CN105037965A - 无卤阻燃聚烯烃热塑性弹性体 - Google Patents

无卤阻燃聚烯烃热塑性弹性体 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种采用无卤阻燃剂制备的无卤阻燃聚烯烃热塑性弹性体。采用三元乙丙橡胶、聚烯烃树脂以及苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物、氮磷无卤阻燃剂的复合体系，并采用马来酸酐接枝聚烯烃树脂(MPO)/端羧基聚丁二烯(CTPB)增容体系，MPO与CTPB增容剂具有非极性的大分子链，又有极性羧基官能团，能有效地降低体系组分之间的界面张力，达到增容目的，具有很好的力学性能和优异的加工性能；本发明的制备可以采用塑料加工设备，成型周期短，不需再硫化，工序简单，对比传统橡胶复杂的工序，加工成本降低50％以上；本发明弹性体的热塑性使其边角余料可回收再重新加工，不降低性能，降低材料成本。

Description

无卤阻燃聚烯烃热塑性弹性体
技术领域
本发明属于一种热塑性弹性体，进一步说是采用无卤阻燃剂制备的无卤阻燃聚烯烃热塑性弹性体。
背景技术
近年来，随着新能源装备、城市轨道交通、高速铁路、船舶、机车、航空航天、军工、通讯等产业的迅速发展，对热塑性弹性体新材料的需求增长迅速。对这种新材料的要求是阻燃、环保(符合欧盟ROHS环保指令)且具有很好的力学性能。
聚烯烃热塑性弹性体具有很好的电性能、力学性能、耐寒性、耐光、热老化性，耐水、酸、碱、盐雾性，并且是无毒环保的材料。但是由于它是非极性材料，与具有极性的环保性的阻燃剂如含有氮磷元素的无卤阻燃剂相容性很差，因此，上述聚烯烃材料与氮磷无卤阻燃剂简单共混，其力学性能及加工性能会变得很差，甚至无法使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷和不足之处，本发明提供一种具有很好的力学性能和优异的加工性能的无卤阻燃聚烯烃热塑性弹性体。
本发明的目的是这样实现的：一种无卤阻燃聚烯烃热塑性弹性体，按重量百分比由以下组分共混而成：
所述增容剂是由马来酸酐接枝的聚烯烃树脂与端羧基聚丁二烯组成，二者按重量配比比例依次为10～20:5～10。
所述三元乙丙橡胶的第三单体为乙叉降冰片烯，占重量百分比2～8％；丙烯占重量百分比25～45％。
所述聚烯烃树脂是均聚聚丙烯，或乙烯、丙烯共聚物。
所述苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物的苯乙烯占重量百分比为28～35％。
所述氮磷无卤阻燃剂的氮磷元素占重量百分比分别为：N：42～44％，P:12～14％。
所述端羧基聚丁二烯数均分子量为1000～5200，羧基值(mol/100g胶)0.03～0.07。
所述的马来酸酐接枝的聚烯烃为马来酸酐接枝的均聚聚丙烯或马来酸酐接枝的乙烯与丙烯或丁烯或辛烯共聚物。
所述硫化剂采用两种：酚醛树脂占整体组成重量百分比0.5～8％；有机过氧化物整体组成重量百分比占0.1～3％。
所述酚醛树脂可以是苯酚甲醛树脂、烷基苯酚甲醛树脂、叔丁基苯酚甲醛树脂、叔辛基苯酚甲醛树脂、溴甲烷基苯酚甲醛树脂、溴甲基对叔丁基苯酚甲醛树脂或溴甲基对叔辛基苯酚甲醛树脂。
所述有机过氧化物可以是过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酸)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷、过氧化二异苯丙、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-乙炔、叔丁基异丙苯基过氧化物或1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷。
本发明的有益效果在于：(1)由于采用马来酸酐接枝聚烯烃树脂(MPO)/端羧基聚丁二烯(CTPB)增容体系，MPO与CTPB增容剂具有非极性的大分子链，又有极性羧基官能团，能有效地降低体系组分之间的界面张力，达到增容目的，具有很好的力学性能和优异的加工性能。(2)本发明的制备可以采用塑料加工设备，成型周期短，不需再硫化，工序简单，对比传统橡胶复杂的工序，加工成本降低50％以上。(3)本发明弹性体的热塑性使其边角余料可回收再重新加工，不降低性能，降低材料成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述：
表1为本发明实施例1、实施例2及对比例的组成及重量份，实施例1及实施例2除了MPO/CTPB增容剂占整体组分重量百分比不同外，其它完全相同。对比例与实施例1.2相比，除不含MPO/CTPB增容剂外，其它组成完全相同。
