本发明涉及一种阻燃材料及其制备方法，尤其是涉及一种无卤纳米阻燃tpe材料及其制备方法。
背景技术：
随着环保要求及阻燃材料使用环境要求的不断发展，卤素阻燃剂或阻燃材料在火灾时散发的有毒气体、日常使用时卤素的有害影响以及产品回收时产生的环境污染日渐收到重视，从而推动了无卤阻燃体系的发展。现有的无卤阻燃tpe材料主要存在以下主要缺点：(1)大量添加无机填料导致材料硬度提高、力学性能下降、回弹性变差，使tpe材料的弹性体特性有所损失；(2)使用纳米无机填料时分散性较差。
技术实现要素：
本发明就是针对现有无卤纳米阻燃tpe材料弹性体特征损失和分散性较差的技术问题，提供一种弹性保持良好和分散性较好的无卤纳米阻燃tpe材料的制备方法。
一种无卤纳米阻燃tpe材料，其特征是每百重量份中的成分及含量如下：
sebs或sbs10～30份，
填充油5～40份，
阻燃协效剂1～5份，
聚丙烯2～15份，
无机纳米氢氧化物填充母料20～50份。
优选的，每份无机纳米氢氧化物填充母料含有：
k树脂或ps0.2～0.6份，
表面改性的纳米无机氢氧化物0.4～0.8份。
优选的，无机纳米氢氧化物为无机纳米氢氧化镁或无机纳米氢氧化铝，利用“纳米增强原理”达到材料增强和阻燃的双重效果，并提高材料的耐磨性、表面光滑性能。
本发明还提供一种上述无卤纳米阻燃tpe材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)无机纳米氢氧化物表面改性：在无机纳米氢氧化物中加入用丙酮稀释的硅烷偶联剂进行改性，混合后烘干备用；
(2)制备无机纳米氢氧化物填充母料：将k树脂或ps、步骤(1)中改性的无机纳米氢氧化物分别加入混料机中，在100～200r/min的转速下混合100～150秒，然后在400～950r/min的转速下混合50～70秒，将混合的物料倒入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包；
(3)制备无卤纳米阻燃tpe材料：将sebs或sbs加入混料机中搅拌至块状物料被打碎，然后加入填充油，在100～200r/min的转速下混合8～12分钟，然后在400～950r/min的转速下混合4～6分钟后加入阻燃协效剂、聚丙烯、步骤(2)中制备的无机纳米氢氧化物填充母料，接着在100～200r/min的转速下混合4～6分钟，然后在400～950r/min的转速下混合1～3分钟，最后将混合的物料倒入双螺杆挤出机料斗内，挤出后造粒、封包。
优选的，步骤(1)中丙酮与硅烷偶联剂的体积比为3:1，混合时在混料机中混合100～150秒，混料机转速为100～200r/min。
优选的，步骤(2)和步骤(3)中双螺杆挤出机的各段温度均为85～95℃，140～150℃，160～190℃，160～190℃，160～190℃，160～190℃，160～190℃，160～190℃，机头温度160～175℃。
优选的，硅烷偶联剂为γ-硫基丙基三氧甲基硅烷或双-[g-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物。
优选的，k树脂或ps的熔融指数范围为2-5g/10min(230℃/2.16kg)，以保证母料在造粒过程中对纳米填料具有较好的包敷作用，k树脂或ps在tpe基料中通过双螺杆的熔体剪切和熔体流动实现较好分布分散，从而带动纳米无机氢氧化物在整个tpe材料中达到较好的分布和分散。
优选的，sebs或sbs的分子量在30万以下，具有较好的熔融流动性，从而保证第一步制备的母料在其中具有较好的分散性并分布均匀。
优选的，填充油为石蜡油或环烷油，保证对sebs或sbs具有一定的增塑作用，从而保证材料具有较好的硬度和弯曲模量并保证材料具有较好的加工性能；阻燃协效剂为红磷或膨胀性石墨，提高材料的阻燃性能并提供较好的抑烟效果。
本发明中的无卤阻燃tpe材料具有以下优良性能：
1)先制备无机氢氧化物填充母料，预处理的无机氢氧化物在母料中具有较好的分散性，母料对氢氧化物具有较好的包敷作用，在第二步制备无卤阻燃tpe材料是母料基体k树脂或者ps包敷无机氢氧化物填料在sebs或sbs体系下均匀分散和分布，从而保证无机氢氧化物填料在整个体系下具有较好的分散性和均匀分布。
2)本发明的无卤阻燃tpe材料具有无卤阻燃的特点，在达到阻燃效果的同时，纳米氢氧化物可以提高材料的力学性能，是整个材料具有阻燃和较好力学性能的双重特点。
具体实施方式
实施例1
本实施例中用到的物料成分及百份中的重量份数如下：
苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)10份，填充油(石蜡油)20份，阻燃协效剂(红磷)5份，聚丙烯15份，无机纳米氢氧化镁填充母料50份，其中，每份无机纳米氢氧化镁填充母料含有0.5份苯乙烯-丁二烯共聚物(k树脂)和0.5份表面改性的无机氢氧化镁。
