CN104277408A - 无卤阻燃低聚苯醚含量插头料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无卤阻燃低聚苯醚含量插头料及其制备方法，该插头料由下述原料制成：聚苯醚、热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、聚烯烃、无卤阻燃剂、阻燃协同剂、增塑剂、抗氧剂、加工助剂。一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料的制备方法，步骤如下：1）按上述质量百分比称取各种原料后，先将热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、聚烯烃、增塑剂混合均匀；2）再向上步得到的混合物中加入聚苯醚、无卤阻燃剂、阻燃协同剂、抗氧剂、加工助剂，混合均匀，得到预混料；3）将预混料加入挤出机中熔融挤出、造粒即可。本发明的插头料中的PPO含量低，原料不含对环境有害物质，性能优良，制备工艺简单。

Description

无卤阻燃低聚苯醚含量插头料及其制备方法

技术领域

本发明涉及无卤阻燃低聚苯醚含量插头料及其制备方法。

背景技术

电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注。为了改善电线电缆的阻燃性能，一般采用 PVC材料或聚烯烃中添加含有卤素类的阻燃剂。此类电线电缆具有比较好的阻燃效果，但在燃烧过程中会放出大量的烟雾和卤化氢气体，容易使人窒息而死，同时对仪器设备造成很大的腐蚀，即所谓的“二次污染”。近年来，欧洲、美国及日本对与电线有关的公害十分重视，其政府不仅对电缆制造过程的排放物进行严格的限制，而且对报废电缆的处理实施了全面的监控，迫使电缆厂商用符合环保要求的材料取代传统材料，而高性能PPO树脂本身具有良好阻燃性能，正在成为电线电缆业的新宠。目前已有PPO树脂取代PVC树脂来制造线缆插头料，它具有比PVC材料更好的耐化学腐蚀性和较低的相对密度，竞争优势明显。目前在国内已经有厂家研发出PPO阻燃插头料，但往往其PPO含量很高，达到25%以上，才能达到UL94 V0防火等级要求，由于PPO摩尔质量比较大，分子链比较刚硬，聚合物分子链活动性差，在成型时应力较大，在有溶剂特别是芳香烃、卤代烃、油类及酯类化学溶剂存在的情况下，高PPO含量的插头料成品会出现应力开裂的风险。所以选择合适的无卤阻燃剂，开发一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，是一项非常重要的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，按重量百分比由下述原料制成：5-15%的聚苯醚、15-25%的热塑性弹性体A、5-15%的热塑性弹性体B、5-15%的聚烯烃、20-30%的无卤阻燃剂、2-5%的阻燃协同剂、12-25%的增塑剂、0.3-0.6%的抗氧剂、0.5-2%的加工助剂。

所述的聚苯醚在25℃氯仿中测定的特性粘度为35~50cm³/g。

所述的热塑性弹性体A为氢化苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

所述的热塑性弹性体B为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。

所述的聚烯烃为共聚聚丙烯，其熔融指数为10-35g/10min。

所述的无卤阻燃剂为P系阻燃剂、N系阻燃剂、P-N系阻燃剂中的至少一种。 

所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、磷酸三苯酯中的至少一种；所述阻燃协同剂为硼酸锌；所述的增塑剂为白油，其闪点为210-230℃。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合类抗氧剂中的至少一种。

所述的抗氧剂为1010、1076、168、126、245、1024、1098、1330、264、702、703、1135、3114、2246、BHT 、T501、264、626、B225、B215、B900、B911、GX2921、DLTDP、DSTDP中的至少一种；所述的加工助剂为金属皂、油酰胺、芥酸酰胺、三聚甘油单硬脂酸酯、EBS、硅油、微晶石蜡、PE蜡中的至少一种。

一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料的制备方法，步骤如下：

1）按上述质量百分比称取各种原料后，先将热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、聚烯烃、增塑剂混合均匀；

2）再向上步得到的混合物中加入聚苯醚、无卤阻燃剂、阻燃协同剂、抗氧剂、加工助剂，混合均匀，得到预混料；

3）将预混料加入挤出机中熔融挤出、造粒即可。

本发明的有益效果是：

本发明的插头料中的PPO含量低，原料不含对环境有害物质，性能优良，制备工艺简单。

具体来说：

本发明克服现有技术高PPO含量插头料开裂的风险，原料不含对环境有害物质，符合环保的要求、具有优异电气绝缘性能、外观光滑、有光泽、尺寸性稳定、燃烧试验通过UL94V0等级。

本发明的无卤阻燃低聚苯醚含量插头料流动性好，制备工艺简单，适用于多种注塑机注塑成型。

具体实施方式

一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，按重量百分比由下述原料制成：5-15%的聚苯醚、15-25%的热塑性弹性体A、5-15%的热塑性弹性体B、5-15%的聚烯烃、20-30%的无卤阻燃剂、2-5%的阻燃协同剂、12-25%的增塑剂、0.3-0.6%的抗氧剂、0.5-2%的加工助剂。

