CN109721932A

CN109721932A - 一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN109721932A
Application number: CN201811486325.XA
Authority: CN
Inventors: 董启殿; 吕伟; 李广富; 龚文幸
Original assignee: GUANGDONG JUSHI CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG JUSHI CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2019-05-07

Abstract

本发明公开了一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法和应用。一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体是由以下原料组成：苯乙烯类热塑性弹性体、填充油、聚苯醚树脂、聚烯烃树脂、烯烃基弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯相容剂、无卤阻燃剂、加工助剂。同时也公开了这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法，还公开了这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的应用。本发明的光亮型无卤阻燃热塑性弹性体在满足UL1581 VW‑1阻燃性能的前提下，通过烯烃基弹性体和PP‑g‑MAH相容剂的共同作用下，赋予了材料表面光亮的外观，使材料能够调出鲜艳的彩色。本发明的材料综合性能优异，制备工艺简单，值得推广应用，适合于用作消费类电子产品的外被料。

Description

一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法和应用。

背景技术

苯乙烯类热塑性弹性体是一种具备塑料和橡胶特性的弹性体材料。而聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)共聚物(SEBS)是SBS经加氢处理后的产物，具有更优异的耐老化性能，以及良好的力学性能。因而，SEBS成为了消费类电子产品的外被胶料的主要材料之一，数据传输线，耳机线为其典型用途。

苯乙烯类热塑性弹性体材料本身可作为一种雾面剂存在，添加了苯乙烯类热塑性弹性体的材料，其表面呈现出来的是雾面和半雾面，但无法达到类似聚氨酯弹性体的光亮表面。而无卤阻燃热塑性弹性体材料，为了满足UL1581VW-1的高阻燃要求，一般需要添加复合阻燃剂30-40％，同时更进一步的使材料呈现出雾面的表面状态。

对于消费类电子线产品而言，白色和黑色产品，客户一般要求材料能够呈现出雾面的效果，可以给消费者以高端时尚的感官。而对于彩色产品，更希望能够色彩鲜艳夺目，给予消费者眼前一亮的惊喜感。而市场上的无卤阻燃热塑性弹性体很难做到光亮面的效果。部分厂家会添加较大份量的色粉和荧光增白剂进行调色，但材料呈现出来的光亮面效果不明显。添加过量的色粉容易导致析出、加工困难、色粉降解等问题。而添加荧光增白剂会导致产品的抗UV性能变差，产品容易发生变色。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种具有优异的阻燃性能和良好的力学性能的光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，本发明的目的之二在于提供这种材料光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法，本发明的目的之三在于提供这种材料光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的应用。

本发明人基于上述技术问题通过深入的研究，发现在保持复合阻燃剂添加量不变的情况下，通过添加烯烃基弹性体和马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(PP-g-MAH)，材料呈现出光亮的表面效果，使产品可以通过调色获得鲜艳的色彩。

本发明所采取的技术方案是：

一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，是由以下质量百分比的原料组成：

苯乙烯类热塑性弹性体 15％～25％；

填充油 5％～20％；

聚苯醚树脂 10％～25％；

聚烯烃树脂 2％～20％；

烯烃基弹性体 5％～20％；

马来酸酐接枝聚丙烯相容剂 2％～5％；

无卤阻燃剂 20％～40％；

加工助剂 1％～5％。

优选的，一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，是由以下质量百分比的原料组成：

苯乙烯类热塑性弹性体 15％～25％；

填充油 10％～20％；

聚苯醚树脂 15％～25％；

聚烯烃树脂 5％～20％；

烯烃基弹性体 10％～20％；

马来酸酐接枝聚丙烯相容剂 3％～5％；

无卤阻燃剂 30％～40％；

加工助剂 2％～5％。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体中，苯乙烯类热塑性弹性体为SEBS，SEBS中的苯乙烯质量含量为25％～35％。SEBS是指聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)三嵌段共聚物。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体中，填充油为石蜡基白油、环烷基白油中的至少一种。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体中，聚苯醚树脂(聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，也称为PPE或PPO)的特性粘度为30cm³/g～50cm³/g。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体中，聚烯烃树脂为聚丙烯、聚乙烯中的至少一种；进一步优选的，聚烯烃树脂为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯中的至少一种。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体中，烯烃基弹性体为乙烯与丙烯的共聚物、乙烯与己烯的共聚物、乙烯与辛烯共聚物中的至少一种。

在本发明中，烯烃基弹性体底色透明，具有良好的弹性，与其它材料的相容性好，可替代苯乙烯类弹性体在产品中的添加。因此了减少苯乙烯类弹性体带来的雾面效果，能够使材料表面具有光亮的效果。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体中，马来酸酐接枝聚丙烯相容剂的接枝率为0.5％～1.5％。

