CN103131113B - 一种无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃型热塑性弹性体组合物及其制备方法，特别是一种无卤膨胀型阻燃聚烯烃热塑性弹性体组合物及其制备方法。本发明制备热塑性弹性体组合物的方法使用了高效的复配膨胀型阻燃剂，减少了阻燃剂在组合物中的含量；使得制备得到的热塑性弹性体组合物材料具有良好的力学性能和阻燃性能，且阻燃级别达到V-0或V-1级，氧指数大于26。

Description

一种无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种阻燃型热塑性弹性体组合物及其制备方法，尤其涉及一种无卤膨胀型阻燃聚烯烃热塑性弹性体组合物及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体由于兼具了橡胶和热塑性塑料的特性，问世以来得到了快速发展，在工业领域已被广泛应用。聚烯烃类热塑性弹性体是产量仅次于聚苯乙烯类热塑性弹性体的第二大类热塑性弹性体，其原料来源丰富，性价比较高，广泛应用于电线电缆、家用电器、汽车制造业、医疗等领域。阻燃性能作为热塑性弹性体的一个重要指标而备受关注，具有优异阻燃性能的聚烯烃类热塑性弹性体也被广泛研究。

申请公开号为CN102219948A、CN101747551A的中国专利，以及授权公告号为CN1102611C、CN100556947C、CN101001909B、CN101117425B、CN100560646C的中国专利分别公开了以传统的氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、红磷等中的一种或多种混合物作为无机阻燃剂的聚烯烃弹性体或弹性体复合物。这些专利中所使用的无机阻燃剂添加量占材料重量百分比高达40～80%，虽然保证了材料的阻燃性能，但其较高的添加量使得材料力学性能大大降低。

氮磷复合膨胀型阻燃剂因其环境友好、使用安全等特点，成为无卤阻燃剂中的研究热点。授权公开号为CN1235965C的中国专利，将多磷酸三聚氰胺和成炭剂季戊四醇膨胀型阻燃体系应用到聚丙烯塑料的阻燃中。X.Almeras等（X.almeras,F.Dabrowski et al.,Using polyamide06 as charring agent in intumescent polypropyleneformulations I.Effect of compatibilising agent on the fire retardancy performance,polymer degradation and stability,77(2002):305-313）将尼龙6用做膨胀阻燃体系的碳源，应用于聚丙烯体系取得了较好的阻燃效果。但是尼龙6熔点很高，需要在很高的加工温度下使用，与非结晶、或低结晶度的聚烯烃弹性体的加工温度不匹配，难以有效复合，会导致成炭率低下，不能使聚烯烃弹性体阻燃性能有效提高。上述膨胀型阻燃体系目前都只应用于聚丙烯体系，未见应用于聚烯烃热塑性弹性体中的报道。

综上所述，应用于聚烯烃类热塑性弹性体的氮磷复合型膨胀阻燃体系还鲜有报道。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种无卤膨胀型阻燃聚烯烃热塑性弹性体组合物及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体组合物及其制备方法。本发明所述的热塑性弹性体组合物是一种不含卤素的环保材料，具有良好的阻燃性能和力学性能。

一方面，本发明公开了一种无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体组合物，该热塑性弹性体组合物的组分及重量百分含量为：

(a)聚烯烃类热塑性弹性体  60～80wt%；

(b)三聚氰胺磷酸盐        10～20wt%；

(c)成炭剂                10～20wt%。

在本发明的具体实施方式中，聚烯烃类热塑性弹性体优选为乙烯-辛烯嵌段共聚物；成炭剂优选为季戊四醇和尼龙12的混合物。其中，季戊四醇和尼龙12的质量混合比优选为19～0.5：1。

另一方面，本发明还公开了一种制备上述无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体的方法，具体包括以下步骤：

第一步，将聚烯烃类热塑性弹性体、三聚氰胺磷酸盐、成炭剂分别进行干燥处理，放置室温待用；然后将干燥后的聚烯烃类热塑性弹性体、三聚氰胺磷酸盐、成炭剂在室温下混合并机械搅拌1-10分钟，得到组分A；

第二步，将组分A进行混合处理，得到无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体组合物。

在本发明的较佳实施方式中，所述的干燥处理是指：将聚烯烃类热塑性弹性体、三聚氰胺磷酸盐、成炭剂在40℃下真空干燥4-24小时。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述的混合处理是指：使用密炼机在180～200℃下，以80～120转/分的转速混合5～15分钟后，取出样品并冷却至室温。

