CN107815118B - 一种低热值阻燃热塑性弹性体组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阻燃材料技术领域，目的在于提供一种低热值阻燃弹性体组合物。本发明运用多组分协效阻燃、弹性体增塑助流、无机粉体活化、多组分挤出混配等技术手段，将阻燃无机物等组分均匀分散于高增塑的弹性体连续相中。组合物各组分在高速混合和熔融混合作用下实现组分粉体的活化、助流、分散，塑形。制得弹性体组合物具有极其优异的阻燃性能和抗冲击性能，热熔流动性好，具有极高的性价比。弹性体组合物呈规整颗粒状，颗粒间无粘连，有利于加工过程中的输送。

Description

一种低热值阻燃热塑性弹性体组合物
技术领域
本发明属于阻燃材料技术领域，涉及一种低热值阻燃弹性体组合物。
背景技术
热塑性弹性体材料是常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体，可以直接模塑制备软胶制件、缓冲制件或减震制件，也可以与其它塑料材料共混或复合改善塑料制品的韧性和抗冲击性能。一般热塑性弹性体均为易燃物，火灾发生时可大量放热，并伴有烟气和毒气产生。现有技术采用卤系、磷氮系阻燃剂阻燃弹性体，其阻燃效果良好，但火灾发生时仍然放热显著，并产生大量烟气和毒气。当采用碱金属氢氧化物阻燃剂，往往力学性能和加工性均不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低热值阻燃弹性体组合物。本发明运用多组分协效阻燃、弹性体增塑助流、无机粉体活化、多组分挤出混配等技术手段，将阻燃无机物等组分均匀分散于高增塑的弹性体连续相中。组合物各组分在高速混合和熔融混合作用下实现组分粉体的活化、助流、分散，塑形。制得弹性体组合物具有极其优异的阻燃性能和抗冲击性能，热熔流动性好，具有极高的性价比。弹性体组合物呈规整颗粒状，颗粒间无粘连，有利于加工过程中的输送。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种低热值阻燃弹性体组合物，其特征在于，其组分包括水合镁铝氧化物60～80份、苯基硅油10～20份、弹性体塑形剂5～10份、相容剂2～5份、硅烷偶联剂溶液1～2份、抑烟剂1～2份、抗滴落剂0.2～0.5份。
所述水合镁铝氧化物为氢氧化镁、氢氧化铝的混合物，其质量比为3∶1，粒径为1000目。
所述的苯基硅油，其特征是闪点大于350℃。
所述的弹性体塑形剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)或氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)中的一种，共聚物嵌段比(PS∶PB)为0.4∶0.6。
所述的相容剂为SBS-MAH或SEBS-MAH，其马来酸酐接枝率为0.8％～1.2％。
所述的偶联剂溶液为硅烷偶联剂KH550乙醇溶液，其浓度为10％。
所述的抑烟剂为水合硼酸锌，优选3.5水硼酸锌。
所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯粉，其粒径为60～80目。
制造方法包含以下步骤：
步骤一、将水合镁铝氧化物、抑烟剂和硅烷偶联剂溶液加入高速混合机混合20±2min，混合温度100～120℃，混合速度1300r/min。出料，冷却至室温，得到活化粉体；
步骤二、将弹性体塑形剂、相容剂、苯基硅油加入高速混合机60～80℃下混合15±2min，混合速度650r/min，加入活化粉体、抗滴落剂继续混合5±1min，混合速度1300r/min，出料，得到预混物；
步骤三、将预混物在同向双螺杆挤出机中熔融挤出，风冷热切粒，制得低热值阻燃弹性体组合物。
所述同向双螺杆挤出机长径比48，分12段加热，其中第1、2段温度为室温～60℃，第3至5段温度为120～180℃，第6至9段温度为180～190℃，第10至12段温度为185～190℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明的目的在于提供一种低热值阻燃弹性体组合物。
与现有技术相比，本发明的优势在于弹性体组合物的阻燃效率高，加工流动性好，制造成本低，产品燃烧热值低，受热分解烟密度小，有害气体少。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
