王仁龍 整理

一、概述

用作編織袋的材料有聚乙烯、聚丙烯等。聚乙烯樹脂為無(wú)毒、無(wú)味的白色粉末或顆粒，吸水率低，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，電絕緣性。但是聚乙烯的力學(xué)性能一般，拉伸強(qiáng)度較低；抗氧化、抗紫外線性能不高，且聚乙烯阻燃性差，且在燃燒過(guò)程中容易產(chǎn)生熔滴，使得編織袋在生產(chǎn)和使用中存在安全隱患。常通過(guò)添加阻燃劑和填料增加聚乙烯的阻燃性和機(jī)械性能，且添加量很大(約為50 wt%)。可膨脹石墨是良好的阻燃劑，在燃燒過(guò)程中可以形成碳層；膨脹吸熱降低體系溫度；釋放夾層中的酸根離子，促進(jìn)脫水碳化，并能結(jié)合燃燒產(chǎn)生的自由基從而中斷鏈反應(yīng)，從而達(dá)到阻燃作用。但是可膨脹石墨在燃燒過(guò)程中形成的碳層呈膨脹狀態(tài)，碳層致密性差，容易在熱量對(duì)流中遭到破壞，脫落成“飛灰”，降低阻燃性能，且可膨脹石墨與聚乙烯的相容性較差，添加大量的可膨脹石墨，導(dǎo)致分散不均，會(huì)大大降低聚乙烯的機(jī)械性能，也會(huì)進(jìn)一步降低阻燃性。

本文介紹了一種編織袋用可膨脹石墨阻燃聚乙烯材料，通過(guò)各物質(zhì)相互配合，具有良好的阻燃性、抗沖擊性，拉伸強(qiáng)度好。

二、技術(shù)方案

一種編織袋用可膨脹石墨阻燃聚乙烯材料，其原料按重量份包括：聚乙烯100份，阻燃劑15-20份，填料20-30份，抗紫外線劑1-2份，抗氧劑1-2份，相容劑1-3份，交聯(lián)劑1-1.5份，潤(rùn)滑劑1-3份；其中，阻燃劑為改性可膨脹石墨和三聚氰胺。

在改性可膨脹石墨的制備過(guò)程中，將可膨脹石墨加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，升溫至60-70℃，保溫?cái)嚢?0-30 min，通入惰性氣體，加入丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺混勻，再加入過(guò)氧化二異丙苯，保溫?cái)嚢?-3 h，然后滴加丙烯酸丁酯，保溫?cái)嚢?-6 h，破乳，離心，洗滌沉淀，干燥得到改性可膨脹石墨。在改性可膨脹石墨的制備過(guò)程中，以1000-2000 r/min的速度保溫?cái)嚢?0-30 min。丙烯酸丁酯在1 h以內(nèi)滴加完畢?？膳蛎浭挺?氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為100：3-5?？膳蛎浭?、乙醇、丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺、過(guò)氧化二異丙苯、丙烯酸丁酯的重量比為10-15：100-200：1-2：15-20：0.1-0.3：15-20。

用水和乙醇洗滌沉淀。惰性氣體為氮?dú)?、氬氣。改性可膨脹石墨和三聚氰胺的重量比?：0.8-1。填料為玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿。玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿的重量比為1-2：10-15：3-5?？棺贤饩€劑為紫外線吸收劑RMB。交聯(lián)劑為過(guò)氧化二異丙苯?？寡鮿榭寡鮿?076。潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟。相容劑為馬來(lái)酸酐接枝相容劑。

本技術(shù)的制備方法為：將聚乙烯、阻燃劑、填料、抗紫外線劑、抗氧劑、相容劑、交聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑共混，熔融，擠出成塑料布，并將塑料布裁剪成胚絲，將胚絲拉成扁絲備用。

