一种无卤阻燃tpe材料及其制备方法

文档序号:9518531
一种无卤阻燃tpe材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及ΤΡΕ材料技术领域,特别是一种无卤阻燃ΤΡΕ材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前,越来越多的人关注环保,PVC材料因含有卤素,燃烧时放出的卤化氢气体对 人身体伤害较大,在面临火灾时不是烧死,而是被毒气薰死,所以无卤的产品去代PVC材料 是必然的。
[0003] 由于优越的产品性能,便捷的加工工艺,现在越来越多的ΤΡΕ材料被应用于汽车、 家电、电线电缆等行业,但是传统的ΤΡΕ材料,由于自身基材以及增塑剂的原因,大部分材 料是可燃的,在一些特殊的材料领域,往往会要求到材料本身具有可燃性。
[0004] 然而ΤΡΕ材料由于其自身的缺陷,如耐高温性差、耐阻燃等特殊性能弱等,限制了 ΤΡΕ材料的应用领域和行业发展。通过在ΤΡΕ材料中加入阻燃剂来提高其阻燃性能是一种 有效的方法,但是市场上的阻燃材料一般有两种:一种是含氯、溴的有卤阻燃弹性体;一种 是大量填充无机填料的高填充弹性体。这两种材料都有较大的弊端,有卤阻燃弹性体在燃 烧时会产生大量有毒气体,在使用过程中,有较大隐患,而欧盟R0SH指令更是将有卤明确 排除在外;高填充弹性体由于其大量的无机填充,往往不能很好的与材料本身完全相容,使 得材料力学性能很差,析出问题严重。
[0005] 因此,研究一种无卤环保高效阻燃剂,并对ΤΡΕ材料进行阻燃处理,以此增加材料 的引燃难度,降低ΤΡΕ材料燃烧时火焰传播的速度和烟雾的释放量,且不会ΤΡΕ材料的机械 力学性能和加工性能是非常必要的。

【发明内容】

[0006] 本发明提出了一种无卤阻燃ΤΡΕ材料及其制备方法,所述无卤阻燃ΤΡΕ材料具有 良好的阻燃性能,同时无卤、低毒、综合性能良好。
[0007] 本发明提出的一种无卤阻燃ΤΡΕ材料,其原料按重量份包括:
[0008]
[0009] 在【具体实施方式】中,SEBS的重量份可以为21、23、25、27、32、34、36、38 ;聚苯醚 的重量份可以为 21、23、25、27、32、34、36、38;PE的重量份可以为 5· 9、6· 3、6· 8、7· 1、8· 7、 9. 3、9. 8 ;PP的重量份可以为5. 9、6. 3、6. 8、7. 1、8. 7、9. 3、9. 8 ;聚烯烃弹性体的重量份可以 为 1、1· 5、2· 8、3· 6、4· 5、5· 9、7· 1、8· 6、9 ;无卤阻燃剂的重量份可以为 21、23、25、27、32、34、 36、38 ;增塑剂的重量份可以为4. 5、5. 9、6. 3、6. 8、7. 1、8. 7、9. 3、9. 8 ;抗氧剂的重量份可以 为 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、2. 3、2. 5、2. 8 ;光稳定剂的重量份可以为 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、 2· 3、2· 5、2· 8 ;加工助剂的重量份可以为 1. 2、1· 5、1· 7、1· 9、2· 1、2· 3、2· 5、2· 8。
[0010] 优选地,所述SEBS为高分子量SEBS、中分子量SEBS和低分子量SEBS的混合 物,所述高分子量SEBS的重均分子量为160000-240000,中分子量SEBS的重均分子量为 100000-150000,低分子量SEBS的重均分子量为50000-95000 ;优选地,高分子量SEBS、中分 子量SEBS及低分子量SEBS的重量配比为1:3-5:1-3。
[0011] 优选地,所述聚苯醚的特性粘数为〇. 1-0. 80dl/g。
