CN104693664A - 一种无卤阻燃热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃热塑性弹性体材料及其制备方法，其创新点在于：由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物10-20份；聚丙烯15-18份；聚烯烃弹性体12-18份；无卤阻燃剂20-30份；相容剂8-12份；抗氧剂0.15-0.28份，及矿物油18-28份。制备方法，其创新点在于：具体步骤如下：（1）按配量比重称取所需原料；将所述原料放入高混机中混合5～10分钟，出料；（2）将混合后的原料放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为220～430转/分，温度为160～175℃。本发明的无卤阻燃热塑性弹性体材料，采用内聚能更大的SEEPS作改性基材，配合合适配比的低硬度的聚丙烯、相容剂等等成分，使弹性体材料硬度低，回弹性、拉伸强度、断裂伸长率优异，制得的弹性体材料表面光滑。

Description

一种无卤阻燃热塑性弹性体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃热塑性弹性体材料，本发明还涉及一种无卤阻燃热塑性弹性体材料的制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
普通的无卤热塑性弹性体采用膨胀体系阻燃，以聚磷酸铵(APP)为酸源，季戊四醇为碳源，异氰尿酸蜜胺盐(MCA)做气源，在使用中存在很大的缺陷：APP含磷、氮元素，阻燃效果优异，但是吸湿性大，易水解析出，季戊四醇也容易吸潮，使此类材料在应用于电子电器领域时，造成电性能下降，引起击穿，短路等故障。嵌段共聚物SEEPS 的内部结合能相当的高，既不会在聚苯乙烯的Tg以上自动解离，也不会在外界机械力的作用下解离，因此SEEPS的拉伸强度和模量均比通用的SBS高，使得SEEPS在实际应用中远优于普通的线形与星形SBS，在非动态用途方面可与乙丙橡胶媲美。
近年来SEEPS热塑性弹性体被广泛应用于汽车部件及工具手柄、电线电缆、医疗制品及食品容器、涂料以及聚合物共混改性等领域。然而，SEEPS热塑性弹性体易燃，火焰传播速度快，极大限制了其应用范围。
专利ZL200380103321.4公开了一种用于电线和电缆覆盖材料的树脂组合物。该专利采用PPO，间同立构聚苯乙烯，烯烃弹性体( 乙烯- 辛烯共聚物)，SEBS以及非卤阻燃剂制备而成。此体系阻燃性能优越，力学性能优良，但乙烯- 辛烯共聚物与SEBS 相容性不好，阻燃剂会因为乙烯-辛烯共聚物与SEBS相容性问题产生析出、粘于等问题；专利200580043390.X公开一种由PPO，HDPE，SEBS，有机磷酸酯等组成的热塑性复合物，此体系同样存在HDPE与SEBS相容性问题以及阻燃产品表明易发黏析出等问题；专利ZL200610119320.4 采用PPO，PE，SEBS，红磷以及氮系阻燃剂(MCA)制备阻燃复合材料，但红磷也存在易吸潮导致电性能下降的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种无卤阻燃热塑性弹性体材料及其制备方法，使弹性体材料硬度低，回弹性、拉伸强度、断裂伸长率优异，制得的弹性体材料表面光滑。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无卤阻燃热塑性弹性体材料，其创新点在于：由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物10-20份；聚丙烯15-18份；聚烯烃弹性体12-18份；无卤阻燃剂20-30份；相容剂8-12份；抗氧剂0.15-0.28份，及矿物油18-28份。
进一步的，由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物12-17份；聚丙烯16-18份；聚烯烃弹性体14-17份；无卤阻燃剂23-27份；相容剂9-11份；抗氧剂0.19-0.23份，及矿物油22-25份。
进一步的，由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物15份；聚丙烯17份；聚烯烃弹性体16份；无卤阻燃剂25份；相容剂10份；抗氧剂0.20份，及矿物油23份。
进一步的，所述矿物油为闪点高于200℃的饱和直链烷烃油和环烷烃油中的混合物，混合比例为1～5：5～1。
进一步的，所述阻燃剂为复配组合物，具体包括聚磷酸铵、季戊四醇、MgOH、六甲撑二胺氨基甲酸酯和乙酸乙酯溶剂。
进一步的，所述阻燃剂包括以下重量份的成分：聚磷酸铵20～35份、季戊四醇15～30份、氢氧化镁8～10份、六甲撑二胺氨基甲酸酯40～45份和乙酸乙酯溶剂60～90份。
进一步的，所述阻燃剂包括以下重量份的成分：聚磷酸铵25份、季戊四醇22份、氢氧化镁9份、六甲撑二胺氨基甲酸酯43份和乙酸乙酯溶剂78份。
进一步的，所述氢氧化镁的粒径为13.5～15μm。
本发明的另一个目的是提供一种无卤阻燃热塑性弹性体材料的制备方法，其创新点在于：具体步骤如下：
（1）按配量比重称取所需原料；将所述原料放入高混机中混合5～10分钟，出料；
（2）将混合后的原料放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为220～430转/分，温度为160～175℃。
 本发明的有益效果如下：
（1）本发明的无卤阻燃热塑性弹性体材料，采用内聚能更大的SEEPS作改性基材，配合合适配比的低硬度的聚丙烯、相容剂等等成分，使弹性体材料硬度低，回弹性、拉伸强度、断裂伸长率优异，制得的弹性体材料表面光滑。
（2）本发明的无卤阻燃热塑性弹性体材料，矿物油为闪点高于200℃的饱和直链烷烃油和环烷烃油中的混合物，混合比例为1～5：5～1，在达到阻燃效果的同时，改善体系相容性，减低力学性能的损失强度。
（3）本发明的无卤阻燃热塑性弹性体材料，阻燃剂为复配组合物，具体包括聚磷酸铵、季戊四醇、MgOH、六甲撑二胺氨基甲酸酯和乙酸乙酯溶剂，且各组分之间采用最合适的比例范围，制备的材料具有良好的阻燃性和耐水性。
（4）本发明的无卤阻燃热塑性弹性体材料的制备方法，方法简单有效，步骤少，操作简单，且易加工成型，能提供高性能的弹性体材料，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