在本发明中，PP-g-MAH相容剂能够促进树脂成分与阻燃剂成分的相容性，提高产品的均一性，对材料达到光亮效果有改善作用，并提高产品的力学性能。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体中，无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝、次磷酸铝、次磷酸锌、硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少一种；进一步优选的，无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝、次磷酸铝氰尿酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少两种。

在本发明中，聚苯醚树脂和复合阻燃剂进行配合使用。复合阻燃剂以气相阻燃作用为主，并有凝固相阻燃作用。而聚苯醚树脂能够形成致密的碳层，从而隔绝氧气，防止滴落现象的产生，使材料具备了优异的阻燃性能。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体中，加工助剂为润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、着色剂中的至少一种。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的加工助剂中，润滑剂为聚二甲基硅氧烷、脂肪酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、石蜡中的至少一种。

在本发明中，润滑剂起到促进配方各组分在双螺杆挤出机的分散作用，减少与机器设备的摩擦，并能改善产品的表面手感。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的加工助剂中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；进一步优选的，抗氧剂中，受阻酚类抗氧剂为抗氧剂245、264、300、702、703、1010、1024、1076、1098、1135、2246、3114、B215、B225、B900、B911、DLTDP、DSTDP中的至少一种；亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168、626、627、P-EPQ中的至少一种；进一步优选的，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂混合组成的复配物，如可选自抗氧剂B215。

在本发明中，抗氧剂能够防止配方各组分在双螺杆挤出机中加工时产生分解，提高产品的使用寿命。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的加工助剂中，光稳定剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、丙烯腈衍生物类、受阻胺类光稳定剂中的至少一种；进一步优选的，光稳定剂为UV-P、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-531、UV-622、UV-770、UV-783、UV-791、UV-944中的至少一种。

优选的，这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的加工助剂中，着色剂为钛白粉、炭黑、色粉中的至少一种。

一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：

1)按照前述的组成称取原料；

2)将苯乙烯类热塑性弹性体和填充油混合均匀，得到充油后的苯乙烯类热塑性弹性体；

3)将充油后的苯乙烯类热塑性弹性体与其他原料混合均匀，得到混合料；

4)将混合料通过双螺杆挤出机挤出，造粒，得到光亮型无卤阻燃热塑性弹性体。

优选的，制备方法的步骤4)中，双螺杆挤出机的长径比为60:1，双螺杆挤出机的最高工作温度不高于230℃。

这种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体在制备电子产品外被料中的应用。

优选的，应用中，电子产品外被料为消费类电子产品外被料；进一步优选的，电子产品外被料可为数据传输线外被料或耳机线外被料。

本发明的有益效果是：

本发明旨在解决无卤阻燃热塑性弹性体，在保持优异的阻燃性能和力学性能的前提下，产品能够在不添加过量的色粉以及荧光增白剂的情况下，使产品具有光亮鲜艳的表面效果。

本发明的光亮型无卤阻燃热塑性弹性体在满足UL1581VW-1阻燃性能的前提下，通过烯烃基弹性体和PP-g-MAH相容剂的共同作用下，赋予了材料表面光亮的外观，使材料能够调出鲜艳的彩色。本发明的材料综合性能优异，制备工艺简单，值得推广应用，适合于用作消费类电子产品的外被料。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。

本发明实施例和对比例中采用的原材料如表1所示。

表1实施例和对比例的原材料信息

实施例1-4和对比例1-3的配方组分(质量百分比)如下表2所示。

表2实施例1-4和对比例1-3的原料组成

原材料成分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1	对比例2	对比例3
								SEBS	20	20	15	25	30	20	0
聚酯TPU	0	0	0	0	0	0	68
								石蜡基白油	10	10	10	10	10	10	0
PPE	15	15	15	15	15	15	0
								聚丙烯	10	5	5	5	10	20	0
乙烯和丙烯共聚物	10	15	20	10	0	0	0
								PP-g-MAH相容剂	3	3	3	3	3	3	0
氰尿酸三聚氰胺	15	15	15	15	15	15	15
								二乙基次磷酸铝	15	15	15	15	15	15	15
硅酮母粒	1	1	1	1	1	1	1
								色粉	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
抗氧剂	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5

表2中的实施例1-4和对比例1-2的制备方法如下：

a)配方组分称取各原材料；

b)将苯乙烯类热塑性弹性体与填充油进行高速搅拌混合，得到充油后的苯乙烯类热塑性弹性体；

c)将充油后的苯乙烯类热塑性弹性体与其它成分进行高速搅拌混合，得到混合后的物料；

d)将混合后的物料倒入双螺杆挤出机中进行挤出造粒。

双螺杆挤出机的长径比是60:1。双螺杆挤出机的各温区设定温度为：180℃，210℃，230℃，230℃，230℃，230℃，225℃，225℃，225℃，225℃，220℃，220℃，220℃，220℃，215℃。主机转速400r/min。

