CN108219260A - 一种无卤阻燃eva热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料,所述材料由以下重量份的组分组成:乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物100份,复合阻燃剂22~35份,相容改性剂3~10份。所述无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料制备方法,包括以下步骤:按照配方称取各原料倒入混合机中高速混合,出料,得到混合物料;混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出,所挤出的条料模头切粒和水冷却,通过干燥处理即得无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子材料及其制备方法,具体涉及一种无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料及其制备方法。
背景技术
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是一种通用高分子聚合物,英文简称是EVA,分子式是(C2H4)x.(C4H6O2)y,具有很好的耐低温性能,其热分解温度较低,约为230℃左右,随着分子量的增大,EVA的软化点上升,加工性和塑件表面光泽性下降,但强度增加,冲击韧性和耐环境应力开裂性提高,EVA的耐化学药品、耐油性方面较之PE(聚乙烯),PVC(聚氯乙烯)稍差,并随醋酸乙烯含量的增加,变化更加明显。
EVA是一种具备优良的柔軔性、与填料相容性、抗冲击性、耐低温性、耐应力开裂性和抗撕裂性能,广泛应用于薄膜、发泡鞋材、玩具、汽车与电器配件、电线电缆、绝缘材料、热熔胶等领域。但其由于EVA容易燃烧,而且在添加阻燃剂改性后,其综合力学性能会急剧下降,影响EVA材料的工程应用。
发明内容
本发明利用无卤阻燃剂配合和马来酸酐接枝EVA使用,可显著提高EVA的综合力学性能和阻燃性能,满足阻燃特定应用领域的应用需要。
本发明的目的之一在于解决上述问题,提供一种具有使用方法简便、灵活,可满足特定应用要求的产品生产,同时具有较好的力学性能、耐热性能、生产工序简单的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料。
本发明的另一目的在于提供上述无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料的制备方法。
本发明要求保护的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料,由下述重量份的组分组成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)100份,复合阻燃剂22~35份,相容改性剂3~10份。
优选的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料由下述重量份组分组成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)100份,复合阻燃剂25,相容改性剂6份。
优选的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料由下述重量份的组分组成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)100份,复合阻燃剂30,相容改性剂8份。
本发明所述的复合阻燃剂优选为由以下重量份的原料组成:双磷酸哌嗪10~30份、聚磷酸三聚氰胺5~20份、三聚氰胺氰尿酸盐2~10份、硼酸锌0.5~5份。
本发明所述的复合阻燃剂优选为由以下重量份的原料组成:双磷酸哌嗪16.68份、聚磷酸三聚氰胺8.32份、三聚氰胺氰尿酸盐4.16份、硼酸锌0.84份。
优选的本发明所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的EVA含量为18%~28%。
优选的本发明所述的相容改性剂为马来酸酐接枝EVA接枝率为1.5%~2.5%。
本发明所述的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)按照配方称乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,复合阻燃剂,相容改性剂倒入混合机中高速混合5~6min,使粉状复合阻燃剂均匀包覆在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和相容改性剂上,出料,得到混合物料;
(2)将步骤(1)所得的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出,双螺杆挤出机各区的温度为:T1=75~85℃,T2=80~90℃,T3=85~95℃,T4=90~100℃,T5=95~105℃,T6=100~110℃,T7=105~115℃,T8=110~120℃,T9=115~125℃,T模=110~120℃,所挤出的条料模头切粒和水冷却,通过干燥处理即得无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料。
该制备方法优选的步骤(2)中,双螺杆挤出机各区的温度为:T1=80℃,T290℃,T3=95℃,T4=100℃,T5=105℃,T6=110℃,T7=115℃,T8=120℃,T9=125℃,T模=115℃。
该制备方法优选的步骤(1)混合机中高速混合6min。
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以下简称EVA
本发明具有的积极效果:
1.本发明的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料采用复合阻燃剂为氮磷化合物的复配物,具有以下优点:
(1)在EVA燃烧物表面能迅速产生阻隔空气的致密碳层,有效阻止燃烧,阻燃剂用量少,阻燃效果好;
(2)发明的复合阻燃剂在EVA燃烧物过程中不产生有毒有害气体,烟密度低,安全和环保性好;