实施例1
一种无卤阻燃热塑性弹性体材料，由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物10-20份；聚丙烯15-18份；聚烯烃弹性体12-18份；无卤阻燃剂20-30份；相容剂8-12份；抗氧剂0.15-0.28份，及矿物油18-28份。
其中，SEEPS 具体可为美国的Kraton1702 或日本Kuraray 公司的SEPTON4055、SEPTON4077 及SEPTON4033 中的至少一种。
其中，聚丙烯(Polypropylene，简称PP) 优选为熔融指数为10～ 90g/10min 的共聚聚丙烯。具体可为台湾永嘉的5090T，或北京燕山石化的1330。
其中，矿物油为闪点高于200℃的饱和直链烷烃油和环烷烃油中的混合物，混合比例为1～5：5～1。
其中，阻燃剂为复配组合物，具体包括聚磷酸铵、季戊四醇、MgOH、六甲撑二胺氨基甲酸酯和乙酸乙酯溶剂，具体为以下重量份的成分：聚磷酸铵20～35份、季戊四醇15～30份、氢氧化镁8～10份、六甲撑二胺氨基甲酸酯40～45份和乙酸乙酯溶剂60～90份。
其中，氢氧化镁的粒径为13.5～15μm。
以上弹性材料体的制备方法，具体步骤如下：
（1）按配量比重称取所需原料；将所述原料放入高混机中混合5分钟，出料；
（2）将混合后的原料放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为220转/分，温度为160℃。
实施例2
在实施例1的基础上，弹性体材料由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物12-17份；聚丙烯16-18份；聚烯烃弹性体14-17份；无卤阻燃剂23-27份；相容剂9-11份；抗氧剂0.19-0.23份，及矿物油22-25份。
其中，阻燃剂包括以下重量份的成分：聚磷酸铵25份、季戊四醇22份、氢氧化镁9份、六甲撑二胺氨基甲酸酯43份和乙酸乙酯溶剂78份。
以上弹性材料体的制备方法，具体步骤如下：
（1）按配量比重称取所需原料；将所述原料放入高混机中混合10分钟，出料；
（2）将混合后的原料放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为430转/分，温度为175℃。
实施例3
在实施例1或2的基础之上，由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物15份；聚丙烯17份；聚烯烃弹性体16份；无卤阻燃剂25份；相容剂10份；抗氧剂0.20份，及矿物油23份。
以上弹性材料体的制备方法，具体步骤如下：
（1）按配量比重称取所需原料；将所述原料放入高混机中混合8分钟，出料；
（2）将混合后的原料放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为380转/分，温度为170℃。
性能测试
对实施例1、2和3按上述各配方制得的热塑性弹性体性能测试，，测试环境23 摄氏度，50％ RH，结果如下表1：
表1
由上述实施例及测试数据可看出，采用内聚能更大的SEEPS作改性基材，配合合适配比的低硬度的聚丙烯、相容剂等等成分，使弹性体材料硬度低，回弹性、拉伸强度、断裂伸长率优异，制得的弹性体材料表面光滑。其中，实施例3的性能表现最为优异。
    以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1. 一种无卤阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物10-20份；聚丙烯15-18份；聚烯烃弹性体12-18份；无卤阻燃剂20-30份；相容剂8-12份；抗氧剂0.15-0.28份，及矿物油18-28份。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物12-17份；聚丙烯16-18份；聚烯烃弹性体14-17份；无卤阻燃剂23-27份；相容剂9-11份；抗氧剂0.19-0.23份，及矿物油22-25份。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：由以下重量配比的原料组成：苯乙烯嵌段共聚物15份；聚丙烯17份；聚烯烃弹性体16份；无卤阻燃剂25份；相容剂10份；抗氧剂0.20份，及矿物油23份。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：所述矿物油为闪点高于200℃的饱和直链烷烃油和环烷烃油中的混合物，混合比例为1～5：5～1。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：所述阻燃剂为复配组合物，具体包括聚磷酸铵、季戊四醇、MgOH、六甲撑二胺氨基甲酸酯和乙酸乙酯溶剂。
6.根据权利要求4所述的无卤阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：所述阻燃剂包括以下重量份的成分：聚磷酸铵20～35份、季戊四醇15～30份、氢氧化镁8～10份、六甲撑二胺氨基甲酸酯40～45份和乙酸乙酯溶剂60～90份。
7.根据权利要求4所述的无卤阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：所述阻燃剂包括以下重量份的成分：聚磷酸铵25份、季戊四醇22份、氢氧化镁9份、六甲撑二胺氨基甲酸酯43份和乙酸乙酯溶剂78份。
8.根据权利要求4所述的无卤阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：所述氢氧化镁的粒径为13.5～15μm。
9.一种权利要求1所述的无卤阻燃热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）按配量比重称取所需原料；将所述原料放入高混机中混合5～10分钟，出料；
（2）将混合后的原料放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为220～430转/分，温度为160～175℃。
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