CN102321285A - 柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料，其特征在于：其基本配方及质量百分比为：弹性体树脂：50％～60％、膨胀型阻燃剂：25％～35％、阻燃协效剂：1.5％～3.0％、相容剂：5.0％～10％、表面改性剂：0.4％～0.6％、抗滴落剂：0.1％～0.3％、抗氧剂：0.4％～0.7％、润滑剂：1.2％～1.5％和其他助剂：2.0％～3.0％，所述的弹性体树脂为聚烯烃热塑性弹性体、三元乙丙橡胶、聚丙烯弹性体中的一种或任意组合。

Description

柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料及其制备方法。

背景技术

聚合物改性材料的大量应用，为人类生产和生活带来利益的同时，也因为其易燃烧性而给人民生命财产的安全带来了很大的隐患。而在众多的火灾中，电线线缆常扮演着火源和导火线的角色，使火灾迅速扩大蔓延。目前国内在解决电线电缆的阻燃问题上大多采用阻燃聚氯乙烯(PVC)改性料作为外被层，这是因为PVC不但价格低廉，加工简单，而且由于含卤素的缘故使得它原本就具有一定的阻燃性能。然而卤系阻燃材料在燃烧时会产生大量的烟和有毒且具有腐蚀性的气体，可导致单纯由火所不能引起的对金属物件的腐蚀及对人体呼吸道和其他器官造成危害的严重缺点。曾有研究表明，火灾事故的死亡原因中，85％以上与材料产生的浓烟和有毒气体有关。

在追求环保、安全阻燃剂的大环境下，无机阻燃材料作为一种无卤系阻燃材料，因其有效地克服了卤系阻燃材料的缺点而引起了人们的普遍关注。无机阻燃材料的最大优点是低毒、低烟、低腐蚀、且价格低廉。近年来，国内外电线电缆外被料市场上陆续推出了一些新型的无机阻燃聚合物材料品种，使无机阻燃电缆料得到更为广泛的应用。然而由于铝镁基等无机阻燃剂阻燃效率低，需添加60％以上才能达到期望的阻燃效果。这样给阻燃剂的分散、材料加工成型和主要的机械性能等带来了一系列的问题，同时硬度也达到了邵氏95A以上，很难满足一些高端柔软通讯电缆、光纤光缆对材料的指标要求。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是：针对现有的问题，提供一种。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料，其基本配方及质量百分比为：

弹性体树脂：50％～60％

膨胀型阻燃剂：25％～35％

阻燃协效剂：1.5％～3.0％

相容剂：5.0％～10％

表面改性剂：0.4％～0.6％

抗滴落剂：0.1％～0.3％

抗氧剂：0.4％～0.7％

润滑剂：1.2％～1.5％

其他助剂：2.0％～3.0％，

所述的弹性体树脂为聚烯烃热塑性弹性体、三元乙丙橡胶、聚丙烯弹性体中的一种或任意组合。

本发明中所述的膨胀性阻燃剂为改性聚磷酸铵与一种三嗪系高分子成炭发泡剂以3∶1～4∶1(质量比)复配而成，具有非常高的阻燃效率。

在本发明中所述的阻燃协效剂为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、二氧化硅、二氧化钛、纳米蒙脱土中的一种或多种组合，3A分子筛为钾A分子筛、4A分子筛为钙A分子筛、5A分子筛为钠A分子筛。

在本发明中所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚烯烃热塑性弹性体、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油脂中的一种或多种组合，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物与塑料有良好的相容性，并且在加工过程中的稳定性优异。

所述的柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料的制备方法，采用如下的制备工艺：

原材料的预处理：将膨胀型阻燃剂中的两组分分别进行超细粉碎并进行高速混合及表面改性处理得预混料A和B；将抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂一起与基体树脂进行均混得到预混料C；

原材料的计量：采用失重计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、B、C及其他辅料输入至挤出系统中；

混炼加工：采用BUSS往复式混炼机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工，加工温度为：进料段：130℃～140℃；塑化段：160℃～170℃；计量段：150℃～160℃；模头温度：160℃～170℃；在塑化段采用强剪切的螺杆组合以利于多组分的分散和分布；

造粒：采用风冷热切或水冷拉条切粒，保证粒子为￠3×3mm柱状颗粒，且要求粒子表面光滑，色泽均一，端面密实无气孔，无杂质、无黑点。

有益效果：1、本发明中采用的膨胀型阻燃剂为一种三嗪系高分子成炭发泡剂和改性多聚磷酸铵以一定比例复配而成的混合物，具有非常高的阻燃效率；2、本发明采用的多种阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂进行复配使用，进一步提升了阻燃体系的阻燃效率，同时也使得材料燃烧的发烟量大大降低；3、本发明中基体树脂经过多次优化后，相互间能达到很好的相容性，同时还可以满足柔软、耐环境应力开裂和耐热性能的要求；4、本发明采用先进的生产设备，对提高材料内各组分的分散和分布混合效果，保证材料内部组分的均一性、稳定性都是非常有利的。

具体实施方式

实例一：

弹性体树脂：52％

膨胀型阻燃剂：32％

阻燃协效剂：2.4％

相容剂：8.5％

表面改性剂：0.6％

抗滴落剂：0.2％

抗氧剂：0.5％

润滑剂：1.3％

其他助剂：2.5％

原材料的预处理：将膨胀型阻燃剂中的两组分分别进行超细粉碎并进行高速混合及表面改性处理得预混料A和B；将抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂一起与基体树脂进行均混得到预混料C；

原材料的计量：采用失重计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、B、C及其他辅料输入至挤出系统中；

混炼加工：采用BUSS往复式混炼机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工，加工温度为：进料段：130℃～140℃；塑化段：160℃～170℃；计量段：150℃～160℃；模头温度：160℃～170℃；在塑化段采用强剪切的螺杆组合以利于多组分的分散和分布；

造粒：采用风冷热切或水冷拉条切粒，保证粒子为￠3×3mm柱状颗粒，且要求粒子表面光滑，色泽均一，端面密实无气孔，无杂质、无黑点。

其性能测试结果如下：

实例二：

弹性体树脂：54％

膨胀型阻燃剂：31％

阻燃协效剂：2.5％

相容剂：7.0％

表面改性剂：0.5％

抗滴落剂：0.3％

抗氧剂：0.5％

润滑剂：1.4％

其他助剂：2.8％

原材料的预处理：将膨胀型阻燃剂中的两组分分别进行超细粉碎并进行高速混合及表面改性处理得预混料A和B；将抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂一起与基体树脂进行均混得到预混料C；

原材料的计量：采用失重计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、B、C及其他辅料输入至挤出系统中；

混炼加工：采用BUSS往复式混炼机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工，加工温度为：进料段：130℃～140℃；塑化段：160℃～170℃；计量段：150℃～160℃；模头温度：160℃～170℃；在塑化段采用强剪切的螺杆组合以利于多组分的分散和分布；

造粒：采用风冷热切或水冷拉条切粒，保证粒子为￠3×3mm柱状颗粒，且要求粒子表面光滑，色泽均一，端面密实无气孔，无杂质、无黑点。

其性能测试结果如下：

Claims (5)

1.一种柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料，其特征在于：其基本配方及质量百分比为：

弹性体树脂：50％～60％

膨胀型阻燃剂：25％～35％

阻燃协效剂：1.5％～3.0％

相容剂：5.0％～10％

表面改性剂：0.4％～0.6％

抗滴落剂：0.1％～0.3％

抗氧剂：0.4％～0.7％

润滑剂：1.2％～1.5％

其他助剂：2.0％～3.0％，

所述的弹性体树脂为聚烯烃热塑性弹性体、三元乙丙橡胶、聚丙烯弹性体中的一种或任意组合。

2.如权利要求1所述的柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料，其特征在于：所述的膨胀性阻燃剂为改性聚磷酸铵与一种三嗪系高分子成炭发泡剂以质量比3∶1～4∶1复配而成。

3.如权利要求1所述的柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料，其特征在于：所述的阻燃协效剂为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、二氧化硅、二氧化钛、纳米蒙脱土中的一种或多种组合。

4.如权利要求1所述的柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料，其特征在于：所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚烯烃热塑性弹性体、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油脂中的一种或多种组合。

5.如权利要求1所述的柔软型低烟无卤阻燃弹性体改性材料的制备方法，其特征在于：采用如下的制备工艺：

原材料的预处理：将膨胀型阻燃剂中的两组分分别进行超细粉碎并进行高速混合及表面改性处理得预混料A和B；将抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂一起与基体树脂进行均混得到预混料C；

原材料的计量：采用失重计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、B、C及其他辅料输入至挤出系统中；

混炼加工：采用BUSS往复式混炼机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工，加工温度为：进料段：130℃～140℃；塑化段：160℃～170℃；计量段：150℃～160℃；模头温度：160℃～170℃；在塑化段采用强剪切的螺杆组合以利于多组分的分散和分布；

造粒：采用风冷热切或水冷拉条切粒，保证粒子为￠3×3mm柱状颗粒，且要求粒子表面光滑，色泽均一，端面密实无气孔，无杂质、无黑点。