CN101875773A - 无卤阻燃聚苯醚插头料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无卤阻燃聚苯醚插头料及其制备方法，本发明的无卤阻燃聚苯醚插头料按重量百分比由下述原料制成：聚苯醚25～50％、热塑性弹性体30～55％、无卤阻燃剂5～15％、增塑剂5～15％、抗氧剂0.2～0.4％和加工助剂0.5～2％。按上述重量百分比称取各原料后，混合均匀，经双螺杆机熔融挤出，造粒。本发明的方法工艺简单，成本低廉，得到的无卤阻燃聚苯醚插头料具有力学性能高、尺寸稳定、耐温高、电绝缘性能优良、阻燃性好的特点。

Description

无卤阻燃聚苯醚插头料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地说，涉及一种无卤阻燃聚苯醚插头料及其制备方法。

背景技术

传统的插头料采用软质PVC或阻燃TPE作为原料，随着市场对材料的环保要求越来越高，PVC插头料的市场缩小，逐渐被无卤插头料所替代，无卤TPE材料是开发的替代软质PVC的无卤插头料，在替代软质PVC材料用于插头料的同时，它亦有很大的缺陷，如耐温低，力学性能差、阻燃效果不理想等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种耐热性高、阻燃效果好、力学性能高、电性能优良、尺寸稳定的无卤阻燃聚苯醚插头料。

本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种无卤阻燃聚苯醚插料料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无卤阻燃聚苯醚插头料，其组成按重量百分比为：

聚苯醚                25～50％

热塑性弹性体          30～55％

无卤阻燃剂            5～15％

增塑剂                5～15％

抗氧剂                0.2～0.4％

其它助剂              0.5～2％。

在本发明所述的无卤阻燃聚苯醚插头料中，所述聚苯醚(简称PPO)为特性粘度38～47dl/g的聚苯醚。

在本发明所述的无卤阻燃聚苯醚插头料中，所述热塑性弹性体为邵氏硬度45～75A的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(简称SEBS)。

在本发明所述的无卤阻燃聚苯醚插头料中，所述无卤阻燃剂为磷系阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)(简称BDP)。

在本发明所述的无卤阻燃聚苯醚插头料中，所述增塑剂为磷系阻燃增塑剂磷酸三苯酯(简称TPP)。

在本发明所述的无卤阻燃聚苯醚插头料中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按重量比1∶0.5～1.5复配得到，优选为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯按重量比1∶0.5～1.5复配得到。其中，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯作为主抗氧剂，三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯作为辅抗氧剂使用。

在本发明所述的无卤阻燃聚苯醚插头料及其制备方法中，所述其它助剂包括润滑剂或脱模剂。

一种无卤阻燃聚苯醚插头料的制备方法，包括以下步骤：

①按上述重量百分比称取热塑性弹性体和无卤阻燃剂，混合均匀；

②按上述重量百分比称取其它原料，与步骤①中得到的混合物一起混合均匀；

③将步骤②中得到的混合原料加入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒，工艺如下：双螺杆挤出机一区温度220～230℃，二区温度230～240℃，三区温度240～250℃，四区温度240～245℃，机头235～245℃，停留时间2～3min，压力为12～18MPa。

本发明的无卤阻燃聚苯醚插头料，使用的原料均符合环保卫生要求，制得的材料与人体接触不会造成任何对人体有害的物质，并且，制得的材料具有力学性能高、尺寸稳定、耐温高、电绝缘性能优良、阻燃性好的优点。

本发明的无卤阻燃聚苯醚插头料的制备方法，工艺简单，成本低廉。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

在下述实施例中，聚苯醚为蓝星化工生产，商品牌号LXR040；SEBS选用科腾生产的布氏粘度1800和4200线性高分子量SEBS进行复配，商品牌号分别为SEBS-G1652M和SEBS-G1657M；BDP选用磷含量8.9％的，如浙江恒桥生产，商品牌号693；TPP选用白色薄片状，分子量326的，如德国朗盛生产；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，选用Ciba公司生产，商品牌号分别为Irganox1010和Irganox168；润滑剂或脱模剂选用硅酮母粒，如德固赛(Degussa)生产的，商品牌号E525。

实施例1：

按29％的SEBS-G1657M(以下均为重量百分比)、14％的SEBS-G1652M、15％的BDP 693的比例称取上述原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按25％的聚苯醚、15％的TPP、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、1.6％的E525的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：220℃；二区：235℃；三区：245℃；四区：240℃；机头：240℃；停留时间2.5min，压力为14MPa。

实施例2：

按26％的SEBS-G1657M(以下均为重量百分比)、12％的SEBS-G1652M、10％的BDP 693的比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按38％的聚苯醚、12％的TPP、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、1.6％的E525的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：220℃；二区：235℃；三区：245℃；四区：240℃；机头：240℃；停留时间2.5min，压力为14MPa。

实施例3：

按23％的SEBS-G1657M(以下均为重量百分比)、10％的SEBS-G1652M、5％的BDP 693的比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按50％的聚苯醚、10％的TPP、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、1.6％的E525的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：220℃；二区：235℃；三区：245℃；四区：240℃；机头：240℃；停留时间2.5min，压力为14MPa。

实施例4：

按20％的SEBS-G1657M(以下均为重量百分比)、10％的SEBS-G1652M、10％的BDP693的比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按44.3％的聚苯醚、15％的TPP、0.08％的抗氧剂1010、0.12％的抗氧剂168、0.5％的E525的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：225℃；二区：230℃；三区：240℃；四区：240℃；机头：235℃；停留时间2min，压力为12MPa。

