CN102816405A - 一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法，该低烟无卤阻燃热塑性弹性体的重量百分比组成包括：苯乙烯系弹性体10~40%，聚苯醚树脂10~30%，聚烯烃化合物10~30%，氮系阻燃剂10~30%，软化油10~40%，矿土2~5%，有机硅化合物2~5%，非阻燃添加剂5%以下，制备方法是将搅拌并混合均匀的各种原料放入到双螺杆挤出机中进行熔融捏合并挤出，对挤出机模头挤出的熔融输出物进行冷却，制成粒料。本发明低烟无卤阻燃热塑性弹性体的综合性能能与添加氮-磷膨胀型阻燃剂的聚合物体系相媲美，同时降低了发烟量，并有效解决了对生态环境影响的问题，且回收利用率高，具有一定的经济效益和社会效益，可广泛应用于汽车、建筑、电子或电气用线材等无卤阻燃领域；本发明低烟无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法简单，生产效率高。
Description
技术领域
本发明属于热塑性高分子材料技术领域，具体涉及一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性弹性体，又称人造橡胶或合成橡胶，是一种新型有机高分子合成材料，具有高弹、耐老化、耐油、耐磨、环保等各项优异性能，已成为替代传统橡胶的最新材料。阻燃剂是用于改善热塑性弹性体阻燃性的特殊化工助剂，添加了阻燃剂的热塑性弹性体，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。
阻燃剂一般分为卤系阻燃剂和无卤阻燃剂。卤系阻燃剂成本低、阻燃效率高，但是卤系阻燃剂燃烧时会产生大量有毒的腐蚀性气体，对环境造成二次污染，危害人体健康和环境保护，也不符合欧盟RoHS的要求，因此卤系阻燃剂的使用范围受到越来越严格的限制。基于上述考虑，采用无卤阻燃剂已是新的发展趋势。目前，氢氧化镁、氢氧化铝是一类应用广泛的起减烟、抑烟、阻燃作用的重要的环境友好型无卤阻燃剂，但实际应用中也存在一些不足：如添加量大，与聚合物的相容性差，影响聚合物基体树脂的力学性能和加工性能等。
目前虽报道有表面改性的氢氧化镁、氢氧化铝系列产品，但仍存在添加量较大，影响产品加工性能等问题，限制其应用。例如2010年1月20日公开的公开号为CN101629007A的中国发明专利申请公开了一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体复合材料及其制备方法，使用表面改性的氢氧化镁，添加的氢氧化镁含量为30~46%，阻燃剂总添加量达到38.5~50%，具有良好的阻燃性能和力学性能；2010年9月15日公开的公开号为CN101831100A的中国发明专利申请公开了一种低烟无卤阻燃电子线料，无卤阻燃剂由聚合包覆的氢氧化镁和碱式硫酸镁晶须组成，阻燃剂总添加量为40~65%。
此外，目前大量研究集中在添加氮-磷膨胀型阻燃剂的聚合物体系，可明显降低阻燃剂含量，但其中添加的磷系阻燃剂燃烧后会产生不同的磷化合物，且发烟量大，对生态环境造成不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其重量百分比组成包括：
苯乙烯系弹性体 10~40%，
聚苯醚树脂 10~30%，
聚烯烃化合物 10~30%，
氮系阻燃剂 10~30%，
软化油 10~40%，
矿土 2~5%，
有机硅化合物 2~5%，
非阻燃添加剂 5%以下。
优选地，所述的苯乙烯系弹性体为含有苯乙烯结构单位的各类嵌段共聚物，具体包括氢化聚（苯乙烯-b-异戊二烯）、氢化聚（苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯）、氢化聚（苯乙烯-b-异戊二烯-b-苯乙烯）和氢化聚（苯乙烯-b-异戊二烯/丁二烯-b-苯乙烯）中的至少一种。
优选地，所述的聚苯醚树脂为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚树脂。
优选地，所述的聚烯烃化合物为聚乙烯或聚丙烯或由乙烯、丙烯与一种或多种具有3~12碳原子的α-烯烃进行无规共聚而获得的化合物。
优选地，所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。
优选地，所述的软化油为工业白油、环烷油中的一种。
优选地，所述的矿土包括硼酸锌、有机改性蒙脱土、白瓷土、高岭土中的至少一种。
优选地，所述的有机硅化合物为硅酮。
优选地，所述的非阻燃添加剂包括着色剂、光稳定剂、惰性填料中的至少一种。
所述的低烟无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量百分比组成准备好各种原料；
2）将苯乙烯系弹性体与软化油混合并搅拌均匀后，静置12~30小时；
3）加入聚苯醚树脂、聚烯烃化合物、氮系阻燃剂、矿土、有机硅化合物、非阻燃添加剂，搅拌并混合均匀，得到混合材料；
4）将混合材料放入到双螺杆挤出机中进行熔融捏合并挤出，挤出温度为180~200℃，螺杆转速为200~400rpm；
