CN101157789B - 一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101157789B CN101157789B CN2007100467216A CN200710046721A CN101157789B CN 101157789 B CN101157789 B CN 101157789B CN 2007100467216 A CN2007100467216 A CN 2007100467216A CN 200710046721 A CN200710046721 A CN 200710046721A CN 101157789 B CN101157789 B CN 101157789B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame
- retardant
- ethylene
- composite material
- elastomerics
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/04—Particle-shaped
Abstract
本发明公开了一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法。该复合材料以弹性体类树脂为基料，加入复配型无卤阻燃剂、相容剂、耐磨剂以及加工助剂等，充分混合后经带有自动计量下料装置的布式(BUSS)混炼机挤出、切粒而成。本方法混炼效果好，配方组成稳定，加工效率高，制备的粒子大小均匀且外观光亮，用该材料生产的产品阻燃等级达到UL94V-0级，拉伸强度≥12MPa，断裂伸长率≥300％，在满足高阻燃要求的情况下邵氏硬度可在75A～95A之间。本发明的复合材料为环境友好物质，完全符合目前国际上对无卤材料的环保要求，不仅具有高等级的阻燃性能和物理机械性能，而且制品表面光滑、柔软度高，适合用于生产制造各类高阻燃要求的电子或电器用线材。
Description
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法，可广泛应用于电子或电器用线材等领域，属于高分子材料技术领域。
背景技术
从20世纪60年代开始，国外对塑料尤其电线料的阻燃机理和阻燃技术的研究日趋深入，早期的聚氯乙烯、氯丁橡胶、溴化物等含卤化合物具有优良的阻燃性能在电线行业中得到广泛应用，但燃烧后产生的大量烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体与近年来的安全环保理念相冲突，使得无卤阻燃材料的开发日益紧迫。
目前出现了很多专为无卤阻燃电线而开发的复合材料，以聚烯烃/无机阻燃剂、聚烯烃或弹性体/膨胀型阻燃剂、改性聚苯醚/磷酸酯阻燃剂等复合体系为主。美国专利4801639、948669，欧洲专利280761，日本专利3301996、97171721，中国专利1465616、1472245等描述了用聚烯烃类树脂、氢氧化镁或氢氧化铝等制备的聚烯烃/无机阻燃剂体系无卤阻燃复合材料，通过聚烯烃类树脂的选择、无机氢氧化物的搭配或用量调整，可制备高阻燃等级的材料。但无机氢氧化物的粒径和用量导致了材料阻燃性能和物理机械性能的严重失衡，即高阻燃往往以力学性能如拉伸强度、伸长率等严重下降和硬度急剧上升为代价。
聚烯烃或弹性体/膨胀型阻燃剂体系是替代传统无卤阻燃复合材料发展的产物。这种体系利用了膨胀型阻燃剂燃烧后膨胀阻燃的机理，在阻燃剂较少用量下就可达到优良的阻燃等级，保证了产品的低硬度和高伸长率。欧洲专利0735119A1介绍了这种复合体系，当使用膨胀型阻燃剂35％用量时，材料的氧指数达35，可通过UL94 V-0，但与此同时该体系存在明显缺点：材料的拉伸强度不高；膨胀型阻燃剂的强吸水性导致材料在生产制品尤其挤出电线时，容易吸水而使电性能下降；若阻燃剂表面处理不当或和体系中其他物质相容性较差时，往往在制品表面出现析出现象。很多国家或公司热衷于研究改性聚苯醚树脂(PPO)在高分子材料中的应用。
到目前为止，将改性PPO用于无卤阻燃电线料中最成功的为美国GE公司，他们采用了改性聚苯醚/磷酸酯阻燃剂复合体系，商品名“NORYL”。由于改性PPO不但具有一定的阻燃性，且物理机械性能、电性能、耐热性俱佳，通过少量复配阻燃剂的添加使得材料的各项性能优异，应用于无卤阻燃电线料中具有领先优势。GE公司的柔性“NORYL”产品拉伸强度达17MPa，耐热温度达136℃，介电强度达27KV/mm，同时硬度可在75～95之间调整。但由于改性PPO的加工温度要求很高，使得加工困难，且材料由于添加了改性PPO而具有不愉快气味产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种加工容易、无气味的无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种无卤阻燃弹性体复合材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：A弹性体20-40份，B弹性体10-30份，乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份，相容剂1-5份，阻燃剂30-45份，阻燃增效剂3-10份，耐磨剂0.5-3份，加工助剂0.5-1份；
所述的A弹性体为茂金属催化聚合的乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯含量为5～30％；
所述的B弹性体为充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS。；