一种无卤纳米阻燃tpe材料的制备方法，其包括以下步骤：
1)无机氢氧化物表面改性
在纳米无机氢氧化镁中加入用丙酮稀释的硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为γ-硫基丙基三氧甲基硅烷(a-189)，其中丙酮与硅烷偶联剂的体积比为3:1，在混料机中混合150秒后烘干备用，混料机转速为100r/min。
2)制备无机氢氧化物填充母料
将苯乙烯-丁二烯共聚物(k树脂)和步骤(1)中表面改性的无机氢氧化镁分别加入混料机中，在200r/min的转速下混合100秒，然后在400r/min的转速下混合70秒，将混合的物料倒入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包。
双螺杆挤出机的各段温度分别为85℃，140℃，160℃，160℃，160℃，160℃，160℃，160℃，机头温度160℃。
3)制备无卤纳米阻燃tpe材料
按照要求称量物料，将苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)加入混料机中，在100r/min的转速下搅拌至块状物料被打碎，然后加入配方比例的填充油(石蜡油)，在100r/min的转速下混合12分钟，然后在950r/min的转速下混合4分钟后加入阻燃协效剂(红磷)、聚丙烯、步骤(2)中制备的无机氢氧化镁填充母料，在100r/min的转速下混合6分钟，950r/min的转速下混合1分钟后，将混合的物料倒入双螺杆挤出机料斗内，挤出后造粒、封包。
双螺杆挤出机的各段温度分别为85℃，140℃，160℃，160℃，160℃，160℃，160℃，160℃，机头温度160℃。
实施例2
本实施例中用到的物料成分及百份中的重量份数如下：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)30份，填充油(环烷油)40份，阻燃协效剂(膨胀性石墨)1份，聚丙烯9份，无机氢氧化铝填充母料20份，其中，每份无机纳米氢氧化铝填充母料含有0.2份聚苯乙烯(ps)和0.8份表面改性的无机氢氧化铝。
一种无卤纳米阻燃tpe材料的制备方法，其包括以下步骤：
1)无机氢氧化物表面改性
在纳米无机氢氧化铝中加入用丙酮稀释的硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为双-[g-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(硅69)，其中丙酮与硅烷偶联剂的体积比为3:1，在混料机中混合120秒后烘干备用，混料机转速为150r/min。
2)制备无机氢氧化物填充母料
将聚苯乙烯(ps)和步骤(1)中表面改性的无机氢氧化铝分别加入混料机中，在150r/min的转速下混合120秒，然后在650r/min的转速下混合60秒，将混合的物料倒入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包。
双螺杆挤出机的各段温度分别为90℃，145℃，175℃，175℃，175℃，175℃，175℃，175℃，机头温度168℃。
3)制备无卤纳米阻燃tpe材料
按照要求称量物料，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)加入混料机中，在150r/min的转速下搅拌至块状物料被打碎，然后加入配方比例的填充油(环烷油)，在150r/min的转速下混合10分钟，然后在700r/min的转速下混合5分钟后加入阻燃协效剂(膨胀性石墨)、聚丙烯、步骤(2)中制备的无机氢氧化铝填充母料，在150r/min的转速下混合5分钟，700r/min的转速下混合2分钟后，将混合的物料倒入双螺杆挤出机料斗内，挤出后造粒、封包。
双螺杆挤出机的各段温度分别为90℃，145℃，175℃，175℃，175℃，175℃，175℃，175℃，机头温度168℃。
实施例3
本实施例中用到的物料成分及百份中的重量份数如下：
苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)25份，填充油(石蜡油)30份，阻燃协效剂(红磷)3份，聚丙烯2份，无机氢氧化镁填充母料40份，其中，每份无机纳米氢氧化镁填充母料含有0.6份苯乙烯-丁二烯共聚物(k树脂)和0.4份表面改性的无机氢氧化镁。
一种无卤纳米阻燃tpe材料的制备方法，其包括以下步骤：