5）对挤出机模头挤出的熔融输出物进行冷却，制成粒料，即为本发明低烟无卤阻燃热塑性弹性体粒料。
与现有技术相比，本发明低烟无卤阻燃热塑性弹性体添加对环境友好同时具有较高阻燃性能的氮系阻燃剂，且氮系阻燃剂的添加量较少，同时还添加有一定量的矿土、有机硅化合物等其他添加物，对聚合物基体影响小，保证了热塑性弹性体原有的较好的力学性能和加工性能，同时燃烧时低烟无熔滴，不会释放有毒气体，具有良好的阻燃性能，其综合性能能与添加氮-磷膨胀型阻燃剂的聚合物体系相媲美，同时降低了发烟量，并有效解决了对生态环境影响的问题；此外，本发明低烟无卤阻燃热塑性弹性体回收利用率高，可100%回收，具有一定的经济效益和社会效益，可广泛应用于汽车、建筑、电子或电气用线材等无卤阻燃领域；本发明低烟无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法简单，生产效率高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
作为对比，选择了两个对比例与实施例进行比较，对比例1的氮系阻燃剂即三聚氰胺氰尿酸盐的添加量大，对比例2是添加氮-磷膨胀型阻燃剂的聚合物体系。检测对比例及实施例的各项性能，且实施例采用本发明的制备方法制备。实施例及对比例的重量百分配比见下面的表一，其性能及对比结果见下面的表二。
表一：实施例及对比例的重量百分配比（%）
表二：实施例及对比例的性能及对比结果
可见，本发明低烟无卤阻燃热塑性弹性体，制备方法简单，生产效率高，添加对环境友好同时具有较高阻燃性能的氮系阻燃剂，且氮系阻燃剂的添加量较少，保证了热塑性弹性体原有的较好的力学性能和加工性能，同时燃烧时低烟无熔滴，不会释放有毒气体，具有良好的阻燃性能，其综合性能能与添加氮-磷膨胀型阻燃剂的聚合物体系相媲美，同时降低了发烟量，并有效解决了对生态环境影响的问题，且材料的回收利用率高，可100%回收，具有一定的经济效益和社会效益，可广泛应用于汽车、建筑、电子或电气用线材等无卤阻燃领域。
Claims (10)
1.一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于，其重量百分比组成包括：
苯乙烯系弹性体 10~40%，
聚苯醚树脂 10~30%，
聚烯烃化合物 10~30%，
氮系阻燃剂 10~30%，
软化油 10~40%，
矿土 2~5%，
有机硅化合物 2~5%，
非阻燃添加剂 5%以下。
2.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：所述的苯乙烯系弹性体为含有苯乙烯结构单位的各类嵌段共聚物，具体包括氢化聚（苯乙烯-b-异戊二烯）、氢化聚（苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯）、氢化聚（苯乙烯-b-异戊二烯-b-苯乙烯）和氢化聚（苯乙烯-b-异戊二烯/丁二烯-b-苯乙烯）中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：所述的聚苯醚树脂为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚树脂。
4.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：所述的聚烯烃化合物为聚乙烯或聚丙烯或由乙烯、丙烯与一种或多种具有3~12碳原子的α-烯烃进行无规共聚而获得的化合物。
5.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。
6.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：所述的软化油为工业白油、环烷油中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：所述的矿土包括硼酸锌、有机改性蒙脱土、白瓷土、高岭土中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：所述的有机硅化合物为硅酮。
9.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：所述的非阻燃添加剂包括着色剂、光稳定剂、惰性填料中的至少一种。
10.一种制备权利要求1所述的低烟无卤阻燃热塑性弹性体的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）按照重量百分比组成准备好各种原料；
2）将苯乙烯系弹性体与软化油混合并搅拌均匀后，静置12~30小时；
3）加入聚苯醚树脂、聚烯烃化合物、氮系阻燃剂、矿土、有机硅化合物、非阻燃添加剂，搅拌并混合均匀，得到混合材料；
4）将混合材料放入到双螺杆挤出机中进行熔融捏合并挤出，挤出温度为180~200℃，螺杆转速为200~400rpm；
5）对挤出机模头挤出的熔融输出物进行冷却，制成粒料，即为本发明低烟无卤阻燃热塑性弹性体粒料。
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