所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA，其中VA含量大于30％，且熔融指数大于100g/10min。；
所述的阻燃剂为表面经脂肪酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种组合处理过的氢氧化镁，平均粒径大于5000目。
所述的相容剂选自乙烯-丙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物、SEBS接枝马来酸酐共聚物、EVA接枝马来酸酐共聚物中的一种或多种组合；所述的阻燃增效剂为微胶囊化多层包覆红磷、钛白粉包覆灰色红磷中的一种或两种组合；所述的加工助剂为芥酸酰胺、硬脂酸锌、有机硅油中的一种或多种组合。
本发明的A弹性体为茂金属催化聚合的乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯含量为5～30％，通过乙烯含量的变化，可获得不同硬度不同强度的乙烯-丙烯嵌段共聚物，从而控制复合材料的硬度和强度。
本发明的B弹性体为充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，将具有协效阻燃效果的磷酸酯充入SEBS中，可同步提高材料的阻燃性和流动性，同时根据比例的调整来调节复合材料的硬度和强度。
本发明EVA中的高VA含量有助于和无机阻燃剂的粘合，可加强增韧效果，高熔融指数代表高流动性，有助于加强复合材料的流动性，从而改善加工性能。
所选的相容剂必须同时和有机树脂以及无机阻燃剂具有优良的界面作用力，分散在材料基体中的相容剂对有机物和无机物形成互相渗透的均匀相结构起着重要作用。
本发明在弹性体中引入了阻燃剂，从而可降低复配阻燃剂的用量，使材料的阻燃等级达到UL94 V-0，且保持了弹性体本身优良的物理机械性能，制品表面光滑、耐磨性好、柔软度高，具有较高的实用价值。
本发明的经表面特殊处理过的超细无机氢氧化物可在体系中均匀分散，而其分散的好坏直接影响材料的物理机械性能和阻燃性能。
阻燃增效剂具有优良的协效阻燃效果，可明显增强材料的阻燃性能。
耐磨剂的加入在降低加工扭矩、改善材料脱模性的同时，硅或氟可迁移至制品表明形成光滑的保护层，从而改善制品的耐磨性。
本发明的加工助剂通过促进各组分的分散，降低塑料熔体的内摩擦和熔体与螺杆、螺筒金属表面的黏附力，从而改善材料的加工性，提高制品表面光泽，增加加工效率。
和传统的无卤阻燃电线料相比，本发明的优点是：
1.选用了复合型弹性体作为材料基体，可以对硬度和强度进行自由调节，综合了多种弹性体的优点；
2.将磷酸酯类物质间接引入复合材料中，使得材料基体本身具有初步的阻燃性能，通过其用量调节材料的阻燃性和流动性，从而克服了传统方法中需要添加大量无机阻燃剂以达到高阻燃性，但又以牺牲物理机械性能为代价的现象；
3.复配型阻燃剂的加入提升了阻燃效率，在保证优良物理机械性能和柔软度的同时达到了材料的高阻燃效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但并不限制本发明的范围。
实施例1：
第一步.按重量份数取SEBS 15份，在高速搅拌机中加入磷酸酯15份共同处理8分钟后得到充油SEBS 30份，混合机速度为1500转/分钟；
第二步.将充油SEBS 30份、乙烯-丙烯共聚物20份、EVA 3份、SEBS接枝马来酸酐共聚物2份、硅酮粉1.0份、有机氟0.5份、芥酸酰胺0.2份、硬脂酸锌0.3份按比例在高速搅拌机中预混合均匀得到C预混料，合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；
第三步.然后将经脂肪酸处理过的氢氧化镁40份和灰色红磷3份按比例在高速搅拌机中预混合均匀得到D预混料，合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；
第四步.将C、D预混料分别加入计量称中，通过自动计量两种预混料经布氏混炼机挤出，加料段-输送段-熔融段-机头的挤出温度分别为130℃、140℃、150℃、160℃，然后经冷却、干燥和切粒得到复合材料。使用该实施例制备的复合材料按标准尺寸用注塑机注塑成测试用标准样条，阻燃性按美国UL标准测试，其他各性能按中国国家标准测试，结果见表1。
实施例2：
第一步.按重量份数取SEBS 10份，在高速搅拌机中加入磷酸酯10份共同处理8分钟后得到充油SEBS 20份，混合机速度为1500转/分钟；
第二步.将充油SEBS 20份、乙烯-丙烯共聚物30份、EVA 3份、乙烯-丙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物2份、硅酮粉1.0份、有机氟0.5份、芥酸酰胺0.1份、硬脂酸锌0.4份按比例在高速搅拌机中预混合均匀得到C预混料，合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；
第三步.然后将经硅烷偶联剂处理过的氢氧化镁38份和微胶囊化红磷5份按比例在高速搅拌机中预混合均匀得到D预混料，合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；
第四步的加工方法及测试同实施例1，测试结果见表1。
实施例3：
第一步.按重量份数取SEBS 5份，在高速搅拌机中加入磷酸酯5份共同处理8分钟后得到充油SEBS 10份，混合机速度为1500转/分钟；
第二步.将充油SEBS 10份、乙烯-丙烯共聚物40份、EVA 3份、EVA接枝马来酸酐共聚物2份、硅酮粉1.5份、有机硅油0.2份、硬脂酸锌0.3份按比例在高速搅拌机中预混合均匀得到C预混料，合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；