[0012] 优选地,所述无卤阻燃剂为改性膨胀型阻燃剂IFR;优选地,制备所述改性膨胀型 阻燃剂IFR包括:将膨胀型阻燃剂IFR加入无水乙醇中,超声分散,得到悬浊液;将硅烷偶 联剂加入无水乙醇中稀释均匀后,加酸调节pH为3-5,得到稀释液;将所述稀释液加入所述 悬浊液中搅拌均匀,送入球磨机中进行球磨改性,得到改性溶液,将所述改性溶液烘干,过 筛,得到所述改性膨胀型阻燃剂IFR;优选地,所述膨胀型阻燃剂IFR为聚磷酸铵-季戊四 醇-三聚氰胺或聚磷酸铵-季戊四醇-聚酰胺;所述硅烷偶联剂为KH-550或KH-560。
[0013] 通过在无卤、低毒的膨胀型阻燃剂IFR中加入硅烷偶联剂进行改性,利用在微量 水存在情况下的硅烷偶联剂发生水解生成硅氧醇基团,与此同时部分膨胀型阻燃剂中的聚 磷酸铵在酸性条件情况下生成磷酸发生酯化反应;一方面,IFR中的表面通过交联反应成 功地接枝上了有机基团,有机基团的亲油性能大大改善了IFR与聚合物基体间的界面相容 性。另一方面,IFR的聚合度也会通过这种交联结构的形成会有一定程度的增加,而高的聚 合度也能够增加IFR体系的粘度和相互间的作用关系。
[0014]优选地,制备所述改性膨胀型阻燃剂IFR包括:按重量份将100份膨胀型阻燃剂IFR加入无水乙醇中,超声分散0. 2-0. 5h,得到悬浊液;将1-3份硅烷偶联剂加入无水乙醇 中稀释均匀后,加入冰醋酸调节pH为3-5,得到稀释液;将所述稀释液加入所述悬浊液中搅 拌均匀,送入球磨机中进行球磨改性3-5h,得到改性溶液,将所述改性溶液烘干,过筛,得到 所述改性膨胀型阻燃剂IFR。
[0015] 优选地,所述聚烯烃弹性体为三元乙丙橡胶或乙烯-辛烯共聚物。
[0016] 优选地,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与硫酯类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂复配 所得复合抗氧剂;优选地,所述受阻酚类抗氧剂选自1,3, 5-三甲基-2, 4, 6-三(3, 5-二特 丁基-4-羟基苄基)苯、1,1,3_二(2_甲基_4_羟基_5_特丁基苯基)丁烧、四[3_ (3, 5_二 叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3, 5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯 中的一种或多种;所述硫酯类抗氧剂选自硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二(十四酯)中 的一种或多种;所述亚磷酸酯类抗氧剂选自三(2, 4-二叔丁基苯酚)亚磷酸酯、双(3, 5-二 叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种。
[0017] 优选地,所述增塑剂为环烷基白油、芳香基白油、石蜡基白油中的一种或者多种;
[0018] 优选地,所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂、三嗪类光稳定剂、有机镍络合物中的 一种或者多种;
[0019] 优选地,所述加工助剂为硅酮粉、硅酮母粒、硅油、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸盐类 润滑剂中的一种或多种。
[0020] -种无卤阻燃ΤΡΕ材料的制备方法,包括:将SEBS、聚苯醚、ΡΕ、ΡΡ、聚烯烃弹性体、 阻燃剂、增塑剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂加入捏合机中进行捏合,得到预混料;将所述 预混料送入双螺杆挤出机中进行塑炼,切粒,得到所述无卤阻燃ΤΡΕ材料。
