CN107434913B - 一种无卤阻燃抗uv强粘结pa包胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料技术领域，特别涉及无卤环保阻燃热塑性弹性体TPE注塑成型领域，具体涉及一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料及其制备方法。所得材料具有优异的耐黄变性能，可以达到抗UV四级；阻燃等级高，粘结PA材料剥离强度高，柔软的表面触感、极易加工等优点。可以广泛应用电动工具包胶领域，且制备方法步骤简洁，易于实现，生产率高。

Description

一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及无卤环保阻燃热塑性弹性体TPE注塑成型领域，具体涉及一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料及其制备方法。
背景技术
在无卤环保阻燃热塑性弹性体TPE材料中，由于要求材料拥有优异的阻燃等级，需要在配方中加入大量的阻燃剂粉末，从而导致出现粘结PA材料剥离强度低，易脱落；另外包胶PA材料抗UV等级达不到四级，耐黄变性能差。
例如，现有技术CN104559020A提供了一种无卤抗静电阻燃TPE成型专用料，其由以下原料组成：SEBS橡胶树脂、软化增塑剂、阻燃剂、抗静电剂、聚丙烯树脂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂；还公开了无卤抗静电阻燃TPE成型专用料的制备方法。其主要属于抗静电的耳机线材，着重强调抗静电功能。仍难克服前述问题和缺陷。
现有技术CN104559019A提供了一种阻燃TPE塑料生产配方，由以下重量配比的原料制成：35％～40％的SEBS；8％～20％的PP；25％～35％的无卤固体阻燃剂；0.05％～1％的抗氧剂；2％～5％的加工助剂；0.5％～12％的白油；3％～6％的相容剂；1％～3％的光稳定剂。本发明还公开了制备上述TPE氟色母的加工工艺，包含以下步骤：(1)配料；(2)挤出成型；(3)冷却；(4)切粒；(5)脱水；(6)分拣；(7)干燥；(8)包装入库。其主要属于抗开裂的线材，着重强调成炭剂的功能。仍难克服前述问题和缺陷。
发明内容
鉴于现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料，其中，材料组成质量比为：
Figure GDA0001439380060000011
Figure GDA0001439380060000021
前述各材料质量比例之和为100％。
前述材料的组成及比例范围选择都是根据最终材料的性能来确定的；SEBS的作用是材料柔软的弹性，软化增塑剂的作用是降低材料硬度，阻燃剂的作用是提供材料阻燃效果，热塑性脂肪族聚氨酯弹性体为提供材料对PA塑料强粘结作用、优异的抗UV性能，抗氧化剂的作用是为材料提供对环境氧气的保护作用，抗紫外线的作用是防止空气中紫外线对材料的破坏作用，硅酮母粒为材料提供润滑作用，相容剂使配方体系中各个组分具有更好的相容性，增加体系极性，对PA塑料强粘结作用。
作为本发明的一种改进，所述的SEBS橡胶树脂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
作为本发明的一种改进，所述的软化增塑剂为饱和直链环烷烃油、白矿油中的至少一种。饱和直链环烷烃油、白矿油的碳原子个数范围是C18～C30。
作为本发明的一种改进，所述的阻燃剂为磷-氮系混合阻燃剂、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少一种。相对于其他阻燃剂在本发明中有更好的阻燃效果。
作为本发明的一种改进，所述的热塑性聚酯弹性体是脂肪族聚氨酯弹性体。此类弹性体在本发明中具有优异的抗UV性能。
作为本发明的一种改进，所述相容剂为马来酸酐接枝EVA、马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝EPDM中的至少两种以上。
至少两种前述选择的相容剂的质量比例范围为1:1～1:3，采用此相容剂组合相对于单一相容剂或者其他相容剂，使配方体系中各个组分具有更好的相容性能，增加体系极性，对PA塑料强粘结作用。
作为本发明的一种改进，所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。它们的搭配在本发明中具有更好的抗氧化性能。