三、有益效果

本技術(shù)先用γ-氨丙基三乙氧基硅烷對(duì)可膨脹石墨進(jìn)行處理，改善可膨脹石墨的分散性，然后與丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺混勻，經(jīng)過(guò)氧化二異丙苯作用，丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺發(fā)生共聚，并且包覆在可膨脹石墨的表面，再與丙烯酸丁酯共聚，增加共聚物的分子量，改善其與聚乙烯的相容性最終得到改性可膨脹石墨，大大改善可膨脹石墨在聚乙烯中的分散性，并且共聚物中含有鑭、磷，可以增加共聚物的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性能，與聚乙烯相互配合，能大大增加聚乙烯的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性能，減少填料的用量；并且鑭、磷元素包覆在可膨脹石墨表面，與可膨脹石墨相同作用，大大增加本技術(shù)的阻燃性能，降低阻燃劑的用量，并且在燃燒過(guò)程中生成的氧化鑭可以附著在可膨脹石墨形成的碳層表面，增加碳層的致密性，從而防止“飛灰”的產(chǎn)生，進(jìn)一步阻燃；三聚氰胺與改性可膨脹石墨以適宜比例協(xié)同作用，進(jìn)一步增加本技術(shù)的阻燃性能，且阻燃劑的用量少；選用玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿以適宜比例相互配合，再與改性可膨脹石墨協(xié)同作用，可以大大改善本技術(shù)的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性能，且填料的用量少；炭黑、紫外線吸收劑RMB、抗氧劑1076相互配合，可以增加本技術(shù)的抗紫外線性能和抗氧化性能；聚乙烯蠟、馬來(lái)酸酐接枝相容劑可以促進(jìn)各物質(zhì)均勻分散；通過(guò)上述各物質(zhì)相互配合，具有良好的阻燃性、抗沖擊性，拉伸強(qiáng)度好。

四、具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種編織袋用可膨脹石墨阻燃聚乙烯材料，其原料按重量份包括：聚乙烯100份，阻燃劑15份，填料30份，抗紫外線劑1份，抗氧劑2份，相容劑1份，交聯(lián)劑1.5份，潤(rùn)滑劑1份；其中，阻燃劑為改性可膨脹石墨和三聚氰胺。

實(shí)施例2

一種編織袋用可膨脹石墨阻燃聚乙烯材料，其原料按重量份包括：聚乙烯100份，阻燃劑20份，填料20份，紫外線吸收劑RMB 2份，抗氧劑1076 1份，馬來(lái)酸酐接枝相容劑3份，過(guò)氧化二異丙苯1份，聚乙烯蠟3份；其中，阻燃劑為改性可膨脹石墨和三聚氰胺；

在改性可膨脹石墨的制備過(guò)程中，將可膨脹石墨加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，升溫至60℃，以2000 r/min的速度保溫?cái)嚢?0 min，通入氬氣，加入丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺混勻，再加入過(guò)氧化二異丙苯，保溫?cái)嚢? h，然后在1 h以內(nèi)滴加完丙烯酸丁酯，保溫?cái)嚢? h，破乳，離心，用水和乙醇洗滌沉淀，干燥得到改性可膨脹石墨，可膨脹石墨和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為100：3，可膨脹石墨、乙醇、丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺、過(guò)氧化二異丙苯、丙烯酸丁酯的重量比為15：100：2：15：0.3：15。

實(shí)施例3

一種編織袋用可膨脹石墨阻燃聚乙烯材料，其原料按重量份包括：聚乙烯100份，阻燃劑16份，填料28份，紫外線吸收劑RMB 1.3份，抗氧劑1076 1.7份，馬來(lái)酸酐接枝相容劑1.5份，過(guò)氧化二異丙苯1.4份，聚乙烯蠟1.5份；其中，阻燃劑為改性可膨脹石墨和三聚氰胺；

在改性可膨脹石墨的制備過(guò)程中，將可膨脹石墨加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，升溫至70℃，以1000 r/min的速度保溫?cái)嚢?0 min，通入氮?dú)?，加入丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺混勻，再加入過(guò)氧化二異丙苯，保溫?cái)嚢? h，然后在1 h以內(nèi)滴加完丙烯酸丁酯，保溫?cái)嚢? h，破乳，離心，用水和乙醇洗滌沉淀，干燥得到改性可膨脹石墨，可膨脹石墨和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為100：5，可膨脹石墨、乙醇、丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺、過(guò)氧化二異丙苯、丙烯酸丁酯的重量比為10：200：1：20：0.1：20；改性可膨脹石墨和三聚氰胺的重量比為1：0.8。填料為玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿，其中，玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿的重量比為2：10：5。

