CN104592605A - 一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体及其制备方法，解决了现有热塑性弹性体耐热、耐油、阻燃性能较差的问题，其特征在于由氯化聚乙烯、聚丙烯、氢化丁腈橡胶、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、环氧硅树脂、氧化锌、氧化镁、硬脂酸钡、硫磺、过氧化二异丙苯、共硫化剂、促进剂、防老剂、三碱式硫酸铅、二碱式亚磷酸铅、芳纶桨粕、导电炭黑、纳米白炭黑、邻苯二甲酸二辛脂、液体阻燃剂、固体阻燃剂制成。本发明在具有良好的力学性能和加工性能的前提下，能够在150℃高温的环境下长期使用，且具有优异的阻燃性能和耐油性能，同时弹性好、工艺简单、能源消耗低、生产效率高、可回收利用，是制造耐高温阻燃输送带、汽车用胶管、胶带、油封、油箱等产品良好材料。

Description

一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体地说，是一种耐热耐油的热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体(TPE)具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能，常被人们称为第三代橡胶。由于不需要硫化、成型加工简单，与传统硫化橡胶相比，TPE 的工业生产流程缩短了1/4，节约能耗达25% ～ 40% ，效率提高了10 ～20 倍，堪称橡胶工业的又一次技术革命。目前，热塑性弹性体被广泛应用于汽车、建筑、家用设备、胶管、胶带、电线电缆、电子产品、食品包装、医疗器械等众多行业。

现有技术的热塑性弹性体耐热、耐油、阻燃性能较差，当使用温度超过105℃时，拉伸强度、耐磨耗性能严重下降。冶金、建材等行业使用的输送带要求耐热、阻燃，汽车使用的胶管、胶带、油封、油箱等要求有良好的耐热、耐油性能，现有技术的热塑性弹性体不能满足这些产品的使用要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，可以在150℃的环境下长期使用，满足耐高温阻燃输送带、汽车用胶管、胶带、油封、油箱等产品的使用需要。

本发明的第二个目的是提供该热塑性弹性体的制备方法，工艺简单，易于制造，生产成本低。

本发明的目的通过下述方案予以实现。

所述的耐热耐油的热塑性弹性体，其特征在于，按重量份数计，由下述原料制成：

氯化聚乙烯（CPE）20-40份，聚丙烯（PP）20-40份，氢化丁腈橡胶（PHNBR）30-50份，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物(PP-g-MA)5-10份，环氧硅树脂8-10份，氧化锌3份，氧化镁3份，硬脂酸钡2份，硫磺1-1.5份，过氧化二异丙苯（DCP）2-4份，共硫化剂1-2份，促进剂1-2份，防老剂1-2份，三碱式硫酸铅1份，二碱式亚磷酸铅1份，芳纶桨粕5-10份，导电炭黑15-20份，纳米白炭黑10-15份，邻苯二甲酸二辛脂（DOP）10-20份，液体阻燃剂10-20份，固体阻燃剂20-40份。

所述的氯化聚乙烯含氯量35-40%；聚丙烯熔融指数2-40g/10min；氢化丁腈橡胶是粉末状的，丙烯腈含量30-36﹪，门尼粘度值50-80，氢化率90%以上。

共硫化剂可选择二甲基丙烯酸乙二醇酯（EDMA）、邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）、氰脲酸三烯丙酯（TAC）一种或其组合。

促进剂可选用2-硫醇基苯并噻唑(促进剂M)、二硫化二苯并噻唑(促进剂DM)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ)、二硫化四甲基秋兰姆(促进剂TMTD)、二乙基二硫代氨基甲酸镉(促进剂CED)中的一种或组合。

防老剂可选用N-苯基-α萘胺(防老剂A)、N-苯基-β萘胺(防老剂D)、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(树脂状)(防老剂RD)、2，2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(防老剂2246-S)、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺(防老剂4010NA)中的一种或组合。

液体阻燃剂可现选择氯化石蜡、三芳基磷酸酯(TCP)、三(β-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(1，3-二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)、甲苯基二苯基磷酸酯(CDP)中的一种或组合。

固体阻燃剂可选择活性氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、红磷、三氧化二锑、聚磷酸铵、三聚氰胺氰脲酸盐、十溴联苯醚中的一种或组合。

