一种无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热塑性弹性体技术领域，具体涉及一种无卤阻燃热塑性弹性体及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 弹性体材料具有优良的力学性能，他既具有接近橡胶的弹性和变形率。又具有热 塑性塑料的易加工的优势，使用温度区间大，可以再-50~120°c的温度区间正常使用，尤其 是在汽车、电子产品、家居材料的使用，正在逐年的增加，出于安全的考虑，不管是在汽车、 电子、家居行业的材料都要求是阻燃的，并且需要通过一定的阻燃级别，传统的方法是在弹 性体材料添加卤素阻燃剂搭配三氧化二锑来达到阻燃的需求，但卤素阻燃剂的使用，会有 毒性、腐蚀性气体的释放，现有的相关法规已经开始逐步的禁止含卤阻燃剂的使用，本发明 新型无卤阻燃弹性体材料是通过使用多种环保型的阻燃材料协效使用，制备的弹性体达到 UL94-V0等多种阻燃级别的要求。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃热 塑性弹性体，解决了现有含有卤素阻燃剂的弹性体会产生毒性及腐蚀性气体的问题，并且 能在弹性体明火燃烧过程中极大的控制发烟量。
[0004] 本发明的另一目的在于提供一种无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法，该制备方法 工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
[0005] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种无卤阻燃热塑性弹性体，包括如下重 量份的原料： 聚氨酯弹性体 75-110份 磷系阻燃剂 12-30份 磷氮系阻燃剂 5-35份 无机盐类阻燃剂 1-3份 增塑剂 5-12份 润滑剂 1. 3-3份。
[0006] 本发明解决了现有含有卤素阻燃剂的弹性体会产生毒性及腐蚀性气体的问题，并 且能在弹性体明火燃烧过程中极大的控制发烟量。
[0007] 本发明的无卤阻燃热塑性弹性体阻燃效果好，阻燃级别可以达到UL94-V0级，防 火性好，发烟少，具有低析出、防滴落，高电气性能及耐热性优良；且耐磨性优异、耐臭氧性 极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，具有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，综合性 能优异。
[0008] 优选的，所述聚氨酯弹性体包括聚酯型聚氨酯弹性体40-60份和聚醚型聚氨酯弹 性体35-50份。
[0009] 本发明通过采用聚酯型聚氨酯弹性体和聚醚型聚氨酯弹性体作为聚氨酯弹性体 复配使用，并控制其重量比为8-12 :7_10,制得的无卤阻燃热塑性弹性体耐磨性优异、耐臭 氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，具有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，综 合性能优异。
[0010] 优选的，所述磷系阻燃剂包括磷酸硼1-7份、焦磷酸铁1-8份和微胶囊化红磷 10-15 份。
[0011] 本发明通过采用磷酸硼、焦磷酸铁和微胶囊化红磷作为磷系阻燃剂复配使用，并 控制其重量比为1-7 :1-8 :10-15,磷系阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物 质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热 分解产生物进入气相参与燃烧过程，制得的无卤阻燃热塑性弹性体阻燃效果好，发烟少。
[0012] 优选的，所述磷氮系阻燃剂包括聚磷酸铵5-10份和微胶囊化聚磷酸铵0-25份。
[0013] 本发明通过采用聚磷酸铵和微胶囊化聚磷酸铵作为磷氮系阻燃剂，具有磷、氮协 效阻燃作用，兼有气相阻燃和凝聚相阻燃机制，受热时，表面能够生成一层均匀的碳质泡沫 层，起到隔热、隔氧、抑烟的作用，并防止产生熔滴现象，故具有良好的阻燃性，阻燃效果好， 热稳定性好，制得的无卤阻燃热塑性弹性体阻燃效果好，发烟少。
[0014] 优选的，所述无机盐类阻燃剂包括硼酸锌、硼酸镁和硼酸钙中的至少一种。
[0015] 本发明通过采用硼酸锌、硼酸镁和硼酸钙中的至少一种作为无机盐类阻燃剂，可 以有效提高阻燃性能，减少燃烧时烟雾的产生，并可以调节弹性体的化学、机械和电学等方 面的性能，制得的无卤阻燃热塑性弹性体阻燃效果好，发烟少。更为有优选的，所述无机盐 类阻燃剂是由硼酸锌、硼酸镁和硼酸钙以重量比〇. 8-1. 2 :1. 5-2. 5 :1组成的混合物。
[0016] 优选的，所述增塑剂为磷酸酯类增塑剂。
[0017] 本发明通过采用磷酸酯类增塑剂，具有优良的增塑、阻燃、耐磨、抗菌作用，既可以 作为增塑剂使用，又可以作为阻燃剂使用，制得的无卤阻燃热塑性弹性体阻燃效果好。