本发明制备热塑性弹性体组合物的方法使用了高效的复配膨胀型阻燃剂，既减少了阻燃剂在组合物中的比重，又使得制备得到的热塑性弹性体组合物材料具有良好的力学性能和阻燃性能，其阻燃级别达到V-0或V-1级，氧指数大于26。而在本领域的现有技术中，制备聚烯烃类热塑性弹性体的方法多数是采用阻燃效率较低的无机金属阻燃剂，且添加量占材料重量百分比高达40～80%；虽然保证了材料的阻燃性能，但其较高的添加量使得材料力学性能大大地降低。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的实施例1的液氮脆断面表面SEM形貌。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

第一步，将聚烯烃类热塑性弹性体、三聚氰胺磷酸盐、成炭剂分别在40℃下真空干燥8小时，放置室温待用；按照表1所示实施例的配方，称取乙烯-辛烯嵌段共聚物80wt%、三聚氰胺磷酸盐10wt%、季戊四醇5wt%、尼龙125wt%，在室温下混合并使用机械搅拌5分钟，得到组分A。

第二步，使用密炼机在180～200℃下，以80～120转/分的转速将组分A混合5～15分钟后，取出样品并冷却至室温，得到无卤膨胀型阻燃聚烯烃热塑性弹性体组合物。本实施例制得的组合物的液氮脆断面表面SEM形貌如图1所示。从图1可以看出，所制得的样品中各组分具有较好的相容性，从而使得该材料在具有较好阻燃性能的同时也具有优异的力学性能。

实施例2-10

实施例2-10及对比例1-6的实施步骤与上述实施例1的两个步骤相同，其中，聚烯烃类热塑性弹性体、三聚氰胺磷酸盐、成炭剂的使用量参照如下表1中的原料质量百分含量配比。

表1：实施例1-10及对比例1-6的原料质量百分含量配比

	乙烯辛烯共聚物	三聚氰胺磷酸盐	季戊四醇	尼龙12
					实施例1	80%	10%	5%	5%
实施例2	70%	10%	10%	10%
					实施例3	60%	20%	19%	1%
实施例4	60%	20%	18.4%	1.6%
					实施例5	60%	20%	16.8%	3.2%
实施例6	60%	20%	15.2%	4.8%
					实施例7	60%	20%	13.6%	6.4%
实施例8	60%	20%	12%	8%
					实施例9	60%	20%	10.4%	9.6%
实施例10	60%	20%	8.8%	11.2%
					对比例1	100%	/	/	/
对比例2	90%	5%	5%	/
					对比例3	80%	10%	10%	/

对比例4	70%	15%	15%/
				对比例5	60%	20%	20%/
对比例6	50%	25%	25%/

实施例1-10制备所得的热塑性弹性体组合物的性能评估表征如下：

拉伸性能：将热塑性弹性体组合物切割成哑铃形状，按GB/T528-2009标准进行测试。

燃烧性能：按GB/T10707-2008标准进行氧指数测试，按UL94-2009标准测试材料的易燃性。

实施例1-10以及对比例1-6的具体性能评估如下表2：

表2：实施例1-10及对比例1-6的性能评估表。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体组合物，其特征在于，其组分及重量百分含量为：

(a)聚烯烃类热塑性弹性体  60～80wt％，

(b)三聚氰胺磷酸盐        10～20wt％，

(c)成炭剂                10～20wt％；

所述聚烯烃类热塑性弹性体是指：乙烯-辛烯嵌段共聚物；所述成炭剂是指：季戊四醇与尼龙12的混合物；所述季戊四醇与尼龙12的质量混合比为19～0.5：1。

2.一种制备如权利要求1所述的无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体组合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，将聚烯烃类热塑性弹性体、三聚氰胺磷酸盐、成炭剂进行干燥处理，放置室温待用；然后将干燥后的聚烯烃类热塑性弹性体、三聚氰胺磷酸盐、成炭剂在室温下混合并使用机械搅拌1-10分钟，得到组分A；

第二步，将所述组分A进行混合处理，得到无卤膨胀型阻燃热塑性弹性体组合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述干燥处理是指：将所述聚烯烃类热塑性弹性体、三聚氰胺磷酸盐、成炭剂在40℃下真空干燥4-24小时。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述混合处理是指：在180～200℃下，用密炼机以80～120转/分的转速共混5～15分钟后，取出样品并冷却至室温。