所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）高速混合、预塑化：将CPE、PP、PP-g-MA、环氧硅树脂、氧化锌、氧化镁、硬脂酸钡、促进剂、防老剂、三碱式硫酸铅、、二碱式亚磷酸铅、芳纶桨粕、导电炭黑、纳米白炭黑、DOP、液体阻燃剂、固体阻燃剂、依次加入高速混合机中，混合速度为1200-1400转/分钟，在140℃-150℃的温度下混合10-15分钟，制得预塑化料；

（2）冷混合：将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入粉状氢化丁腈橡胶、硫磺、过氧化二异丙苯、共硫化剂，在常温下混合5-10分钟，混合机速度为375-400转/分钟；

（3）挤出、造粒：将混合后的粉料通过双螺杆挤出、造粒机机组，在螺杆转速300-500转/分钟、温度180℃-220℃的条件下挤出、造粒，即得所述耐热耐油的阻燃热塑性弹性体。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明选用CPE、PP、PHNBR作为共混物的主体材料，使共混物同时具有耐热性能、耐油性能和阻燃性能。

2、本发明采用PP-g-MA作为相容剂，提高了共混物相容性及动态硫化后的弹性。

3、本发明采用加入了纳米白炭黑和芳纶桨粕补强的办法，在提高共混物阻燃性能的同时，同时提高其物理机械性能。

4、本发明选用环氧硅树脂对共混物增粘，在提高共混物粘合性能的同时，提高共混物的阻燃性能和机械性能。

5、本发明在具有良好的力学性能和加工性能的前提下，能够在150℃高温的环境下长期使用，且具有优异的阻燃性能和耐油性能，同时具有弹性好、工艺简单、能源消耗低、生产效率高、可回收利用等优点，是制造耐高温阻燃输送带、汽车用胶管、胶带、油封、油箱等产品良好的材料。

具体实施方式

通过下述实施例有助于对本发明的理解，但不能限制本发明的内容。

实施例1

本实施例提供一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征在于，按重量份数计，由下述原料制成：

CPE 20份，PP 40份，PHNBR 40份，PP-g-MA 10份，环氧硅树脂8份，氧化锌3份，氧化镁3份，硬脂酸钡2份，硫磺1.2份，DCP 3份，共硫化剂MDMA 1份，共硫化剂TAC 0.5份，促进剂CDE 1份，促进剂TMTD 0.5份，防老剂A 1份，防老剂D1份，三碱式硫酸铅1份，二碱式亚磷酸铅1份，芳纶桨粕8份，导电炭黑16份，纳米白炭黑15份，DOP 10份，氯化石蜡10份，TCP 10份，三氧化二锑6份，聚磷酸铵4份，十溴联苯醚10份。

所述的CPE含氯量35-40%；PP熔融指数2-40g/10min；PHNBR丙烯腈含量30-36﹪，门尼粘度值50-80，氢化率92%。

本实施例提供的耐热耐油的热塑性弹性体的制备方法包括以下步骤：

（1）高速混合、预塑化：将CPE、PP、PP-g-MA、环氧硅树脂、氧化锌、氧化镁、硬脂酸钡、促进剂、防老剂、三碱式硫酸铅、、二碱式亚磷酸铅、芳纶桨粕、导电炭黑、纳米白炭黑、DOP、液体阻燃剂、固体阻燃剂、依次加入高速混合机中，混合速度为1200-1400转/分钟，在140℃-150℃的温度下混合10-15分钟，制得预塑化料；

（2）冷混合：将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入粉状氢化丁腈橡胶、硫磺、过氧化二异丙苯、共硫化剂，在常温下混合5-10分钟，混合机速度为375-400转/分钟；

（3）挤出、造粒：将混合后的粉料通过双螺杆挤出、造粒机机组，在螺杆转速300-500转/分钟、温度180℃-220℃的条件下挤出、造粒，即得所述耐热耐油的阻燃热塑性弹性体材料。

实施例2

本实施例提供一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征在于，按重量份数计，由下述原料制成：

CPE 30份，PP 20份，PHNBR 50份，PP-g-MA 6份，环氧硅树脂9份，氧化锌3份，氧化镁3份，硬脂酸钡2份，硫磺1.5份，DCP 2份，共硫化剂DAP1份，共硫化剂TAC 0.5份，促进剂M 1份，促进剂DM 0.5份，防老剂RD1份，防老剂2246-S 1份，三碱式硫酸铅1份，二碱式亚磷酸铅1份，芳纶桨粕5份，导电炭黑20份，纳米白炭黑12份，DOP 15份，氯化石蜡5份，TDCPP 10份，氢氧化铝20份，硼酸锌 6份，红磷4份。