第三步.然后将经钛酸酯偶联剂处理过的氢氧化镁35份和微胶囊化红磷8份按比例在高速搅拌机中预混合均匀得到D预混料，合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；
第四步的加工方法及测试同实施例1。测试结果见表1。
表1
| 物理机械 性能 | 单位 | 测试方法 | 原来的 材料 | 实施例 1 | 实施例 2 | 实施例 3 |
| 拉伸强度 | MPa | GB1040 | 10 | 12 | 13 | 15 |
| 断裂伸长率 | ％ | GB1040 | 180 | 325 | 330 | 310 |
| 硬度 | Shore A | GB2411 | 90 | 75 | 85 | 95 |
| 20℃体积 电阻率 | Ω·m | GB1410 | 2.8× 10<sup>13</sup> | 2.0× 10<sup>13</sup> | 2.5× 10<sup>13</sup> | 3.2× 10<sup>13</sup> |
| 介电强度 | MV/m | GB1409 | 23 | 22 | 23 | 25 |
| 脆化温度 | ℃ | GB5470 | -20℃ | -50℃ | -50℃ | -50℃ |
| 氧指数 | ％ | GB2406 | 30 | 36 | 36 | 37 |
| 烟密度 (有焰) | - | GB8323 | 85 | 68 | 62 | 60 |
| 烟密度 (无焰) | - | GB8323 | 175 | 165 | 152 | 150 |
| 燃烧性(1.6mm) | - | UL94 | V-2 | V-0 | V-0 | V-0 |
Claims (4)
1.一种无卤阻燃弹性体复合材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：A弹性体20-40份，B弹性体10-30份，乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份，相容剂1-5份，阻燃剂30-45份，阻燃增效剂3-10份，耐磨剂0.5-3份，加工助剂0.5-1份；
所述的A弹性体为茂金属催化聚合的乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯含量为5～30％；
所述的B弹性体为充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS；
所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA，其中VA含量大于30％，且熔融指数大于100g/10min；
所述的阻燃剂为表面经脂肪酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种组合处理过的氢氧化镁，平均粒径大于5000目。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃弹性体复合材料，其特征在于，所述的相容剂选自乙烯-丙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物、SEBS接枝马来酸酐共聚物、EVA接枝马来酸酐共聚物中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃弹性体复合材料，其特征在于：所述的阻燃增效剂为微胶囊化多层包覆红磷、钛白粉包覆灰色红磷中的一种或两种组合。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃弹性体复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为芥酸酰胺、硬脂酸锌、有机硅油中的一种或多种组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100467216A CN101157789B (zh) | 2007-09-30 | 2007-09-30 | 一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100467216A CN101157789B (zh) | 2007-09-30 | 2007-09-30 | 一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101157789A CN101157789A (zh) | 2008-04-09 |
| CN101157789B true CN101157789B (zh) | 2010-09-08 |
Family
ID=39306034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007100467216A Active CN101157789B (zh) | 2007-09-30 | 2007-09-30 | 一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101157789B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101570618B (zh) * | 2008-04-30 | 2010-10-27 | 北京诚联恺达科技有限公司 | 一种耐温型高弹性无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法 |
| CN102061055B (zh) * | 2010-12-14 | 2012-08-29 | 益阳达普林科技有限公司 | 无卤阻燃树脂组合物及由其制得的热塑性弹性体 |