所述的聚苯醚在25℃氯仿中测定的特性粘度为35~50cm³/g。

所述的热塑性弹性体A为氢化苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

所述的热塑性弹性体B为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。

所述的聚烯烃为共聚聚丙烯，其熔融指数为10-35g/10min。

所述的无卤阻燃剂为P系阻燃剂、N系阻燃剂、P-N系阻燃剂中的至少一种；优选的，所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、磷酸三苯酯中的至少一种。

所述阻燃协同剂为硼酸锌；所述的增塑剂为白油，其闪点为210-230℃。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合类抗氧剂中的至少一种；优选的，所述的抗氧剂为1010、1076、168、126、245、1024、1098、1330、264、702、703、1135、3114、2246、BHT 、T501、264、626、B225、B215、B900、B911、GX2921、DLTDP、DSTDP中的至少一种；进一步优选的，为抗氧剂1010、1076、168、126中的至少一种。

所述的加工助剂为金属皂、油酰胺、芥酸酰胺、三聚甘油单硬脂酸酯、EBS、硅油、微晶石蜡、PE蜡中的至少一种。

一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料的制备方法，步骤如下：

1）按上述质量百分比称取各种原料后，先将热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、聚烯烃、增塑剂混合均匀；

2）再向上步得到的混合物中加入聚苯醚、无卤阻燃剂、阻燃协同剂、抗氧剂、加工助剂，混合均匀，得到预混料；

3）将预混料加入挤出机中熔融挤出、造粒即可。

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，在以下实施例中，本发明无卤阻燃低聚苯醚含量插头料的原料选择如下：

（1）聚苯醚为蓝星化工生产，商品牌号LXR045；旭化成生产，商品牌号S210A。

（2）SEBS为巴陵石化生产，商品牌号YH-503，台橡生产，商品牌号6151。

（3）乙烯-丁烯共聚物为三井化学生产，商品牌号DF640，乙烯-辛烯共聚物POE弹性体为陶氏生产，商品牌号8003

（4）聚丙烯为大庆石化生产的V30G

（5）三聚氰胺氰尿酸盐为济南金盈泰化工生产，三聚氰胺磷酸盐为合肥精汇化工研究所生产，磷酸三苯酯为佛山南海江顺化学制品厂生产

（6）硼酸锌为山东科兴化工生产

（7）抗氧剂选用汽巴IRGNOX 1010和IRGAFOS 168。

实施例1：

先将25%（以下均为重量百分比）SEBS弹性体YH-503、12%乙烯-丁烯共聚物DF640、5%聚丙烯V30G、18%30号白油投入高速混合机，开始搅拌3分钟后，再将剩下的8%聚苯醚S210A、20%三聚氰胺氰尿酸盐、6%三聚氰胺磷酸盐、4%阻燃协同剂硼酸锌、0.25%抗氧剂1010、0.25%抗氧剂168和1.5%加工助剂硬脂酸锌按比例投入高速混合机里，混合2分钟充分混合均匀后得到预混料。将预混料加入到双螺杆挤出机，经熔融挤出、造粒得成品，其中双螺杆挤出机熔融加工温度设置为：一区190℃，二区200℃，三区205℃，四区210℃，五区210℃，六区210℃，七区205℃，八区200℃，九区190℃，机头温度190℃，螺杆转速300rpm（转/分钟）停留时间2-3min。

实施例2：

先将20%（以下均为重量百分比）SEBS弹性体YH-503、10%乙烯-辛烯共聚物POE 8003、10%聚丙烯V30G、16%40号白油投入高速混合机，开始搅拌3分钟后，再将剩下的12%聚苯醚LXR045、15%三聚氰胺氰尿酸盐、10%三聚氰胺磷酸盐、5%阻燃协同剂硼酸锌、0.25%抗氧剂1010、0.25%抗氧剂168和1.5%加工助剂硬脂酸锌按比例投入高速混合机里，混合2分钟充分混合均匀后得到预混料。将预混料加入到双螺杆挤出机，经熔融挤出、造粒成品，其中双螺杆挤出机熔融加工温度设置为：一区190℃，二区200℃，三区205℃，四区210℃，五区210℃，六区210℃，七区205℃，八区200℃，九区190℃，机头温度190℃，螺杆转速300rpm（转/分钟）停留时间2-3min。

