CN101698731A - 无毒耐候热塑性弹性体材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无毒耐候热塑性弹性体材料，所述材料由如下重量份的原料经高速混料机混合制成：氯化聚乙烯20～100份，聚氯乙烯0～80份，增塑剂5～80份，稳定剂1～6份，润滑剂1～6份，抗氧化剂0.2～1份，阻燃剂1～10份，紫外线吸收剂0～1份和填料0～300份。本发明的弹性体材料，可以作为现有各类篷布覆膜材料的替代品，具有无毒、无味、耐老化、使用寿命长、对环境友好和成本低的优点，不仅具有突出的耐热性能，而且耐低温性能好，其低温脆性可达到-38℃，在北方的冬天可以正常使用。

Description

无毒耐候热塑性弹性体材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种无毒耐候热塑性弹性体材料，可用于制作篷布等的覆膜材料。

背景技术

各类车用、货用以及帐篷等用的篷布一般是由基布和表面覆膜组成，覆膜材料目前一般采用聚氯乙烯材料(PVC)，特殊功能的采用橡胶、聚氨酯塑料或四氟乙烯等材料。因PVC材料价格低廉，原料易得，加工工艺成熟，成为最通用的覆膜材料。但是，用PVC作覆膜材料的篷布存在如下问题：(1)PVC中的增塑剂迁移和挥发严重，不适合人居住；(2)易老化，使用寿命短；(3)对环境的破坏力大；(4)PVC覆膜材料的低温脆性为-25℃，当室外温度低于-25℃时，就不能使用了，因此在北方的冬天不适合使用。

在国外，PVC覆膜材料已经被淘汰，国外广泛使用的是聚氨酯(PU)覆膜材料，但是PU也是比较容易老化的材料，使用寿命短。而且聚氨酯本身价格很高，导致覆膜材料价格偏高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无毒耐候热塑性弹性体材料，作为现有篷布覆膜材料的替代品，具有无毒、无味、耐老化、耐候、耐低温和成本低的优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

无毒耐候热塑性弹性体材料，由如下重量份的原料混合制成：

氯化聚乙烯    20～100

聚氯乙烯      0～80

增塑剂        5～80

稳定剂        1～6

润滑剂        1～6

抗氧化剂        0.2～1

阻燃剂          1～10

紫外线吸收剂    0～1

填料            0～300

本发明采用的主要原料氯化聚乙烯是一种饱和橡胶，无毒无味，具有优良的耐热氧老化、臭氧老化、耐酸碱和耐化学药品性能。氯化聚乙烯中含有氯元素，本身具有阻燃性能，且有燃烧防滴下特性。而且氯化聚乙烯无毒，不含重金属及PAHS(PAHS是一种有致癌作用的多环芳烃)，完全符合环保要求。所述氯化聚乙烯的材料特征为：熔融热≤20J/g，邵氏硬度＜75A，拉伸强度≥6Mpa，伸长率≥600％。

所述聚氯乙烯为SG-5型。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、环氧大豆油(ESO)、季戊四醇酯和氯化石蜡中的一种或一种以上的混合物。DOP是通用型增塑剂，其增塑效率高，综合性能好。DOS为优良的耐寒型增塑剂，增塑效率高，挥发性低，既具有优良的耐寒性，又有较好的耐热性、耐光性和电绝缘性，DOS可以增加塑料制品的低温柔韧性，常与邻苯二甲酸酯类并用。DINP也是一种性能优良的通用型主增塑剂，挥发性、迁移性及无毒性均优，能赋予制品良好的耐光、耐热、耐老化和电绝缘性能。环氧大豆油是一种广泛使用的无毒、无味的增塑剂兼稳定剂，对光、热有良好的稳定作用，且相容性好、挥发性低以及迁移性小。使用环氧大豆油的塑料制品，不但其材料成本会有所降低，它的各项物理性能还有不同程度的提高，如加工性、耐热老化性和耐折性等。以上各种增塑剂要结合使用，可以使塑料树脂增加柔软性，改善加工性，减低熔融粘度，降低玻璃化温度。

所述稳定剂为稀土复合稳定剂、钙锌复合稳定剂或有机锡稳定剂，优先选择稀土稳定剂，此类稳定剂热稳定效率高，使用和后处理时不污染环境，又能大大提高产品加工过程的可操作性，稳定剂加入量过少，在混料和加工过程中以及产品使用中的耐热稳定性会很差，容易分解，而过量则会产生析出现象。

所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡或润滑剂G32-1，优先选择氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、石蜡或润滑剂G32-1，润滑剂也要结合使用，这样可以使产品在加工过程中内外润滑平衡、前期润滑和后期润滑平衡，提高材料在高温下的流动性。润滑剂用量过低会影响加工流动性，而用量过高，则会对机械性能和阻燃性能产生负面影响。

所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、特抗64和季戊四醇中的一种或一种以上。抗氧剂1010为高分子量受阻酚类抗氧剂，经常与辅助抗氧剂并用发挥协同效应，抗氧性能更佳。

所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、硼酸锌或氢氧化铝。氯化聚乙烯本身具有阻燃性能，加入锑系阻燃剂、氢氧化镁或氢氧化铝等阻燃剂后，阻燃效果更佳。

所述紫外线吸收剂为UV-9、UV-531和JC-568B的一种或两种，优先选择UV-9和JC-568B，UV-9是一种广谱紫外线吸收剂，具有吸收率高、无毒、无致畸作用和对光、热稳定性好等优点；JC-568B为光稳定剂，特点是光稳定效率高，加入量少，能有效延缓塑料制品的光、热、氧降解，对制品有较好的抗光、热、氧老化作用，为树脂及制品提供长效保护。