作为本发明的一种改进，所述抗紫外线剂为光吸收剂类、光稳定剂类抗紫外线剂中的至少一种，具有超强的紫外线吸收能力，大幅度提高产品的抗UV性能。
作为本发明的一种改进，所述硅酮母粒为超高分子量聚硅氧烷。其中，硅酮母粒为超高分子量聚硅氧烷，其中分子量为100～200万。
本发明的另一目的在于提供了一种上述无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)先用SEBS橡胶树脂充分吸收软化增塑剂，然后将吸收好软化增塑剂的SEBS橡胶树脂、阻燃剂、热塑性脂肪族聚氨酯弹性体、抗氧剂、抗紫外线剂、相容剂、硅酮母粒组分按比例充分混匀，获得混合物；
(2)将所述混合物加入长径比为40：1～48：1、挤出温度为200～240℃、转速为200～500rpm的双螺杆挤出机中熔融混炼，然后依次经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后制得。
本发明相对于现有技术的有益效果，包括：
(1)本发明提供的热塑性脂肪族TPU具有优异的耐黄变性能，可以达到抗UV四级；
(2)本发明提供的无卤环保阻燃TPE热塑性弹性体的配方合理，阻燃型的TPE混合物具有无卤阻燃等级高，粘结PA材料剥离强度高，柔软的表面触感、极易加工等优点。根据大量的实验研究，前述优点的体现并非各种材料根据性能简单组成就可以达到的，而是特定材料配合及比例限定后，产生协同作用的结果。由于无卤环保阻燃，不会威胁人类身体健康和破坏环境。
(3)本发明提供的无卤环保阻燃热塑性TPE材料可以广泛应用电动工具包胶领域，且工艺步骤简洁，易于实现，生产率高。
具体实施方式
下面结合优选实施例对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例1，
本实施例提供一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料及其制备方法，材料由以下质量百分比的原料组成：
SEBS橡胶树脂12％、软化增塑剂15％、阻燃剂20％、热塑性脂肪族聚氨酯弹性体30％、相容剂21％、硅酮母粒1.4％、抗氧剂0.3％、抗紫外线剂0.3％
所述的SEBS橡胶树脂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。本实施例中，该SEBS橡胶树脂优选为台橡股份有限公司SEBS 6153。
所述的软化增塑剂为饱和直链环烷烃油、白矿油中的至少一种。本实施例中，该软化增塑剂优选为德国汉圣化工集团白油Pionier 2071P。
所述的阻燃剂为磷-氮系混合阻燃剂、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少一种。本实施例中，该阻燃剂优选为德国科莱恩化工集团阻燃剂OP935。
所述的热塑性聚酯弹性体是脂肪族聚氨酯弹性体。本实施例中，该热塑性聚酯弹性体优选为浙江万华
Figure GDA0001439380060000041
WHT-A880。
所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类或含硫酯类中的至少一种。本实施例中，所述抗氧剂优选为德国巴斯夫化工Irganox1010和Irgafos168，其中Irganox1010：Irgafos168添加比例为1:1。
所述抗紫外线剂为具有超强的紫外线吸收能力，大幅度提高产品的抗UV性能。本实施例中，该抗紫外线剂优选为德国巴斯夫化工UV531。
所述硅酮母粒为以特种改性有机硅聚合物为主体组份,再配以多种功能性助剂制成的有机硅塑料耐磨剂。本实施例中，该加工助剂优选为美国道康宁化工的硅酮母粒MB50-001。
所述的相容剂为是所述相容剂为马来酸酐接枝EVA、马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝EPDM中的至少两种以上。本实施例中，该相容剂优选为美国科腾公司的FG1901和美国杜邦
Figure GDA0001439380060000042
P353，其中FG1901：
Figure GDA0001439380060000043
P353添加比例为1:1。
制备方法包括以下步骤：
(1)先用SEBS橡胶树脂充分吸收软化增塑剂，然后将吸收好软化增塑剂的SEBS橡胶树脂、阻燃剂、热塑性脂肪族聚氨酯弹性体、相容剂、硅酮母粒、抗氧剂、抗紫外线剂按比例充分混匀，获得混合物；本实施例中，所述的步骤(1)在高速混料机中进行。