實(shí)施例4

一種編織袋用可膨脹石墨阻燃聚乙烯材料，其原料按重量份包括：聚乙烯100份，阻燃劑18份，填料22份，紫外線吸收劑RMB 1.7份，抗氧劑1076 1.3份，馬來(lái)酸酐接枝相容劑2.5份，過(guò)氧化二異丙苯1.2份，聚乙烯蠟2.5份；其中，阻燃劑為改性可膨脹石墨和三聚氰胺；

在改性可膨脹石墨的制備過(guò)程中，將可膨脹石墨加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，升溫至62℃，以1800 r/min的速度保溫?cái)嚢?3 min，通入氬氣，加入丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺混勻，再加入過(guò)氧化二異丙苯，保溫?cái)嚢?.2 h，然后在1 h以內(nèi)滴加完丙烯酸丁酯，保溫?cái)嚢?.5 h，破乳，離心，用水和乙醇洗滌沉淀，干燥得到改性可膨脹石墨，可膨脹石墨和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為100：3.5，可膨脹石墨、乙醇、丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺、過(guò)氧化二異丙苯、丙烯酸丁酯的重量比為13：120：1.8：16：0.25：16；

改性可膨脹石墨和三聚氰胺的重量比為1：1；填料為玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿，玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿的重量比為1：15：3。

實(shí)施例5

一種編織袋用可膨脹石墨阻燃聚乙烯材料，其原料按重量份包括：聚乙烯100份，阻燃劑17份，填料25份，紫外線吸收劑RMB 1.5份，抗氧劑1076 1.5份，馬來(lái)酸酐接枝相容劑2份，過(guò)氧化二異丙苯1.3份，聚乙烯蠟2份；其中，阻燃劑為改性可膨脹石墨和三聚氰胺；

在改性可膨脹石墨的制備過(guò)程中，將可膨脹石墨加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，升溫至65℃，以1500 r/min的速度保溫?cái)嚢?5 min，通入氮?dú)?，加入丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺混勻，再加入過(guò)氧化二異丙苯，保溫?cái)嚢?.5 h，然后在1 h以內(nèi)滴加完丙烯酸丁酯，保溫?cái)嚢? h，破乳，離心，用水和乙醇洗滌沉淀，干燥得到改性可膨脹石墨，可膨脹石墨和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為100：4，可膨脹石墨、乙醇、丙烯酸鑭、丙烯酸羥乙酯-苯基-二乙基磷酰胺、過(guò)氧化二異丙苯、丙烯酸丁酯的重量比為12：150：1.5：17：0.2：17；改性可膨脹石墨和三聚氰胺的重量比為1：0.9；填料為玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿，其中，玄武巖纖維、炭黑、芳綸泊漿的重量比為1.5：12：4。

對(duì)照例1不加改性可膨脹石墨，其他同實(shí)施例5。對(duì)照例2不加填料和三聚氰胺，其他同實(shí)施例5。

檢測(cè)實(shí)施例5對(duì)照例1-2的性能，結(jié)果如下：

項(xiàng)目 對(duì)照例1 對(duì)照例2 實(shí)施例5阻燃等級(jí)(厚度為1.6mm) V-2 V-1 V-0極限氧指數(shù)% 17.5 21.1 31.4拉伸強(qiáng)度MPa 68.3 40.7 90.6斷裂伸長(zhǎng)率% 47.6 58.9 44.4

由上表可以看出，經(jīng)聚乙烯、改性可膨脹石墨、三聚氰胺和適宜的填料相互配合協(xié)同作用，使得本技術(shù)具有良好的阻燃性和拉伸強(qiáng)度。

本技術(shù)專利信息：

申請(qǐng)?zhí)枺篊N201910832913.2

申請(qǐng)日：2019.09.04

公開（公告）號(hào)：CN110591199A

公開（公告）日：2019.12.20

IPC分類號(hào)：C08L23/06；C08L77/10；C08L51/00；C08K13/06；C08K9/10；C08K3/04；C08K5/3492；C08K7/10；C08K5/134；C08K5/107