(3)发明的复合阻燃剂在EVA中具有良好耐水抽出性,使发明的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料具有良好的耐水性。
2.本发明的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料采用以接枝EVA作为相容改性剂,能有效改善复合阻燃剂与EVA材料界面的相容性,保证无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料基本力学性能。
具体实施方式
实施例1
本实施例的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料由下述重量的组分制成:
25kg的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),其中VA(醋酸乙烯酯)含量为18%,6.25kg复合阻燃剂(其中3.47kg双磷酸哌嗪、1.74kg聚磷酸三聚氰胺、0.87kg三聚氰胺氰尿酸盐、0.17kg硼酸锌),1.5kg马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(以下简称:接枝EVA),接枝率2.1%
上述无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料的制备方法具有以下步骤:
(1)将按照配方称EVA热塑性弹性体、复合阻燃剂和相容改性剂倒入混合机中高速混合6min,使粉状复合阻燃剂均匀包覆在EVA和接枝EVA上,出料,得到混合物料;
(2)将步骤(1)所得的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出,所挤出的条料模头切粒和水冷却,通过干燥处理即得无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料。
上述步骤(2)中,双螺杆挤出机各区的温度为:T1=80℃,T2=90℃,T3=95℃,T4=100℃,T5=105℃,T6=110℃,T7=115℃,T8=120℃,T9=125℃,T模=115℃。
实施例2~实施例6
各实施例的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料的制备方法与实施例1相同,不同之处在于各组分的重量配比,具体见表1。
表1:实施例1~6组方配比
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
EVA(VA含量18%) | 25kg | 25kg | 25kg | 25kg | 25kg | 25kg |
双磷酸哌嗪 | 3.47kg | 4.17kg | 3.69kg | 4.17kg | 4.17kg | 3.69kg |
聚磷酸三聚氰胺 | 1.74kg | 2.08kg | 2.46kg | 2.08kg | 2.08kg | 2.46kg |
三聚氰胺氰尿酸盐 | 0.87kg | 1.04kg | 1.23kg | 1.04kg | 1.04kg | 1.23kg |
硼酸锌 | 0.17kg | 0.21kg | 0.62 | 0.21kg | 0.21kg | 0.62 |
接枝EVA | 1.5kg | 1.5kg | 1.5kg | 1kg | 2kg | 2kg |
将实施例1~实施例6制得的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料,采用注塑成型机注塑标准试样,并按国家标准对该标准试样进行力性能测试,测试结果见表2。
表2:实施例1~6组方制得无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料测试结果
对比例
对比例的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料的制备方法与实施例3和实施例6相同,不同之处在组分配比不同,将不加相容改性剂、不同阻燃剂的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料与实施例3、实施例6作对比,具体见表3。
表3:实施例3、实施例6、对比例组配方比
实施例3 | 实施例6 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
EVA(VA含量18%) | 25kg | 25kg | 25kg | 25kg | 25kg | 25kg |
双磷酸哌嗪 | 3.69kg | 3.69kg | 3.69kg | 0 | 0 | 0 |
聚磷酸三聚氰胺 | 2.46kg | 2.46kg | 2.46kg | 2.46kg | 0 | 0 |
三聚氰胺氰尿酸盐 | 1.23kg | 1.23kg | 1.23kg | 1.23kg | 0 | 0 |
硼酸锌 | 0.62kg | 0.62kg | 0.62kg | 0.62kg | 1.25kg | 1.25kg |
接枝EVA | 1.5kg | 2kg | 0 | 0 | 0 | 0 |
聚磷酸胺 | 0 | 0 | 0 | 3.69kg | 0 | 0 |
氢氧化镁 | 0 | 0 | 0 | 0 | 12.5kg | 0 |
氢氧化铝 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15kg |
将对比例无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料采用注塑成型机注塑标准试样,测试的性能,具体见表4。
表4:实施例3、实施例6、对比例组制得无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料测试结果
测试性能 | 实施例3 | 实施例6 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
拉伸强度/MPa | 4.42 | 4.65 | 4.20 | 3.85 | 3.40 | 3.05 |
弹性模量/MPa | 17.79 | 18.02 | 16.89 | 15.30 | 14.21 | 13.21 |