| CN102140201B (zh) * | 2010-12-31 | 2012-10-10 | 东莞市迅创实业有限公司 | 用于线材方面达到ul-v2防火标准的无卤阻燃热塑性弹性体 |
| CN104045940B (zh) * | 2012-11-29 | 2017-01-11 | 江苏亨通线缆科技有限公司 | 耐腐蚀聚氯乙烯电缆料 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1235175A (zh) * | 1998-05-12 | 1999-11-17 | 广州金发科技发展有限公司 | 无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃复合物及其制备方法 |
| CN1465616A (zh) * | 2002-06-21 | 2004-01-07 | 中国科学院化学研究所 | 一种氢氧化镁无卤阻燃聚乙烯复合材料 |
| CN1629216A (zh) * | 2003-12-16 | 2005-06-22 | 深圳市沃尔热缩材料有限公司 | 一种无卤阻燃热收缩套管材料及由该材料制备的套管 |
-
2007
- 2007-09-30 CN CN2007100467216A patent/CN101157789B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1235175A (zh) * | 1998-05-12 | 1999-11-17 | 广州金发科技发展有限公司 | 无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃复合物及其制备方法 |
| CN1465616A (zh) * | 2002-06-21 | 2004-01-07 | 中国科学院化学研究所 | 一种氢氧化镁无卤阻燃聚乙烯复合材料 |
| CN1629216A (zh) * | 2003-12-16 | 2005-06-22 | 深圳市沃尔热缩材料有限公司 | 一种无卤阻燃热收缩套管材料及由该材料制备的套管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101157789A (zh) | 2008-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101845197B (zh) | 一种高性能无卤阻燃abs改性树脂及其制备方法 | |
| CN103980617B (zh) | 一种家电产品用玻纤增强阻燃聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN102391608B (zh) | 一种超高耐热阻燃abs组合物及其制备方法 | |
| CN103102669B (zh) | 耐热低烟无卤阻燃pc/abs合金材料及其制备方法 | |
| CN102532674B (zh) | 辐照交联耐油无卤阻燃电线及其制备方法 | |
| CN101130616A (zh) | 一种低烟无卤阻燃聚苯醚电线电缆料及其制备方法 | |
| CN102585479B (zh) | 一种耐磨无卤阻燃弹性体复合物及其制备方法 | |
| CN101805508B (zh) | 一种具有改善低温韧性的无卤阻燃聚苯醚组合物及其制备方法 | |
| CN102585428A (zh) | 一种柔性无卤阻燃聚苯醚电线电缆护套料及其制备方法 | |
| CN101121816B (zh) | 阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物及制法 | |
| CN104086943A (zh) | 一种具有优异表面的高光泽高黑度阻燃abs树脂及其制备方法 | |
| CN105038087A (zh) | 高抗撕无卤阻燃电动汽车电线电缆料及电线电缆生产方法 | |
| CN101323687A (zh) | 高效阻燃环保交联型塑料及其制作工艺 | |
| CN102827452A (zh) | 一种高耐热、高韧性阻燃abs组合物及其制备方法和应用 | |
| CN102516732A (zh) | 聚碳酸酯树脂/ abs合金及其制备方法 | |
| CN103819866A (zh) | 一种高性能永久抗静电阻燃abs材料及制备方法和应用 | |
| CN101161719B (zh) | 一种注塑级无卤阻燃电线插头专用料及其制备方法 | |
| CN103724968A (zh) | 一种高耐热高刚无卤阻燃耐刮擦pc-abs合金材料及其制备方法 | |
| CN105348630A (zh) | 一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料及其制备方法 | |
| CN109627568A (zh) | 聚烯烃电缆护套料及其制备方法 | |
| CN101157789B (zh) | 一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法 | |
| CN103509263B (zh) | 一种环保添加型聚乙烯阻燃母粒及其制备方法 | |
| CN106751336A (zh) | 一种高cti值的溴系阻燃hips材料及其制备方法 | |
| CN102731955B (zh) | 无卤阻燃耐高温弹性体插头料及其制备方法 | |
| CN104177751A (zh) | 一种电动汽车充电桩电缆用的改性tpe混合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |