CN102321346A - 一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种可辐照交联耐高温聚酯弹性体材料，其是由下述重量配比的物质组成：聚酯弹性体树脂100份、无卤阻燃剂30-50份、阻燃协效剂5-10份、交联敏化剂0.5-2.5份、抗氧剂0.5-5份、光稳定剂0.5-2.5份，抗水解剂0.2-1.5份。所述的聚酯弹性体是以结晶性高熔点嵌段为硬段，以玻璃化转变温度较低的无定形嵌段为软段的多嵌段共聚物。所述的抗氧剂，是胺类抗氧剂、酚类抗氧剂、酯类抗氧剂，作为抗氧剂，可以单独或组合使用，由此增强耐热性和抗氧化特性。本发明的一种可辐照交联耐高温聚酯弹性体材料具有耐高温，特别耐过载能力、耐油耐化学性优异、抗张强度高、柔韧性好，还特别改善了耐水解性，且制备工艺简单实用。

Description

一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料及其制备方法。
背景技术
聚酯弹性体材料的已广泛应用于航天、航空、舰船、汽车、石油平台、轨道交通等线缆的绝缘或护套，均为非交联热塑性材料，是由于没有选择和使用合适的基材和配合体系而无法实现交联，而使其性能大大降低，使用范围受到限制，特别在耐受高温、抗过载能力、耐油、耐化学性能、耐水解性能、强度和韧性方面是比较差的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：克服现有的聚酯弹性体材料不能耐高温，特别耐过载能力、耐油、耐化学性能差、强度和韧性较低的问题，提供一种耐高温，特别耐过载能力、耐油耐化学性优异、抗张强度高、柔韧性好，还特别改善了耐水解性，且制备工艺简单实用的可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其包括以下重量配比的主要组分：
聚酯弹性体    100份；
无卤阻燃剂    30-50份；
阻燃协效剂    0-20份；
抗氧剂        0.5-5份；
交联敏化剂    0.5-2.5份；
光稳定剂      0.5-2.5份；
抗水解剂      0.2-1.5份；
所述的聚酯弹性体的通常为聚醚嵌段和聚酯嵌段交替排列构成的多嵌段共聚物，其中聚酯嵌段是结晶性高熔点的硬段，聚醚嵌段是玻璃化转变温度较低无定形的软段。邵氏硬度在65A-90D，熔点在150℃-230℃，熔融指数(MI)＝1-15g/10min。
所述的抗氧剂是胺类抗氧剂、酚类抗氧剂、酯类抗氧剂，作为抗氧剂，可以单独或组合使用，由此增强耐热性和抗氧化特性。
所述的胺类抗氧剂是以下物质中的一种或组合使用：对异丙氧基二苯胺；4，4′-双(α，α二甲基苄基)二苯胺；羟基苯基丙酰胺；羟基苄基三嗪；N，N-双(1，4-二甲基戊基)对苯二胺；N，N-二-β-萘基对苯二胺；N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺；2，2，4-三甲基1，2二氢化喹啉聚和体；所述的酚类抗氧剂是以下物质中的一种或组合使用：1-羟基-3-甲基-4-异丙基苯；2，4，6-三叔丁基苯酚；所述的酯类抗氧剂是以下物质中的一种或组合使用：β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯；四[3-(3′，5′-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯；二亚磷酸季戊四醇酯；硫代二丙酸二月桂酯；β，β′-硫代二丁酸十八酯；亚磷酸三苯酯；三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯；
所述的无卤阻燃剂是纳米级有机硅烷处理Mg(OH)2燃剂和纳米级有机硅烷处理Al(0H)3阻燃剂中的一种或组合使用；所述的阻燃协效剂均为以下纳米级有机硅烷处理物质中的一种或组合使用：硼酸锌、硅酸镁、滑石粉、蒙脱土、红磷。
所述的交联敏化剂是以下物质中的一种或组合使用：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯；
所述的光稳定剂是以下物质中的一种或组合使用：水杨酸苯酯、2，4-二羟基二苯甲酮、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、2，4，6-三(2′，4′-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪、炭黑、氧化锌。
所述的抗水解剂为水解抑制剂，可以有效地阻止材料性能降低，可以使用诸如芳族碳化二亚胺的单体或聚合体材料，可以单独或组合使用。
本发明还进一步提出一种上述可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1：按照相对重量比将聚酯弹性体树脂100份、无卤阻燃剂30-50份、阻燃协效剂5-10份、交联敏化剂0.5-2.5份、抗氧剂0.5-5份、光稳定剂0.5-2.5份，抗水解剂0.2-1.5份，在50-60℃下充分捏合均匀；
步骤2：将步骤1混合均匀的物质采用双阶螺杆在180℃-230℃温度区间内挤出拉条、水冷、风干、切粒；
步骤3：将上述料粒在180℃-230℃温度下挤成电线；
步骤4：将上述管材经电子加速器辐照，辐照剂量为5-8MRad；
本发明具有以下显著效果：本发明一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料的基材是所述的聚酯弹性体，使用该材料制成的电线经辐照交联后，使电线的工作温度，可以达到150℃级(空气热老化满足180℃×168h)，低温耐受温度可达-60℃，且抗张强度和伸长率均很优异、柔韧性优良、制备工艺简单实用，适合工业化生产和使用。
具体实施方式
本发明提出一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其是由下述重量配比的物质组成：
聚酯弹性体    100份；
抗氧剂        0.5-5份；
无卤阻燃剂    30-50份；
阻燃协效剂    5-10份；
交联敏化剂    0.5-2.5份；
光稳定剂      0.5-2.5份；
抗水解剂      0.2-1.5份；
上述材料均为市售。
下面通过制备实施例来进一步阐述本发明的技术方案。
实施例1
将聚酯弹性体基材(熔融指数MI＝5.5，熔融温度185℃)80Kg；氢氧化镁16Kg；硼酸锌6.4Kg；2，4，6-三(2′，4′-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪400g；4，4′-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺(KY-405)800g；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯800g；碳化二亚胺400g。[换算后，该配比如下
聚酯弹性体基材                    100份；
抗氧剂(4，4′-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺(KY-405))     1份；
无卤阻燃剂(Mg(OH)2)                                    20份；
阻燃协效剂(硼酸锌)                                     8份；
多官能团丙烯酸酯反应单体(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)       1份；
光稳定剂(2，4，6-三(2′，4′-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪) 0.5份；
抗水解剂(碳化二亚胺)                                   0.5份]
按重量组分配合好，在50℃-60℃的高速捏合机中以60-120rpm/min的速度混合均匀，然后在180℃-230℃的温度下经双阶螺杆挤出拉条，水冷，风干，切粒。将该粒料在螺杆压长径比25∶1，缩比为3∶1的Φ45挤塑机上挤成电线，各区温度为180℃、190℃、200℃、210℃、模口温度为225℃-230℃。然后将该电线经过电子束辐照，辐照剂量为5MRad，再经成盘包装成为成品电线。
电线结构如下：
Figure BSA00000558090100041
实施例2
将聚酯弹性体基材(熔融指数MI＝8.5，熔融温度190℃)80Kg；氢氧化铝40Kg；硼酸锌10Kg；红磷2Kg；碳黑1.6kg；N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺(防老剂4020)2kg；2，2，4-三甲基-1，2二氢化喹啉聚和体(防老剂RD)2.8kg；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2.4kg；碳化二亚胺1.2kg[换算后，该配比如下
聚酯弹性体基材                                      100份；
抗氧剂(N-(1，3-二甲基丁基升N-苯基对苯二胺(防老剂4020)和2，2，4-三甲基-1，2二氢化喹啉聚和体(防老剂RD))                6份；
无卤阻燃剂(Al(OH)3)                                 50份；
阻燃协效剂(硼酸锌、红磷)                            15份；
多官能团丙烯酸酯反应单体(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)    3份；
光稳定剂(碳黑)                2份；
抗水解剂(碳化二亚胺)          1.5份]
其它同实例1。
辐照剂量为6MRad。
实施例3
将聚酯弹性体基材(熔融指数MI＝5.5，熔融温度185℃)80Kg；氢氧化镁20Kg；氢氧化铝10Kg；硅酸镁8kg；红磷6.4kg；硼酸锌1.6kg；炭黑2kg；2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑(UV-5411)400g；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯1kg；四[3-(3′，5′-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)2kg；三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(防老剂168)1kg；碳化二亚胺1.5kg；[换算后，该配比如下：
聚酯弹性体基材                                      100份；
抗氧剂(四[3-(3′，5′-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(防老剂168))          3.75份；
无卤阻燃剂(Mg(OH)2、Al(OH)3)                        37.5份；
[0062]阻燃协效剂(硅酸镁、红磷、硼酸锌)                    20份；
多官能团丙烯酸酯反应单体(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)    1.25份；
光稳定剂(碳黑、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑(UV-5411))3份；
抗水解剂(碳化二亚胺)                                1.5份]
其它同实例1。
辐照剂量为8MRad。
实施例1-3性能见下表。
Figure BSA00000558090100051
Figure BSA00000558090100061
由上表可知，本发明实施例1-3的可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料性能优异，为制作高性能、高耐热、柔韧性好，表面光滑，圆整的电线提供了可靠的保证。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施，并具有所述良好效果。

Claims (9)

1.一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其包括以下重量配比的组分：
聚酯弹性体    100份；
无卤阻燃剂    30-50份；
阻燃协效剂    0-20份；
抗氧剂        0.5-5份；
交联敏化剂    0.5-2.5份；
光稳定剂      0.5-2.5份；
抗水解剂      0.2-1.5份；
2.权利要求1所述的一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其特征在于：所述的聚酯弹性体的通常为聚醚嵌段和聚酯嵌段交替排列构成的多嵌段共聚物，其中聚酯嵌段是结晶性高熔点的硬段，聚醚嵌段是玻璃化转变温度较低无定形的软段。邵氏硬度在65A-90D，熔点在150℃-230℃，熔融指数(MI)＝1-15g/10min。
3.权利要求1所述的一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其特征在于：所述的抗氧剂是胺类抗氧剂、酚类抗氧剂、酯类抗氧剂，作为抗氧剂，可以单独或组合使用，由此增强耐热性和抗氧化特性。
4.权利要求1所述的一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其特征在于：所述的胺类抗氧剂是以下物质中的一种或组合使用：对异丙氧基二苯胺；4，4′-双(α，α二甲基苄基)二苯胺；羟基苯基丙酰胺；羟基苄基三嗪；N，N-双(1，4-二甲基戊基)对苯二胺；N，N-二-β-萘基对苯二胺；N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺；2，2，4-三甲基1，2氢化喹啉聚和体；所述的酚类抗氧剂是以下物质中的一种或组合使用：1-羟基-3-甲基-4-异丙基苯；2，4，6-三叔丁基苯酚；所述的酯类抗氧剂是以下物质中的一种或组合使用：β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯；四[3-(3′，5′-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯；二亚磷酸季戊四醇酯；硫代二丙酸二月桂酯；β，β′-硫代二丁酸十八酯；亚磷酸三苯酯；三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯；
5.权利要求1所述的一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其特征在于：所述的无卤阻燃剂是纳米级有机硅烷处理Mg(OH)2燃剂和纳米级有 机硅烷处理Al(OH)3阻燃剂中的一种或组合使用；所述的阻燃协效剂均为以下纳米级有机硅烷处理物质中的一种或组合使用：硼酸锌、硅酸镁、滑石粉、蒙脱土、红磷。
6.权利要求1所述的一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其特征在于：所述的交联敏化剂是以下物质中的一种或组合使用：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯；
7.权利要求1所述的一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其特征在于：所述的光稳定剂是以下物质中的一种或组合使用：水杨酸苯酯、2，4-二羟基二苯甲酮、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、2，4，6-三(2′，4′-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪、炭黑、氧化锌。
8.权利要求1所述的一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其特征在于：所述的抗水解剂为水解抑制剂，可以有效地阻止材料性能降低，可以使用诸如芳族碳化二亚胺的单体或聚合体材料，可以单独或组合使用。
9.权利要求1所述的一种可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料，其特征在于：本发明还进一步提出一种上述可辐照交联耐高温无卤阻燃聚酯弹性体材料的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1：按照相对重量比将聚酯弹性体树脂100份、无卤阻燃剂30-50份、阻燃协效剂5-10份、交联敏化剂0.5-2.5份、抗氧剂0.5-5份、光稳定剂0.5-2.5份，抗水解剂0.2-1.5份，在50-60℃下充分捏合均匀；
步骤2：将步骤1混合均匀的物质采用双阶螺杆在180℃-230℃温度区间内挤出拉条、水冷、风干、切粒；
步骤3：将上述料粒在180℃-230℃温度下挤成电线；
步骤4：将上述管材经电子加速器辐照，辐照剂量为5-8MRad。
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