表2中的对比例3的制备方法如下：

a)配方组分称取各原材料；

b)将聚酯型聚氨酯与其它成分进行搅拌混合，得到混合后的物料；

c)将混合后的物料倒入双螺杆挤出机中进行挤出造粒。

双螺杆挤出机的长径比是40:1。双螺杆挤出机的各温区设定温度为：150℃，190℃，200℃，200℃，200℃，200℃，195℃，195℃，195℃，190℃。主机转速200r/min。

实施例1

按照表2中实施例1的成分质量百分比组成光亮型无卤阻燃热塑性弹性体。其中苯乙烯类弹性体为聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)，苯乙烯含量为31％。填充油为石蜡基白油。聚苯醚树脂为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚(PPE)，其特性粘度35cm³/g。聚烯烃树脂为共聚聚丙烯K8025。烯烃基弹性体为乙烯和丙烯的共聚物，选用埃克森美孚化工生产的Vistamaxx^TM6102。PP-g-MAH相容剂为科通生产的KT-1。复合阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺和二乙基次磷酸铝的配合使用。润滑剂为硅酮母粒MBSI-002P。着色剂为卡博特色粉2014。抗氧剂为B215，由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成。

实施例2

实施例2与实施例1区别在于共聚聚丙烯为5％。烯烃基弹性体为15％。烯烃基弹性体添加量增加，在保持材料光亮度的基础上，还能有效降低产品的硬度，增加产品的弹性。其它成分质量百分比见表2。

实施例3

实施例3与实施例1区别在于聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)为15％。共聚聚丙烯为5％，烯烃基弹性体为20％。烯烃基弹性体添加量增加，在保持材料光亮度的基础上，还能有效降低产品的硬度，增加产品的弹性。其它成分质量百分比见表2。

实施例4

实施例4与实施例1区别在于聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)为25％。共聚聚丙烯为5％。在提高SEBS添加量至25％后，可以呈现出光亮的效果。其它成分质量百分比见表2。

对比例1

对比例1与实施例1区别在于聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)为30％。共聚聚丙烯为10％。没有添加烯烃基弹性体。其它成分质量百分比见表2。

对比例2

对比例2与实施例1区别在于共聚聚丙烯为20％。没有添加烯烃基弹性体。其它成分质量百分比见表2。

对比例3

对比例3与实施例1的区别在于聚酯TPU为68％，没有添加石蜡基白油，PPE，聚丙烯，乙烯和丙烯共聚物，PP-g-MAH相容剂。可以与添加同等份数阻燃剂后聚酯TPU的光亮效果进行对比。其它成分质量百分比见表2。

实施例1-4和对比例1-3制备所得的无卤阻燃热性弹性体的性能测试结果如表3。

表3实施例1-4和对比例1-3的性能测试结果

表3中的光泽度测试具体条件如下：光泽度测试仪，生厂商科仕佳；使用注塑机注塑10cm*10cm的光滑平面样板进行测试；使用光泽度测试仪测试5组样板数据，取平均值。

通过表3中的结果可知，本发明实施例中的无卤阻燃热塑性弹性体中，在添加了烯烃基弹性体，并在PP-g-MAH相容剂的协助下，产品表面的光泽度数据明显提高，可接近无卤阻燃聚酯TPU的光泽度数据。本发明中的无卤阻燃热塑性弹性体对材料调鲜艳颜色提出了可行的解决方案，可广泛用于消费类电子产品领域(如数据传输线外被料、耳机线外被料)，满足消费者对产品外观的需求。

根据上述说明书的描述，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应该属于本发明的权利要求保护范围以内。

Claims

1.一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：是由以下质量百分比的原料组成：

苯乙烯类热塑性弹性体 15％～25％；

填充油 5％～20％；

聚苯醚树脂 10％～25％；

聚烯烃树脂 2％～20％；

烯烃基弹性体 5％～20％；

马来酸酐接枝聚丙烯相容剂 2％～5％；

无卤阻燃剂 20％～40％；

加工助剂 1％～5％。

2.根据权利要求1所述的一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：苯乙烯类热塑性弹性体为SEBS，SEBS中的苯乙烯质量含量为25％～35％。

3.根据权利要求1所述的一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：填充油为石蜡基白油、环烷基白油中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：聚苯醚树脂的特性粘度为30cm³/g～50cm³/g。

5.根据权利要求1所述的一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：聚烯烃树脂为聚丙烯、聚乙烯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：烯烃基弹性体为乙烯与丙烯的共聚物、乙烯与己烯的共聚物、乙烯与辛烯共聚物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝、次磷酸铝、次磷酸锌、硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体，其特征在于：加工助剂为润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、着色剂中的至少一种。

9.一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)按照权利要求1～8任一项所述的组成称取原料；

10.权利要求1～8任一项所述一种光亮型无卤阻燃热塑性弹性体在制备电子产品外被料中的应用。