(2)将所述混合物加入长径比为40：1～48：1、挤出温度为210～250℃、转速为300～500rpm的双螺杆挤出机中熔融混炼，然后依次经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后制得一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料及其制备方法。
本实施例中，优选的通过喂料器将所述混合物送入强剪切双螺杆挤出机，其中，该强剪切双螺杆挤出机的长径比为48：1，螺杆各段温度分别为：160℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃、180℃、170℃、机头温度195℃，转速为450rpm。
实施例2，
本实施例提供的一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别点在于，其由以下质量百分比的原料组成：SEBS橡胶树脂14％、软化增塑剂13％、阻燃剂20％、热塑性脂肪族聚氨酯弹性体30％、相容剂21％、硅酮母粒1.4％、抗氧剂0.3％、抗紫外线剂0.3％
实施例3，
本实施例提供的一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别点在于，其由以下质量百分比的原料组成：SEBS橡胶树脂12％、软化增塑剂15％、阻燃剂22％、热塑性脂肪族聚氨酯弹性体28％、相容剂21％、硅酮母粒1.4％、抗氧剂0.3％、抗紫外线剂0.3％
对比实施例1
SEBS橡胶树脂12％、软化增塑剂15％、阻燃剂20％、热塑性芳香族聚氨酯弹性体30％、相容剂21％、硅酮母粒1.4％、抗氧剂0.3％、抗紫外线剂0.3％
对比实施例2
SEBS橡胶树脂30％、软化增塑剂17％、阻燃剂20％、热塑性脂肪族族聚氨酯弹性体10％、相容剂21％、硅酮母粒1.4％、抗氧剂0.3％、抗紫外线剂0.3％
对比实施例3
SEBS橡胶树脂20％、软化增塑剂15％、阻燃剂8％、热塑性脂肪族聚氨酯弹性体30％、相容剂23％、硅酮母粒1.4％、抗氧剂0.3％、抗紫外线剂0.3％。
实施例4性能测试实施例
对实施例和对比实施例的材料进行检测，结果如下：
Figure DA00014393800667582
Figure GDA0001439380060000061
由上述结果可见，采用不含相应材料或者相应比例的材料的对比实施例在上述检测结果中明显较差。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种无卤阻燃抗UV强粘结PA包胶材料，其特征在于，材料由以下质量百分比的原料组成：
SEBS橡胶树脂14％、软化增塑剂13％、阻燃剂20％、热塑性脂肪族聚氨酯弹性体30％、相容剂21％、硅酮母粒1.4％、抗氧剂0.3％、抗紫外线剂0.3％；
所述的SEBS橡胶树脂为台橡股份有限公司SEBS 6153；
所述的软化增塑剂为德国汉圣化工集团白油Pionier2071P；
所述的阻燃剂为德国科莱恩化工集团阻燃剂OP935；
所述的热塑性聚酯弹性体是脂肪族聚氨酯弹性体，为浙江万华
Figure FDA0002312407760000011
WHT-A880；
所述抗氧剂为德国巴斯夫化工Irganox1010和Irgafos168，其中Irganox1010：Irgafos168添加比例为1:1；
所述抗紫外线剂为德国巴斯夫化工UV 531；
所述硅酮母粒为美国道康宁化工的硅酮母粒MB50-001；
所述的相容剂为美国科腾公司的FG1901和美国杜邦
Figure FDA0002312407760000012
P353，其中FG1901：
Figure FDA0002312407760000013
P353质量比例为1:1；
制备方法包括以下步骤：
(1)先用SEBS橡胶树脂充分吸收软化增塑剂，然后将吸收好软化增塑剂的SEBS橡胶树脂、阻燃剂、热塑性脂肪族聚氨酯弹性体、相容剂、硅酮母粒、抗氧剂、抗紫外线剂按比例充分混匀，获得混合物，在高速混料机中进行；
(2)通过喂料器将所述混合物送入强剪切双螺杆挤出机，其中，该强剪切双螺杆挤出机的长径比为48：1，螺杆各段温度分别为：160℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃、180℃、170℃、机头温度195℃，转速为450rpm。
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