[0018] 优选的，所述磷酸酯类增塑剂包括磷酸三苯酯和/或磷酸三甲苯酯。本发明通过 采用磷酸三苯酯和/或磷酸三甲苯酯作为增塑剂，可以提高无卤阻燃热塑性弹性体的阻燃 性能。更为优选的，所述磷酸酯类增塑剂是由磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯以重量比2-4 :1 组成的混合物。
[0019] 优选的，所述润滑剂包括季戊四醇酯0. 5-1. 0份和高碳脂肪酸酯0. 8-2. 0份。
[0020] 本发明通过采用季戊四醇酯和高碳脂肪酸酯作为润滑剂复配使用，并控制其重量 比为0. 5-1. 0 :0. 8-2. 0,两种润滑剂混合使用可以改善弹性体在加工过程中的流动性和脱 模性。
[0021] 优选的，所述季戊四醇酯包括季戊四醇硬脂酸酯和/或季戊四醇油酸酯。本发明 通过采用季戊四醇硬脂酸酯和/或季戊四醇油酸酯作为润滑剂，能降低弹性体熔体的分子 间摩擦，改善弹性体在加工过程中的流动性和脱模性。更为优选的，所述季戊四醇酯是由季 戊四醇硬脂酸酯和季戊四醇油酸酯以重量比0. 8-1. 2 :1组成的混合物。
[0022] 所述高碳脂肪酸酯包括硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘脂、甘油三油酸酯、甘油三软脂酸 酯和甘油三硬脂酸酯中的至少一种。本发明通过采用上述高碳脂肪酸酯作为润滑剂，能降 低弹性体熔体的分子间摩擦，改善弹性体在加工过程中的流动性和脱模性。更为优选的，所 述高碳脂肪酸酯是由硬脂酸丁酯和硬脂酸单甘脂以重量比1 :1. 4-2. 2组成的混合物。
[0023] -种无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法，按重量份称取上述原料投入高速混合机 中，混合3-4min，得到混合物；将混合物通过单螺杆挤出机或双螺杆挤出机挤出造粒，挤出 机的螺杆温度设置在160-185°C，制得无卤阻燃热塑性弹性体。
[0024] 本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低， 可大规模工业化生产。
[0025] 本发明的有益效果在于：本发明解决了现有含有卤素阻燃剂的弹性体会产生毒性 及腐蚀性气体的问题，并且能在弹性体明火燃烧过程中极大的控制发烟量。
[0026] 本发明的无卤阻燃热塑性弹性体阻燃效果好，阻燃级别可以达到UL94-V0级，防 火性好，发烟少，具有低析出、防滴落，高电气性能及耐热性优良；且耐磨性优异、耐臭氧性 极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，具有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，综合性 能优异。
[0027] 本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低， 可大规模工业化生产。
【具体实施方式】
[0028] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实 施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0029] 实施例1 一种无卤阻燃热塑性弹性体，包括如下重量份的原料： 聚氨酯弹性体 75份 磷系阻燃剂 12份 磷氮系阻燃剂 5份 无机盐类阻燃剂 1份 增塑剂 5份 润滑剂 1.3份。
[0030] 所述聚氨酯弹性体包括聚酯型聚氨酯弹性体40份和聚醚型聚氨酯弹性体35份。
[0031] 所述磷系阻燃剂包括磷酸硼1份、焦磷酸铁1份和微胶囊化红磷10份。
[0032] 所述磷氮系阻燃剂包括聚磷酸铵5份。
[0033] 所述无机盐类阻燃剂为硼酸锌。
[0034] 所述增塑剂为磷酸酯类增塑剂。
[0035] 所述磷酸酯类增塑剂为磷酸三苯酯。
[0036] 所述润滑剂包括季戊四醇酯0. 5份和高碳脂肪酸酯0. 8份。
[0037] 所述季戊四醇酯为季戊四醇硬脂酸酯；所述高碳脂肪酸酯为硬脂酸丁酯或硬脂酸 单甘脂。
[0038] -种无卤阻燃热塑性弹性体的制备方法，按重量份称取上述原料投入高速混合机 中，混合3min，得到混合物；将混合物通过单螺杆挤出机或双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机 的螺杆温度设置在160_185°C，制得无卤阻燃热塑性弹性体。
[0039] 实施例2 一种无卤阻燃热塑性弹性体，包括如下重量份的原料： 聚氨酯弹性体 83份 磷系阻燃剂 15份 磷氮系阻燃剂 14份 无机盐类阻燃剂 1. 5份 增塑剂 6份 润滑剂 1. 7份。
[0040] 所述聚氨酯弹性体包括聚酯型聚氨酯弹性体45份和聚醚型聚氨酯弹性体38份。
[0041] 所述磷系阻燃剂包括磷酸硼2份、焦磷酸铁2份和微胶囊化红磷11份。
[0042] 所述磷氮系阻燃剂包括聚磷酸铵6份和微胶囊化聚磷酸铵8份。
[0043] 所述无机盐类阻燃剂是由硼酸锌、硼酸镁和硼酸钙以重量比0. 8 :1. 5 :1组成的