实施例1
本实施例的低热值阻燃弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物60份、苯基硅油10份、SBS 5份、SBS-MAH 5份、偶联剂溶液2份、3.5水硼酸锌2份、聚四氟乙烯粉0.5份。
制造方法包含以下步骤：
步骤一、将水合镁铝氧化物、3.5水硼酸锌和硅烷偶联剂溶液加入高速混合机混合20±2min，混合温度100～120℃，混合速度1300r/min。出料，冷却至室温，得到活化粉体；
步骤二、将SBS、SES-MAH、苯基硅油加入高速混合机60～80℃下混合15±2min，混合速度650r/min，加入活化粉体、聚四氟乙烯粉继续混合5±1min，混合速度1300r/min，出料，得到预混物；
步骤三、将预混物在同向双螺杆挤出机中熔融挤出，风冷热切粒，制得低热值阻燃弹性体组合物。
所述同向双螺杆挤出机长径比48，分12段加热，其中第1、2段温度为室温～60℃，第3至5段温度为120～180℃，第6至9段温度为180～190℃，第10至12段温度为185～190℃。
实施例2
本实施例的低热值阻燃弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物70份、苯基硅油15份、SBS 10份、SEBS-MAH 2份、偶联剂溶液1份、3.5水硼酸锌1份、聚四氟乙烯粉0.2份。
制造方法同实施例1。
实施例3
本实施例的低热值阻燃弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物80份、苯基硅油20份、SEBS 8份、SEBS-MAH 3份、偶联剂溶液1.5份、3.5水硼酸锌2份、聚四氟乙烯粉0.5份、
制造方法同实施例1。
实施例4
本实施例的低热值阻燃弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物70份、苯基硅油20份、SEBS 10份、SBS-MAH 3份、偶联剂溶液1.5份、3.5水硼酸锌2份、聚四氟乙烯粉0.5份。
制造方法同实施例1。
实施例5
本实施例的低热值阻燃弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物70份、苯基硅油15份、SEBS 10份、SBS-MAH 5份、偶联剂溶液2份、3.5水硼酸锌2份、聚四氟乙烯粉0.3份。
制造方法同实施例1。
实施例6
本实施例的低热值阻燃弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物70份、苯基硅油20份、SEBS 5份、SBS-MAH 5份、偶联剂溶液2份、3.5水硼酸锌2份、聚四氟乙烯粉0.3份。
制造方法同实施例1。
实施例7
本实施例的低热值阻燃弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物60份、苯基硅油20份、SEBS 5份，SBS-MAH 5份、偶联剂溶液2份、3.5水硼酸锌2份、聚四氟乙烯粉0.3份。
制造方法同实施例1。
实施例8
本实施例的低热值阻燃弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物70份、苯基硅油20份、SEBS 10份、SBS-MAH 5份、偶联剂溶液2份、3.5水硼酸锌2份、聚四氟乙烯粉0.3份。
制造方法同实施例1。
对比例1
本对比例的弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物70份、苯基硅油20份、SEBS 10份、SBS-MAH 5份、3.5水硼酸锌2份、聚四氟乙烯粉0.3份。
制造方法包含以下步骤：
步骤一、将水合镁铝氧化物、3.5水硼酸锌加入高速混合机混合20±2min，混合温度100～120℃，混合速度1300r/min。出料，冷却至室温，得到混合粉体；
步骤二、将SBS、SES-MAH、苯基硅油加入高速混合机60～80℃下混合15±2min，混合速度650r/min，加入混合粉体、聚四氟乙烯粉继续混合5±1min，混合速度1300r/min，出料，得到预混物；
步骤三、将预混物在同向双螺杆挤出机中熔融挤出，风冷热切粒，制得低热值阻燃弹性体组合物。