实施例3：

先将23%（以下均为重量百分比）SEBS弹性体6151、10%乙烯-丁烯共聚物DF640、15%聚丙烯V30G、14%40号白油投入高速混合机，开始搅拌3分钟后，再将剩下的6%聚苯醚LXR045、18%三聚氰胺氰尿酸盐、9%磷酸三苯酯、3%阻燃协同剂硼酸锌、0.25%抗氧剂1010、0.25%抗氧剂168和1.5%加工助剂硬脂酸锌按比例投入高速混合机里，混合2分钟充分混合均匀后得到预混料。将预混料加入到双螺杆挤出机，经熔融挤出、造粒成品，其中双螺杆挤出机熔融加工温度设置为：一区195℃，二区205℃，三区210℃，四区220℃，五区220℃，六区220℃，七区210℃，八区205℃，九区195℃，机头温度190℃，螺杆转速300rpm（转/分钟）停留时间2-3min。

对比例1：（PVC插头料）

将40%聚合度为1300的PVC粉（以下均为重量百分比）、24%的环保增塑剂对苯二甲酸二苯酯（DOTP）、5%的氯化石蜡加入高混机，搅拌2分钟，分散均匀后再加入23%的碳酸钙、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EBS，混合3分钟，将混好的原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，造粒，其中螺杆各区温度设置分别为：一区温度140℃，二区温度150℃，三区温度160℃，四区温度170℃，五区温度175℃，六区温度175℃，七区温度175℃，八区温度165℃，九区温度160℃，机头温度160℃。主机转速200rpm（转/分钟）停留时间3min。

对比例2：（高PPO含量插头料）

先将24%（以下均为重量百分比）SEBS弹性体YH503、5%聚丙烯V30G、15%40号白油和10%防火油投入高速混合机，开始搅拌3分钟后，再将剩下的30%聚苯醚LXR045、15%的膨胀型阻燃剂、0.25%抗氧剂1010、0.25%抗氧剂168和1.5%加工助剂硬脂酸钙按比例投入高速混合机里，混合2分钟充分混合均匀后得到预混料。将预混料加入到双螺杆挤出机，经熔融挤出、造粒成品，其中双螺杆挤出机熔融加工温度设置为：一区215℃，二区225℃，三区230℃，四区240℃，五区240℃，六区240℃，七区230℃，八区225℃，九区210℃，机头温度210℃，螺杆转速300rpm（转/分钟）停留时间2-3min。

性能测试：

耐化学溶剂性试验是将已经在高温150℃退火3h的试样，施加连续3%弯曲形变，在弯曲表面涂轴承油，记录试验开裂的时间。

其它测试按照测试标准条件测试。

测试结果如下表：

表1：

可以看出，无卤阻燃低聚苯醚含量插头料的综合性能良好，各方面性能与PVC插头料相近，其中介电强度比PVC插头料大，绝缘性能好；另外，低聚苯醚含量插头料撕裂强度比高聚苯醚含量插头料大，在相同的耐溶剂测试环境下，高含量聚苯醚插头料360h后出现开裂现象。综上所述，本发明无卤阻燃低聚苯醚含量插头料可以取代传统PVC插头料，应用于各种无卤阻燃的数据线、耳机线、电源线的插头和连接器。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：按重量百分比由下述原料制成：5-15%的聚苯醚、15-25%的热塑性弹性体A、5-15%的热塑性弹性体B、5-15%的聚烯烃、20-30%的无卤阻燃剂、2-5%的阻燃协同剂、12-25%的增塑剂、0.3-0.6%的抗氧剂、0.5-2%的加工助剂。

2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：所述的聚苯醚在25℃氯仿中测定的特性粘度为35~50cm³/g。

3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：所述的热塑性弹性体A为氢化苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：所述的热塑性弹性体B为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：所述的聚烯烃为共聚聚丙烯，其熔融指数为10-35g/10min。

6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为P系阻燃剂、N系阻燃剂、P-N系阻燃剂中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、磷酸三苯酯中的至少一种；所述阻燃协同剂为硼酸锌；所述的增塑剂为白油，其闪点为210-230℃。

8.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合类抗氧剂中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料，其特征在于：所述的抗氧剂为1010、1076、168、126、245、1024、1098、1330、264、702、703、1135、3114、2246、BHT 、T501、264、626、B225、B215、B900、B911、GX2921、DLTDP、DSTDP中的至少一种；所述的加工助剂为金属皂、油酰胺、芥酸酰胺、三聚甘油单硬脂酸酯、EBS、硅油、微晶石蜡、PE蜡中的至少一种。

10.权利要求1所述的一种无卤阻燃低聚苯醚含量插头料的制备方法，其特征在于：步骤如下：

1）按上述质量百分比称取各种原料后，先将热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、聚烯烃、增塑剂混合均匀；

2）再向上步得到的混合物中加入聚苯醚、无卤阻燃剂、阻燃协同剂、抗氧剂、加工助剂，混合均匀，得到预混料；

3）将预混料加入挤出机中熔融挤出、造粒即可。