8份、稳定剂6份、抗氧剂6份、色母6份、润滑剂3份。
40.所述的巴旦木果壳为市场上可购得的普通的可食用巴旦木的外壳，其表面具有丰富的孔隙结构，可在短时间内吸附足量的阻燃剂，且无毒无害，是一种可生物降解的天然材料。
41.所述的相容剂为通过颗粒微粉化处理的相容剂马来酸酐接枝hdpe，所述相容剂粒径为150μm，可有效提高各种材料间的相容性。
42.所述的稳定剂为以硬脂酸钙、硬脂酸锌为主要成份的钙锌复合稳定剂，替代了传统的铅盐类稳定剂，不含重金属物质。
43.所述的抗氧剂为对苯二酚和硫代双酚复配溶液，复配比例为1：2，无毒且抗氧性能稳定。
44.所述的润滑剂为硬脂酸钡、聚乙烯蜡、月桂醇的混合物，混合比例为1：1：1，有助于改善体系成型时的流动性。
45.所述氧化膦类二元胺与常用二元酸制成的有机膦铵盐阻燃剂制备方法为：将1000ml浓度为30％的以三烷基氧化膦为基的乙二胺溶液与1000ml饱和碳酸溶液，在60℃条件下搅拌25min，降至室温后，即可得到上述阻燃剂。
46.所述一种环保型高阻燃hdpe复合材料的制备方法为：将巴旦木果壳氧研磨成粉末，再与上述阻燃剂混合搅拌20分钟，待吸附完成后，连同配方中的其余组份在60℃下高速混合（800r/min）45min得到混配料，再将混配料通过双螺杆挤出机挤出，即可得到一种环保型高阻燃hdpe材料。
47.对比例1。
48.对比例1与实施例1的区别在于，阻燃剂为卤系阻燃剂。
49.对比例2。
50.对比例2与实施例1的区别在于，稳定剂为铅盐类稳定剂。
51.对实施例1、2和对比例1、2得到的改性材料进行性能测试，结果见表1所示。
52.表1。
53.综上所述，本发明提供的一种环保型高阻燃hdpe复合材料，具有较高的阻燃性能，氧指数达到35，且所用原材料不仅无毒、环保，还为复合材料体系带来稳定、优异的加工性能。
54.本发明的实施例并且限制本发明的专利范围，凡是通过本发明所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。