1)无机氢氧化物表面改性
在纳米无机氢氧化镁中加入用丙酮稀释的硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为γ-硫基丙基三氧甲基硅烷(a-189)，其中丙酮与硅烷偶联剂的体积比为3:1，在混料机中混合100秒后烘干备用，混料机转速为200r/min。
2)制备无机氢氧化物填充母料
将苯乙烯-丁二烯共聚物(k树脂)和步骤(1)中表面改性的无机氢氧化镁分别加入混料机中，在100r/min的转速下混合150秒，然后在950r/min的转速下混合50秒，将混合的物料倒入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包。
双螺杆挤出机的各段温度分别为95℃，150℃，190℃，190℃，190℃，190℃，190℃，190℃，机头温度175℃。
3)制备无卤纳米阻燃tpe材料
按照要求称量物料，将苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)加入混料机中，在200r/min的转速下搅拌至块状物料被打碎，然后加入配方比例的填充油(石蜡油)，在200r/min的转速下混合8分钟，然后在400r/min的转速下混合6分钟后加入阻燃协效剂(红磷)、聚丙烯、步骤(2)中制备的无机氢氧化镁填充母料，在200r/min的转速下混合4分钟，400r/min的转速下混合3分钟后，将混合的物料倒入双螺杆挤出机料斗内，挤出后造粒、封包。
双螺杆挤出机的各段温度分别为95℃，150℃，190℃，190℃，190℃，190℃，190℃，190℃，机头温度175℃。
实施例4
本实施例中用到的物料成分及百份中的重量份数如下：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)30份，填充油(环烷油)5份，阻燃协效剂(膨胀性石墨)4份，聚丙烯13份，无机氢氧化铝填充母料48份，其中，每份无机纳米氢氧化铝填充母料含有0.4份聚苯乙烯(ps)和0.6份表面改性的无机氢氧化铝。
一种无卤纳米阻燃tpe材料的制备方法，其包括以下步骤：
1)无机氢氧化物表面改性
在纳米无机氢氧化物中加入用丙酮稀释的硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为双-[g-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(硅69)，其中丙酮与硅烷偶联剂的体积比为3:1，在混料机中混合120秒后烘干备用，混料机转速为100r/min。
2)制备无机氢氧化物填充母料
将聚苯乙烯(ps)和表面改性的无机氢氧化铝分别加入混料机中，在100r/min的转速下混合120秒，然后在950r/min的转速下混合60秒，将混合的物料倒入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包。
双螺杆挤出机的各段温度分别为90℃，145℃，175℃，175℃，175℃，175℃，175℃，175℃，机头温度168℃。
3)制备无卤纳米阻燃tpe材料
按照要求称量物料，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)加入混料机中，在100r/min的转速下搅拌至块状物料被打碎，然后加入配方比例的填充油(环烷油)，在100r/min的转速下混合10分钟，然后在950r/min的转速下混合5分钟后加入阻燃协效剂(膨胀性石墨)、聚丙烯、步骤(2)中制备的无机氢氧化铝填充母料，在100r/min的转速下混合5分钟，950r/min的转速下混合2分钟后，将混合的物料倒入双螺杆挤出机料斗内，挤出后造粒、封包。
双螺杆挤出机的各段温度分别为90℃，145℃，175℃，175℃，175℃，175℃，175℃，175℃，机头温度168℃。
经检测，上述实施例1-4制备的无卤纳米阻燃tpe材料的性能参数如下：
由上述检测数据可知，本发明通过对使表面改性的无机纳米氢氧化物分散于k树脂或者ps体系中制备分散性较好的无机纳米填充母料，然后利用母料在基体材料中具有较好的分散和分布特点，带动无机氢氧化物在整个基体材料中形成较好的分散和分布，从而实现较好的阻燃、抑烟效果，同时纳米无机填料也显著提高材料的力学性能。
以上所述为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。其他的任何未背离本发明实质与原理下所作的改变、组合、修饰，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。