CN1970610A - 无卤阻燃树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种无卤阻燃树脂组合物，包括聚乙烯(PE)，改性聚苯醚(MPPO)，氢化苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物(SEBS)和无卤阻燃剂，非卤红磷及氮系阻燃剂和加工助剂构成的混合物。制备时将聚乙烯、改性聚苯醚，氢化苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物，微胶囊化包覆红磷及氮系阻燃剂的混合物，按重量％投入高速混合机，分散混合后，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒、干燥和包装。本发明的混合物适合于各种软质和半硬质产品的制作，如：电线电缆的包覆物，电源线注塑插头等。本发明的加工流程简单、连续、生产效率高、成本低、产品质量稳定。用本发明组合物制作的产品外观漂亮、表面光滑，无任何析出物。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种高分子组合物，特别是涉及一种无卤阻燃树脂组合物及其制备方法。
背景技术
随着科技的不断发展，树脂组合物的应用范围越来越广，同时，也对其相应的各种化学、物理性能提出了更高的要求，如：阻燃性、耐化学性、耐热性、耐冲击性、柔软性、电气性能和较好的环保性能等等。
为了提高组合物的化学性能，中国专利CN1711317A揭示了一种“用于电线和电缆覆盖材料的树脂组合物”，其包括聚亚芳基醚树脂、间同立物聚苯乙烯、烯烃类弹性体、氢化苯乙烯-丁乙烯嵌段共聚物和磷酸酯类无卤阻燃剂。尽管该组合物具有良好的耐候性，耐热性，耐压缩变形性和优异的力学性能，以及具有较好的环保性能。但是由于其采用的磷酸酯阻燃剂含磷量低，必须加入一定的量才能达到电线电缆所需的阻燃效果，从而阻燃剂极易从制品表面析出。导致制品表面发粘，容易沾尘。阻燃剂的析出不仅影响制品的使用及外观，更严重的是，还会使组合物的防水性能降低，影响电气性。此外，在该组合物中，还采用了近年新开发的烯烃类弹性体，虽说其具有优异的平衡性，但由于受到加工性能等诸方面因素的影响，成型后产品的光滑性、吸水率等也都不太尽人意。而且，制造成本也大大提高。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题和不足，提供一种既能有效防止析出，又能降低产品成本，提高加工性能的无卤阻燃树脂组合物及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种无卤阻燃树脂组合物，包括聚乙烯(PE)，改性聚苯醚(MPPO)，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)和无卤阻燃剂和加工助剂，无卤阻燃剂为微胶囊化包覆红磷及氮系阻燃剂构成的混合物。制备时将聚乙烯、改性聚苯醚，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，微胶囊化包覆红磷及氮系阻燃剂的混合物，按所需的重量％投入高速混合机，分散混合后，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒、干燥和包装。
本发明的进一步技术方案是这样实现的：一种无卤阻燃树脂组合物，其中，聚乙烯为1-15重量％，可在高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性聚乙烯中任选。改性聚苯醚为15-50重量％、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为15-45重量％，无卤阻燃剂包覆的红磷为1-10重量％，氮系阻燃剂为5-20重量％，加工助剂为5-28重量％。氮系阻燃剂可首选三聚氰胺氰尿酸氮系阻燃剂，而且，还可以在加工助剂内加入0.05-0.3重量％的抗氧剂。本发明的混合物适合于各种软质和半硬质产品的制作，如：电线电缆的包覆物，电源线注塑插头等。
本发明的有益效果为：由于采用了不含极性基因的聚乙烯，具有良好的化学稳定性，极好的电性能和耐低温性，可在-40℃长期使用，适用于各种产品的制作。特别是，与本发明的其他组份混合后，具有更多的优势：增加加工中物料的流动性，提高加工性能，在生产过程中既能够保证制品表面的光滑性，同时也加快了制品的挤出速度，提高生产效率；提高耐水性，确保在高温高湿环境中的电性能稳定性；增加制品表面的耐磨性，使用过程中不易产生刮痕、发白现象；提高了产品的耐酸、碱及耐溶剂的腐蚀性能；原材料来源广泛，大大降低了成本。
由于本发明的改性聚苯醚具有良好的耐热性和阻燃性，优异的电绝缘性，机械强度高、很低的吸湿性和很好的尺寸稳定性等优点。可适用于各种软质、半硬质制品的制作。
由于本发明采用的无卤微胶囊化包覆红磷及氮系阻燃剂，均为固体阻燃剂，从根本上解决了阻燃剂的析出问题。同时，由于包覆红磷中阻燃元素磷含量很高，通常达到70％以上，因此阻燃效率高于其他磷系阻燃剂，再配合氮系阻燃剂，即使用量很低也可获得所需的阻燃性。制作成品后遇火不滴落、热稳定性强、不含卤素、成本低、环保，制品外观漂亮，手感光滑，无析出物。
下面结合各实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例一
用无卤阻燃树脂组合物，制备适用于软质电线电缆包覆物、电源线注塑插头等料。组合物的原材料可直接从市场购买，表1详细列出了可供本发明选用的部分组合物牌号及生产厂商。
表1：组合物的牌号及生产厂商
| 原材料 | 牌号 | 生产厂商 |
| 聚乙烯 | 5000S、1801 | 杨子石油化工股分有限公司 |
| Q281 | 上海石油化工股分有限公司 | |