所述同向双螺杆挤出机长径比48，分12段加热，其中第1、2段温度为室温～60℃，第3至5段温度为120～180℃，第6至9段温度为180～190℃，第10至12段温度为185～190℃。
本对比例与实施例最大的不同是组分中没有偶联剂溶液，其对产品性能的不利影响是拉伸性能降低。
对比例2
本对比例的弹性体组合物组分包括水合镁铝氧化物70份、苯基硅油20份、SEBS 10份、SBS-MAH 5份、偶联剂溶液2份、3.5水硼酸锌2份。
制造方法包含以下步骤：
步骤一、将水合镁铝氧化物、3.5水硼酸锌加入高速混合机混合20±2min，混合温度100～120℃，混合速度1300r/min。出料，冷却至室温，得到活化粉体；
步骤二、将SBS、SES-MAH、苯基硅油加入高速混合机60～80℃下混合15±2min，混合速度650r/min，加入活化粉体继续混合5±1min，混合速度1300r/min，出料，得到预混物；
步骤三、将预混物在同向双螺杆挤出机中熔融挤出，风冷热切粒，制得低热值阻燃弹性体组合物。
所述同向双螺杆挤出机长径比48，分12段加热，其中第1、2段温度为室温～60℃，第3至5段温度为120～180℃，第6至9段温度为180～190℃，第10至12段温度为185～190℃。
本对比例与实施例最大的不同是组分中没有聚四氟乙烯粉，其对产品的不利影响是阻燃效果降低。
各实施例与对比例得到的热塑性弹性体性能见下表。
Figure BSA0000153308450000041
上述实施例的性能表明，本发明的低热值阻燃热塑性弹性体组合物具有高氧指、低烟、低热值的阻燃特性，同时还具备较好的机械性能和熔体加工性，可满足建筑、交通、电力等行业对阻燃材料的使用要求。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，例如根据需要增加抗老化、染色等功能，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低热值阻燃弹性体组合物，其特征在于，其组分包括水合镁铝氧化物60～80份、苯基硅油10～20份、弹性体塑形剂5～10份、相容剂2～5份、硅烷偶联剂溶液1～2份、抑烟剂1～2份、抗滴落剂0.2～0.5份；
其制造方法包含以下步骤：
步骤一、将水合镁铝氧化物、抑烟剂和硅烷偶联剂溶液加入高速混合机混合20±2min，混合温度100～120℃，混合速度1300r/min，出料，冷却至室温，得到活化粉体；
步骤二、将弹性体塑形剂、相容剂、苯基硅油加入高速混合机60～80℃下混合15±2min，混合速度650r/min，加入活化粉体、抗滴落剂继续混合5±1min，混合速度1300r/min，出料，得到预混物；
步骤三、将预混物在同向双螺杆挤出机中熔融挤出，风冷热切粒，制得低热值阻燃弹性体组合物；
其中，所述的水合镁铝氧化物为氢氧化镁、氢氧化铝的混合物，其质量比为3∶1，粒径为1000目，所述的苯基硅油闪点大于350℃。
2.根据权利要求1所述的一种低热值阻燃弹性体组合物，其特征在于，所述的弹性体塑形剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)或氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)中的一种，共聚物嵌段比(PS∶PB)为0.4∶0.6。
3.根据权利要求1所述的一种低热值阻燃弹性体组合物，其特征在于，所述的相容剂为SBS-MAH或SEBS-MAH，其马来酸酐接枝率为0.8％～1.2％。
4.根据权利要求1所述的一种低热值阻燃弹性体组合物，其特征在于，所述的偶联剂溶液为硅烷偶联剂KH550乙醇溶液，其浓度为10％。
5.根据权利要求1所述的一种低热值阻燃弹性体组合物，其特征在于，所述的抑烟剂为3.5水硼酸锌。
6.根据权利要求1所述的一种低热值阻燃弹性体组合物，其特征在于，所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯粉，其粒径为60～80目。
7.根据权利要求1所述的一种低热值阻燃弹性体组合物，其特征在于，所述同向双螺杆挤出机长径比48，分12段加热，其中第1、2段温度为室温～60℃，第3至5段温度为120～180℃，第6至9段温度为180～190℃，第10至12段温度为185～190℃。
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