[0021] 优选地,在捏合机中进行捏合的捏合温度为100-130°C,捏合时间为10_15min;优 选地,在双螺杆挤出机中进行塑炼的加工温度为200-250°C,螺杆转速300-350r/min。
[0022] 本发明中,在ΤΡΕ材料的常规组分基础上,加入聚苯醚和无卤阻燃剂,聚苯醚作为 碳脱水剂,可迅速在材料表面形成碳层,具有优良的自熄功能;选择加入改性膨胀型阻燃剂 IFR作为无卤阻燃剂,利用硅烷偶联剂对无卤、低毒的IFR进行改性,在IFR的表面出现了属 于硅烷偶联剂的有机元素和基团,由此起到了连接有机相和无机相的桥梁作用,大大增加 了膨胀型阻燃剂IFR的分散性能,并且这种优异的分散性能,使得改性后的膨胀型阻燃剂 IFR与聚苯醚复配形成的阻燃剂相对单一阻燃剂可以在ΤΡΕ材料表面快速成炭,能够有效 地阻止燃烧、防止融滴滴落和抑制烟的释放。通过这种阻燃剂可以有效地与基体结合,不会 带来析出问题,其突出的优点均符合当今社会的环保要求,并且不会对ΤΡΕ材料的机械力 学性能和加工性能产生影响。此外本申请中还加入了特定配比的三段重均分子量的SEBS, 结合了ΡΕ、ΡΡ、聚烯烃弹性体等原料的优点,提升了传统ΡΕ、ΡΡ、聚烯烃弹性体等共混材料 的性能的同时,加入的一定含量的增塑剂、抗氧剂和光稳定剂以及加工助剂还使得ΤΡΕ材 料具有良好的加工性能和抗老化性能,所述制备得到的ΤΡΕ材料不但回弹性、韧性与耐候 性都极好,而且还可以回收循环使用,符合循环经济理念。
【具体实施方式】
[0023] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0024] 实施例1
[0025] -种无卤阻燃TPE材料,其特征在于,其原料按重量份包括:
[0028] 其中,所述SEBS为高分子量SEBS、中分子量SEBS和低分子量SEBS的混合物,所述 高分子量SEBS的重均分子量为160000,中分子量SEBS的重均分子量为150000,低分子量 SEBS的重均分子量为50000,且高分子量SEBS、中分子量SEBS及低分子量SEBS的重量配 比为1:3:3 ;所述聚苯醚的特性粘数为0.ldl/g;所述无卤阻燃剂为改性膨胀型阻燃剂IFR; 制备所述改性膨胀型阻燃剂IFR包括:按重量份将100份膨胀型阻燃剂IFR加入无水乙醇 中,超声分散〇. 2h,得到悬浊液;将3份硅烷偶联剂加入无水乙醇中稀释均匀后,加入冰醋 酸调节pH为3-5,得到稀释液;将所述稀释液加入所述悬浊液中搅拌均匀,送入球磨机中 进行球磨改性3h,得到改性溶液,将所述改性溶液烘干,过筛,得到所述改性膨胀型阻燃剂 IFR;所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与硫酯类抗氧剂复配所得复合抗氧剂,且所述受阻酚类 抗氧剂为1,3, 5-三甲基-2, 4, 6-三(3, 5-二特丁基-4-羟基苄基)苯,所述硫酯类抗氧剂 为硫代二丙酸二月桂酯。
[0029] 实施例2
[0030] -种无卤阻燃TPE材料,其特征在于,其原料按重量份包括:

[0033] 其中,所述SEBS为高分子量SEBS、中分子量SEBS和低分子量SEBS的混合物,所述 尚分子量SEBS的重均分子量为240000,中分子量SEBS的重均分子量为100000,低分子量 SEBS的重均分子量为95000,且高分子量SEBS、中分子量SEBS及低分子量SEBS的重量配 比为1:5:1 ;所述聚苯醚的特性粘数为0. 8dl/g;所述无卤阻燃剂为改性膨胀型阻燃剂IFR; 制备所述改性膨胀型阻燃剂IFR包括:按重量份将100份膨胀型阻燃剂IFR加入无水乙醇 中,超声分散〇. 5h,得到悬浊液;将1份硅烷偶联剂加入无水乙醇中稀释均匀后,加入冰醋 酸调节pH为3-5,得到稀释液;将所述稀释液加入所述悬浊液中搅拌均匀,送入球磨机中
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