实施例5：

按37％的SEBS-G1657M(以下均为重量百分比)、18％的SEBS-G1652M、5％的BDP 693的比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按32.7％的聚苯醚、5％的TPP、0.2％的抗氧剂1010、0.1％的抗氧剂168、2.0％的E525的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：230℃；二区：240℃；三区：250℃；四区：245℃；机头：245℃；停留时间3min，压力为18MPa。

对比例1：

按38％的PVC粉SG-1型(以下均为重量百分比)24％的DOP增塑剂、5％的氯化石蜡的比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按20％的碳酸钙、5％的CPE、4％的钙锌稳定剂、3％的有机锡稳定剂、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、0.6％的润滑剂的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：140℃；二区：170℃；三区：170℃；四区：165℃；机头：170℃；停留时间2.5min，压力为12MPa

对比例2：

按41％的PVC粉SG-1型(以下均为重量百分比)21％的DOP增塑剂、5％的氯化石蜡的比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按20％的碳酸钙、5％的CPE、4％的钙锌稳定剂、3％的有机锡稳定剂、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、0.6％的润滑剂的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：140℃；二区：170℃；三区：170℃；四区：165℃；机头：170℃；停留时间2.5min，压力为12MPa

对比例3：

按44％的PVC粉SG-1型(以下均为重量百分比)18％的DOP增塑剂、5％的氯化石蜡的比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按20％的碳酸钙、5％的CPE、4％的钙锌稳定剂、3％的有机锡稳定剂、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、0.6％的润滑剂的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：140℃；二区：170℃；三区：170℃；四区：165℃；机头：170℃；停留时间2.5min，压力为12MPa

对比例4：

按39％的POE(以下均为重量百分比)20％的EVA、30％的无卤阻燃剂比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按10％的氢氧化镁阻燃剂、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、0.6％的润滑剂的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：150℃；二区：175℃；三区：180℃；四区：170℃；机头：180℃；停留时间2.5min，压力为12MPa

对比例5：

按37％的POE(以下均为重量百分比)20％的EVA、26％的无卤阻燃剂比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按16％的氢氧化镁阻燃剂、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、0.6％的润滑剂的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：150℃；二区：175℃；三区：180℃；四区：170℃；机头：180℃；停留时间2.5min，压力为12MPa

对比例6：

按37％的POE(以下均为重量百分比)20％的EVA、22％的无卤阻燃剂比例称取上述各原料加入搅拌器，搅拌均匀，再按20％的氢氧化镁阻燃剂、0.2％的抗氧剂1010、0.2％的抗氧剂168、0.6％的润滑剂的比例称取剩余各原料，加入搅拌器搅拌均匀。将混合好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆机各加温区温度设置分别为：一区温度：150℃；二区：175℃；三区：180℃；四区：170℃；机头：180℃；停留时间2.5min，压力为12MPa

性能测试：

拉伸强度按GB/T 1040标准进行测试，试样类型为II型试样，样条尺寸(mm)：115(长)×(6±0.4)(中间平行部分宽度)×2(厚度)，拉伸速度为200mm/min；撕裂强度按GB/T 1040标准进行测试，试样类型为II型试样，样条尺寸(mm)：115(长)×(6±0.4)(中间平行部分宽度)×2(厚度)，拉伸速度为50mm/min；硬度按GB/T 2411标准进行测试，试验类型为邵氏A型硬度计测试，试样尺寸(mm)：(50±2)×(50±0.2)×(6±0.2)；阻燃性采用UL94垂直燃烧标准进行测试，试样尺寸(mm)：125(长)×13(宽)×1.5(厚度)；介电损耗采用GB-T1693-1981标准进行测试，测试条件为1MHz。

测试结果如表1所示。

表1不同插头料的性能测试结果

可以看出，无卤阻燃聚苯醚插头料的力学性能好、阻燃性能优良、介电损耗小、撕裂强度高。在相同硬度下，以70A为例，传统的TPE和PVC插头料拉伸强度大概为5-6MPa，而聚苯醚插头料高达8.2MPa，撕裂强度更是明显高于TPE和PVC插头料，阻燃稳定性方面聚苯醚插头料与PVC插头料相近，比TPE插头料阻燃性稳定，实际使用环境下聚苯醚插头料的耐温性要明显高于PVC和TPE，安全系数高，可延长材料使用寿命。

以上对本发明所提供的一种无卤阻燃聚苯醚插头料及其制备方法进行了详细介绍。本发明应用了具有代表性的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，但是，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种无卤阻燃聚苯醚插头料，其特征在于，按重量百分比由下述原料制成：

聚苯醚         25～50％

热塑性弹性体   30～55％

无卤阻燃剂     5～15％

增塑剂         5～15％

抗氧剂         0.2～0.4％

加工助剂       0.5～2％。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚插头料，其特征在于，所述聚苯醚为特性粘度38～47dl/g的聚苯醚。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚插头料，其特征在于，所述热塑性弹性体为邵氏硬度45～75A的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚插头料，其特征在于，所述无卤阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)。

5.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚插头料，其特征在于，所述增塑剂为磷酸三苯酯。

6.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚插头料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按重量比1∶0.5～1.5复配得到。

7.根据权利要求6所述的无卤阻燃聚苯醚插头料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯按重量比1∶0.5～1.5复配得到。

8.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚插头料及其制备方法，其特征在于，所述其它助剂包括润滑剂和/或脱模剂。

9.一种无卤阻燃聚苯醚插头料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①称取上述权利要求1～8任一项所述的热塑性弹性体和无卤阻燃剂，混合均匀；

②称取上述权利要求1～8任一项所述的其它原料，与步骤①中得到的混合物一起混合均匀；

③将步骤②中得到的混合原料加入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒，工艺如下：双螺杆挤出机一区温度220～230℃，二区温度230～240℃，三区温度240～250℃，四区温度240～245℃，机头235～245℃，停留时间2～3min，压力为12～18MPa。