所述的CPE含氯量35-40%；PP熔融指数2-40g/10min；PHNBR丙烯腈含量30-36﹪，门尼粘度值50-80，氢化率93%。

本实施例提供的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体的制备方法同实施例1。

实施例3

本实施例提供一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征在于，按重量份数计，由下述原料制成：

CPE 40份，PP 30份，PHNBR 30份，PP-g-MA 8份，环氧硅树脂10份，氧化锌3份，氧化镁3份，硬脂酸钡2份，硫磺1份，DCP 4份，共硫化剂EDMA 1份，共硫化剂TAC1份，促进剂CZ 1份，促进剂TMTD 0.5份，防老剂4010NA 1份，防老剂2246-S 0.5份，三碱式硫酸铅1份，二碱式亚磷酸铅1份，芳纶桨粕10份，导电炭黑15份，纳米白炭黑10份，DOP 20份，TCEP 10份，氢氧化镁20份，硼酸锌 6份，三氧化二锑6份，三聚氰胺氰脲酸盐8份。

所述的CPE含氯量35-40%；PP熔融指数2-40g/10min；PHNBR丙烯腈含量30-36﹪，门尼粘度值50-80，氢化率94%。

本实施例提供的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体的制备方法同实施例1。

实施例4

检测数据

Claims (10)

1.一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体及其制备方法，其特征在于，按重量份数计，由下述原料制成：

氯化聚乙烯20-40份，聚丙烯20-40份，氢化丁腈橡胶30-50份，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物5-10份，环氧硅树脂8-10份，氧化锌3份，氧化镁3份，硬脂酸钡2份，硫磺1-1.5份，过氧化二异丙苯2-4份，共硫化剂1-2份，促进剂1-2份，防老剂1-2份，三碱式硫酸铅1份，二碱式亚磷酸铅1份，芳纶桨粕5-10份，导电炭黑15-20份，纳米白炭黑10-15份，邻苯二甲酸二辛脂10-20份，液体阻燃剂10-20份，固体阻燃剂20-40份。

2.根据权利要求1所述的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征于，所述的氯化聚乙烯含氯量35-40%。

3.根据权利要求1所述的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征于，所述的聚丙烯熔融指数2-40g/10min。

4.根据权利要求1所述的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征于，所述的氢化丁腈橡胶是粉末状的，丙烯腈含量30-36﹪，门尼粘度值50-80，氢化率90%以上。

5.根据权利要求1所述的热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征于，所述的共硫化剂选择二甲基丙烯酸乙二醇酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯一种或其组合。

6.根据权利要求1所述的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征于，所述的促进剂选用2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、二乙基二硫代氨基甲酸镉中的一种或组合。

7.根据权利要求1所述的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征在于，所述的防老剂选用N-苯基-α萘胺、N-苯基-β萘胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、2，2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺中的一种或组合。

8.根据权利要求1所述的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征在于，所述的液体阻燃剂现选择氯化石蜡、三芳基磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、三(1，3-二氯丙基)磷酸酯、甲苯基二苯基磷酸酯中的一种或组合。

9.根据权利要求1所述的耐热耐油的阻燃热塑性弹性体，其特征在于，所述的固体阻燃剂选择活性氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、红磷、三氧化二锑、聚磷酸铵、三聚氰胺氰脲酸盐、十溴联苯醚中的一种或组合。

10.如权利要求1所述的一种耐热耐油的阻燃热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（1）高速混合、预塑化：

成带求带用热塑性弹性体材料及将CPE、PP、PP-g-MA、环氧硅树脂、氧化锌、氧化镁、硬脂酸钡、促进剂、防老剂、三碱式硫酸铅、、二碱式亚磷酸铅、芳纶桨粕、导电炭黑、纳米白炭黑、DOP、液体阻燃剂、固体阻燃剂、依次加入高速混合机中，混合速度为1200-1400转/分钟，在140℃-150℃的温度下混合10-15分钟，制得预塑化料；

（2）冷混合：

将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入粉状氢化丁腈橡胶、硫磺、过氧化二异丙苯、共硫化剂，在常温下混合5-10分钟，混合机速度为375-400转/分钟；

（3）挤出造粒：

将混合后的粉料通过双螺杆挤出、造粒机机组，在螺杆转速300-500转/分钟、温度180℃-220℃的条件下挤出、造粒，即得所述耐热耐油的阻燃热塑性弹性体。