| 氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 | G1652 | 美国科腾公司 |
| 改性聚苯醚 | 540V | 日本旭化成化学株式会社 |
| 包覆红磷 | FR120UFA | 日本磷化学工业株式会社 |
| 氮系阻燃剂 | 上海旭森非卤消烟阻燃剂有限公司 | |
| 加工助剂 | 1010、1076 | 汽巴化学公司 |
| JH-400、JH-26 | 上海锦辉润滑油厂 |
实施例二
用无卤阻燃树脂组合物，制备一种电源线注塑插头料。将1-15重量％的聚乙烯，15-50重量％改性聚苯醚、15-45重量％氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，1-10重量％无卤阻燃剂包覆的红磷，5-20重量％氮系阻燃剂和5-28重量％加工助剂，投入高速混合机，分散混合后，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒、干燥和包装。制备流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定。制得的插头料具有良好的耐热性和阻燃性、优异的电绝缘性、较强的耐磨性。而且，外观漂亮，手感光滑，无析出物。混合物各组份的重量％可根据产品的用途，独特的性能，以及不同生产厂商的材料进行调整，当重量％采用表2的配比时，测得的产品性能指标参见表3。
表2：组合物的配比
| 原材料 | 重量％ |
| PE | 1～13 |
| SEBS | 18.5～44 |
| MPPO | 24～47.5 |
| 包覆红磷 | 4～6 |
| MCA | 10.9～13.5 |
| 1010 | 0.05～0.3 |
| 白油 | 3.4～14 |
表3：产品物理性能及测试方法
| 测试项目 | 测试方法 | 性能 |
| 拉伸强度MPa | GB/T 1040 | 10.5～18 |
| 伸长率％ | GB/T 1040 | 75～280 |
| 硬度邵A | GB/T 2411 | 81～96 |
| 密度g/cm3 | GB/T 1033 | 1.10 |
| 20℃体积电阻率Ω.cm | GB/T 1410 | 3.0*1013～5.0*1013 |
| 阻燃等级 | UL94 | 3.2mmV-0 |
实施例三
用无卤阻燃树脂组合物，制备线材规格为1.38*2.80mm的电线电缆包覆料。组合物的配比为：4-12重量％的高密度聚乙烯，30-45重量％的改性聚苯醚、18-30重量％的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，1-4重量％无卤阻燃剂包覆的红磷，9-14重量％氮系阻燃剂和9-21重量％加工助剂。经测试，产品各项性能指标优异，详见表4。
表4：线材的物理性能及测试方法
| 测试项目 | 性能 | 测试标准 |
| 拉伸强度MPa | 15.50～21.00 | UL1581 |
| 伸长率％ | 100～230 | UL1581 |
| 硬度 邵A | 92～97 | GB/T 2411 |
| 密度g/cm3 | 1.10 | GB/T 1033 |
| 测试项目 | 性能 | 测试标准 |
| 阻燃等级VW-1 | 通过 | UL1581 |
| 热变形 100℃*250g | 31 | UL1581 |
| 耐电压 3000V*1min | 无击穿 | UL1581 |
| 热冲击 121℃*1h | 无开裂 | UL1581 |
| 老化试验 113℃*168h | ||
| 拉伸强度MPa | 17～22 | UL1581 |
| 伸长率％ | 90～180 | UL1581 |
| 恒温恒湿试验 85℃*85％*96h | ||
| 电阻率变化＜5％ | 通过 | 自定 |
Claims (7)
1.一种无卤阻燃树脂组合物，其特征在于包括聚乙烯，改性聚苯醚，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、无卤阻燃剂和加工助剂，无卤阻燃剂为微胶囊化包覆红磷及氮系阻燃剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃树脂组合物，其特征在于所述的聚乙烯为1-15重量％，改性聚苯醚为15-50重量％、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为15-45重量％，无卤阻燃剂包覆的红磷为1-10重量％，氮系阻燃剂为5-20重量％，加工助剂为5-28重量％。
3.根据权利要求1、2所述的无卤阻燃树脂组合物，其特征在于所述的聚乙烯是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性聚乙烯中的任一类。
4.根据权利要求1、2所述的无卤阻燃树脂组合物，其特征在于所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸氮系阻燃剂。
5.根据权利要求1、2所述的无卤阻燃树脂组合物，其特征在于所述加工助剂内含有抗氧剂，为0.05-0.3重量％。
6.一种权利要求1所述无卤阻燃树脂组合物的制备方法，其特征在于将聚乙烯、改性聚苯醚，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，微胶囊化包覆红磷及氮系阻燃剂的混合物，按重量％投入高速混合机，分散混合后，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒、干燥。
7.一种权利要求1所述的无卤阻燃树脂组合物，适用于电线电缆的包覆及注塑。
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