所述填料选自轻质活性碳酸钙、滑石粉和陶土中的一种或一种以上。轻质活性碳酸钙优先选择超细轻质活性碳酸钙，碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，还能提高制品的硬度，并提高制品的表面光泽和表面平整性。超细轻质活性碳酸钙对帐篷覆膜的透湿性有帮助；滑石粉优先选用超细滑石粉。

本发明中的助剂：润滑剂G32-1、抗氧剂1010、抗氧剂1076、特抗64、紫外线吸收剂UV-9、UV-531和JC-568B均为市售助剂产品。

将所述各种原料按所述重量份数称量好倒入高速混料机，启动混料机，高速搅拌，温度达到要求时低速搅拌，温度上升至规定温度放料至冷混机内，在冷混机内物料冷却后，放出物料，称量装袋。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明的弹性体材料，作为现有篷布覆膜材料的替代品，具有无毒、无味、耐老化、使用寿命长、对环境友好和成本低的优点，其热老化性能：在100℃热老化箱实验168h后：拉伸强度保留率≥80％，伸长率保留率≥96％；QUV光老化性能：在温度60℃辐照度0.68W/m²光照8h；温度50℃冷凝4h下保持144h后：拉伸强度保留率≥78％，伸长率保留率≥92％；

(2)本发明作为篷布覆膜材料，在性能方面也明显的优于常用的PVC覆膜材料，不仅具有突出的耐热性能和较好的耐候性能，而且耐低温性能好，其低温脆性可达到-38℃，在-38℃环境下不发脆，因此在北方的冬天可以正常使用。

具体实施方式

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。

实施例1、实施例2和实施例3的原料重量配比见表1。

表1

原料组分        实施例1(重量    实施例2(重量    实施例3(重量

                份)             份)             份)

氯化聚乙烯      80              100             22

聚氯乙烯SG-5型  20              0               78

增塑剂          9(4.5份DOP      10(7份DINP      75(28份DOP、

                和4.5份DOS)     和3份ESO)       40份氯化石蜡和

                                                7份环氧大豆油)

稳定剂          4(稀土复合稳    4(钙锌复合稳    2(有机锡稳定

                定剂)           定剂)           剂)

润滑剂          4(0.5份氧化聚   3.2(1份氧化聚   2.0(1份石蜡、

                乙烯蜡、1.5份石 乙烯蜡、1份石   0.5份聚乙烯蜡、

                蜡、1份硬脂酸钙 蜡、1.2份G32-1) 0.5份硬脂酸)

                和1份G32-1)

抗氧化剂        1(特抗64)       0.5(0.3份抗氧   0.8(0.4份抗氧

                                剂1010和0.2份   剂1010和0.4份

                                季戊四醇)       季戊四醇)

阻燃剂(三氧化二  3(三氧化二锑)  10(氢氧化镁)    5(硼酸锌)

锑)

紫外线吸收剂     0.2(UV-9)      0.2(0.1份       0.3(0.1份

                                JC-568B和0.1份  JC-568B和0.2

                                UV-9)           份UV-531)

填料             40(轻质活性碳  60(超细滑石     100(60份超细

                 酸钙)          粉)             轻质活性碳酸钙

                                                和40份陶土)

上述实施例1、实施例2和实施例3中的原料组分先经高速混料机预混，再用开炼机充分塑炼，获得本发明的弹性体材料样品1、样品2和样品3。

对样品1、样品2和样品3的弹性体材料进行性能测试，综合性能见表2，热合性能见表3，热老化性能见表4，光老化性能见表5。

表2

序号	检测项目	单位	样品1	样品2	样品3	试验方法
							1	邵氏硬度	A	70	66	78	GB/T2411-1980
2	拉伸强度≥	MPa	10.0	10.2	9.5	GB/T1040-2006
							3	断裂伸长率≥	％	300	394	262	GB/T1040-2006
4	氧指数	％	27	27	25	GB/T2406-1993
							5	低温脆性	℃	-40	-40	-38	GB/T1682-1994

表3

表4

表5

从表2、表3、表4和表5可以看出，本发明的无毒耐候弹性体材料，不仅综合性能优良，而且其热合性能、热老化和光老化性能优良。

本发明的产品无毒耐候热塑性弹性体材料呈粉状，基本颜色为白色，根据用户或制品需要，可添加颜料加工成适合或需要的颜色产品。

本发明无毒耐候弹性体材料用于制作覆膜材料时不需要专用的压延设备，可以与PVC覆膜材料的生产使用同样的设备，容易实现工业化生产。

Claims (10)

1.无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述材料由如下重量份的原料混合制成：

氯化聚乙烯      20～100，

聚氯乙烯        0～80，

增塑剂          5～80，

稳定剂          1～6，

润滑剂          1～6，

抗氧化剂        0.2～1，

阻燃剂          1～10，

紫外线吸收剂    0～1，

填料            0～300。

2.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述氯化聚乙烯的材料特征为：熔融热≤20J/g，邵氏硬度＜75A，拉伸强度≥6Mpa，伸长率≥600％。

3.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述聚氯乙烯为SG-5型。

4.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环氧大豆油、季戊四醇酯和氯化石蜡中的一种或一种以上。

5.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述稳定剂为稀土复合稳定剂、钙锌复合稳定剂或有机锡稳定剂。

6.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡或润滑剂G32-1。

7.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、特抗64和季戊四醇中的一种或一种以上。

8.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、硼酸锌或氢氧化铝。

9.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述紫外线吸收剂为UV-9、UV-531和JC-568B的一种或两种。

10.如权利要求1所述的无毒耐候热塑性弹性体材料，其特征在于所述填料选自轻质活性碳酸钙、滑石粉和陶土中的一种或一种以上。