断裂伸长率/% | 450 | 460 | 520 | 420 | 380 | 320 |
氧指数/%(未热水处理) | 30.3 | 31.0 | 29.0 | 28.4 | 24.7 | 25.1 |
氧指数/%(经热水处理) | 30.1 | 30.8 | 28.7 | 24.0 | 23.5 | 24.7 |
由表4实验结果可知:
1.实施例3、实施例6与对比例1比较可见,本发明采用接枝EVA为相容改性剂得到的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料与无接枝EVA得到的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料相比,能有效提高得到的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料的拉伸强度和阻燃性能。
2.实施例3、实施例6与对比例2比较可见,采用对比例2的组分制成的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料,阻燃性相对较低,分析原因是由于聚磷酸铵(简称APP)耐水性差,其经水煮后阻燃性降低。
3.实施例3、实施例6与对比例3、对比例4比较可见,采用对比例3、4的组分制成的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料,选用氢氧化镁、氢氧化铝作为阻燃剂,制成的材料阻燃效果和力学性能均比本发明差,且氢氧化镁、氢氧化铝作为阻燃剂用量过大,不适合于绿色生产。
综上所述,本发明的无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料组方由以下成分组成:EVA、双磷酸哌嗪、聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、硼酸锌、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,是发明人经过大量的创新性劳动从众多的具有类似作用的成分中得到的特定的组合,具有很好的阻燃效果。
Claims (10)
1.一种无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料,其特征在于,所述材料由以下重量份的组分组成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份,复合阻燃剂22~35份,相容改性剂3~10份。
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料,其特征在于,所述材料由下述重量份的组分组成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份,复合阻燃剂25份,相容改性剂6份。
3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料,其特征在于,所述材料由下述重量份的组分组成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份,复合阻燃剂30份,相容改性剂8份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的复合阻燃剂由以下重量份的原料组成:双磷酸哌嗪10~30份、聚磷酸三聚氰胺5~20份、三聚氰胺氰尿酸盐2~10份、硼酸锌0.5~5份。
5.根据权利要求4所述的热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的复合阻燃剂由以下重量份的原料组成:双磷酸哌嗪16.68份、聚磷酸三聚氰胺8.32份、三聚氰胺氰尿酸盐4.16份、硼酸锌0.84份。
6.根据权利要求1-3任一项所述的热塑性弹性体材料,其特征在于,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为18%~28%。
7.根据权利要求1-3任一项所述的热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的相容改性剂为马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,接枝率为1.5%~2.5%。
8.根据权利要求1-3任一项所述的热塑性弹性体材料的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)按照配方称乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,复合阻燃剂,相容改性剂倒入混合机中高速混合5~6min,使粉状复合阻燃剂均匀包覆在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和相容改性剂上,出料,得到混合物料;
(2)将步骤(1)所得的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出,双螺杆挤出机各区的温度为:T1=75~85℃,T2=80~90℃,T3=85~95℃,T4=90~100℃,T5=95~105℃,T6=100~110℃,T7=105~115℃,T8=110~120℃,T9=115~125℃,T模=110~120℃,所挤出的条料模头切粒和水冷却,通过干燥处理即得无卤阻燃EVA热塑性弹性体材料。
9.根据权利要求8所述的热塑性弹性体材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,双螺杆挤出机各区的温度为:T1=80℃,T290℃,T3=95℃,T4=100℃,T5=105℃,T6=110℃,T7=115℃,T8=120℃,T9=125℃,T模=115℃。
10.根据权利要求8所述的热塑性弹性体材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)混合机中高速混合6min。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180629 |
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