本发明实施例采用的三元乙丙橡胶、聚烯烃树脂以及苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物、氮磷无卤阻燃剂的复合体系如下：三元乙丙橡胶的型号为3110M，聚丙烯的型号为T30S，苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物的型号为MD6917。氮磷无卤阻燃剂的型号为MELAPUR200-70。
增容剂两种组分配比的重量比例MPO：CTPB为10:5。其中MPO为自制的马来酸酐接枝的均聚聚丙烯MPP01，CTPB的型号为ButarezCT。
两种硫化剂中酚醛树脂硫化剂采用叔丁基苯酚甲醛树脂，型号为HY-2401；有机过氧化物硫化剂采用过氧化二异丙苯，型号为PERO302。
表1
实施例1(份) 实施例2(份) 对比例(份)
3110M 50 50 50
T30S 25 25 25
MD6917 10 10 10
MELAPUR200—70 35 35 35
MPP01/Butarez CT 16 8 ——
HY—2401 8 8 8
PER0302 3 3 3
实施例1、2与对比例的物性比较见表2：
表2
项目 实施例1 实施例2 对比例
硬度(shoreA) 88 89 91
拉伸硬度(Mpa) 12.2 9.5 5.2
拉断伸长率(％) 478 365 69
撕裂强度(KN/m) 46 39 26
氧指数(OI) 32 31 28
挤出制品表面 非常光滑 较光滑 很粗糙
由实施例1、2与对比例的物性可以看出，未加增容剂的对比例的力学性能及阻燃性差。由实施例1和实施例2的对比可以看出，随着增容剂的用量增加，力学性能、阻燃性以及产品外观均提高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃聚烯烃热塑性弹性体，其特征在于：按重量百分比由以下组分共混而成：
所述增容剂是由马来酸酐接枝的聚烯烃树脂与端羧基聚丁二烯组成，二者按重量配比比例依次为10～20:5～10。
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于所述三元乙丙橡胶的第三单体为乙叉降冰片烯，占重量百分比2～8％；丙烯占重量百分比25～45％。
3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述聚烯烃树脂是均聚聚丙烯，或，乙烯、丙烯共聚物。
4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物的苯乙烯占重量百分比为28～35％。
5.权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于所述氮磷无卤阻燃剂的氮磷元素占重量百分比分别为：N：42～44％，P:12～14％。
6.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述端羧基聚丁二烯数均分子量为1000～5200，羧基值(mol/100g胶)0.03～0.07。
7.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述的马来酸酐接枝的聚烯烃为马来酸酐接枝的均聚聚丙烯或马来酸酐接枝的乙烯与丙烯或丁烯或辛烯共聚物。
8.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述硫化剂采用两种：酚醛树脂占整体组成重量百分比0.5～8％；有机过氧化物占整体组成重量百分比0.1～3％。
9.根据权利要求8所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述酚醛树脂是苯酚甲醛树脂、烷基苯酚甲醛树脂、叔丁基苯酚甲醛树脂、叔辛基苯酚甲醛树脂、溴甲烷基苯酚甲醛树脂、溴甲基对叔丁基苯酚甲醛树脂或溴甲基对叔辛基苯酚甲醛树脂。
10.根据权利要求8所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述有机过氧化物是过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酸)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷、过氧化二异苯丙、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-乙炔、叔丁基异丙苯基过氧化物或1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷。
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