一种新型高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体的制备方法

文档序号:4481649阅读:251来源:国知局
专利名称:一种新型高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体的制备方法。
背景技术
此类传统一步法热塑性弹性体,不耐油,不耐热,不阻燃,且材料中含有不利 于环保的重金属, 一旦燃烧,酸气释放量大。体系一般采用PVC树脂(n=1200-1300)、 通用增塑剂D0P, 丁腈橡胶,铅系稳定剂,抗氧剂,润滑剂等配合剂,在高速混合机 中简单的机械混合,经挤出机一次造粒而成,但所得的产品氧指数大致在23左右, 使用温度在7CTC,材料中含有大量对人体有害的重金属和有毒物质,最重要的缺点 是燃烧时酸气释放量大,虽然弹性基本上和橡胶接近,但材料中上述缺点无论从材料 性能和环境保护方面都是不利的。

发明内容
本发明的目的是针对上述现状,旨在提供一种能在有耐油、耐热、阻燃、耐低温、 环保要求场所使用的一种新型高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体的制备方法。
本发明目的的实现方式为, 一种新型高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体的制备方 法,制备分三步
第一步制备弹性体A
首先将重量份数为50 80的PVC弹性体树脂粉、10~30的聚酯增塑剂、3 5 的环保钙/锌稳定剂、0.5 l的润滑剂、6 15无锑阻燃消烟剂、10 20的酸气吸收 剂加入到高低温捏合机中,捏合8分钟,加入20 50的半交联型丁腈粉末,1.5的 炭黑,再混合2分钟,温度到1081C时开始排料,
混合好的料排入双螺杆挤出机进行塑化混炼,双螺杆挤出机温度 一区、二区、 三区、四区、五区分别为135r 、 145*0、 155'C 、 165'C、 150'C,
再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,单螺杆挤出机温度 一区、二区、三区、 四区分别为140°C 、 145°C、 145'C 、 140'C,制成弹性体A,
第二步制备弹性体B
首先将重量份数为60 80的接枝聚丙烯树脂、5 10的聚酯增塑剂、3 5的环保钙/锌稳定剂、0. 5 1的润滑剂、6 10无锑阻燃消烟剂、加入到高低温捏合机中, 捏合6分钟,加入20 40的半交联型丁腈粉末,1.5的炭黑,再混合3分钟,温度 到115'C时开始排料,
混合好的料排入双螺杆挤出机进行塑化混炼,双螺杆挤出机温度 一区、二区、 三区、四区、五区分别为145°C 、 155°C、 165°C 、 160°C、 155°C,
再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,单螺杆挤出机温度 一区、二区、三区、 四区分别为145。C 、 155°C、 155'C 、 150°C,制成弹性体B,
以上所述HPVC弹性体树脂粉,n=2500-3000,
接枝聚丙烯为白色粉末,为马来酸酐接枝增容,接枝率1%,
聚酯类增塑剂为聚己二酸-1, 2-丙二醇酯,
润滑体系为聚丙烯蜡和低分子量聚乙烯类,
'无锑阻燃消烟剂为氮/磷/锌/镁复合高效阻燃消烟体系, 酸气吸收剂为纳米碳酸钙或纳米氢氧化镁粉末, 敏化剂为过氧化二异丙苯DCP, 第三步合成高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体,
把弹性体A和B加入到高混捏合机中,弹性体A和B的重量比为10 95 : 5~90, 加入0. 2 0. 3的敏化剂,常温捏合4.5 5分钟,排入双螺杆挤出机进行塑化混炼, 双螺杆挤出机温度一区、二区、三区、四区、五区分别为125'C 、 135。C、 145'C 、 155'C、 150'C,
再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,制成产品,单螺杆挤出机温度 一区、二 区、三区、四区分别为、 135°C、 135°C 、 125"C。
本发明制备的产品能在90'C的环境下和90'C油温中使用,柔软有弹性;耐低温、 阻燃;燃烧酸气释放量少,且不含重金属。产品可代替传统的热塑性弹性,在有耐油、 耐热、阻燃、耐低温、环保要求的场所使用。产品可用于制造电力电缆及油矿电缆、 潜油泵电缆、电梯电缆、起重机电缆、耐油耐热汽车线、控制电缆、信号电缆、电气 装备线等。
具体实施例方式
本发明采用HPVC弹性体,半交联丁腈粉,接枝聚丙烯,耐迁移增塑剂,环保稳 定剂,无锑阻燃消烟剂,纳米复合酸气吸收剂,敏化剂等助剂通过三步法制成产品,
5产品的主要技术指标如下-长期使用温度 90°C 拉伸强度 》15Mpa 12rC热老化后强度变化率 ±20% 12rC耐油后强度变化率 ±40% 20。C时体积电阻》1.0X108 Q争m 热稳定时间 》180分钟
氧指数(01) 》30 镉(Cd)含量 《5PPM 汞(Hg)含量 《5PPM 多溴联苯醚类含量 《5PPM。 下面举出本发明具体实施例
例1、生产潜油泵电缆外护套 第一步制备弹性体A
将重量份数为50千克的HPVC弹性体树脂、IO千克聚己二酸-1, 2-丙二醇酯、3 千克钙锌稳定剂、6千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、0. 5千克低分子量聚乙烯蜡润滑剂、 10千克纳米氢氧化镁酸气吸收剂加入到高低温捏合机中,捏合8分钟,加入50千克 半交联型粉末丁腈,1.5千克炭黑,再捏合2分钟,温度到108'C开始排料。
混合好的料排入双螺杆挤出机进行塑化混炼,双螺杆挤出机温度 一区、二区、 三区、四区、五区分别为135°C 、 145'C、 155°C 、 165°C、 150°C。
再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,单螺杆挤出机温度 一区、二区、三区、 四区分别为140'C 、 145°C、 145°C 、 140'C,制成弹性体A。 第二步制备弹性体B
将重量份数为60千克的接枝聚丙烯树脂、10千克聚己二酸-1, 2-丙二醇酯、5 千克钙锌稳定剂、10千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、0. 5千克聚丙烯蜡润滑剂加入到 高低温捏合机中,捏合6分钟,加入40千克半交联型粉末丁腈粉末,1.5千克炭黑, 再捏合3分钟,温度到115'C时开始排料。
混合好的料排入双螺杆挤出机进行塑化混炼,双螺杆挤出机温度 一区、二区、 三区、四区、五区分别为145°C 、 155°C、 165'C 、 160'C、 155°C。
再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,单螺杆挤出机温度 一区、二区、三区、
长期使用油温 90°C
断裂伸长率 》250%
12rC热老化后伸率变化率 ±30%
12rC耐油后伸率变化率 ±40%
低温冲击脆化性能 -30°C
酸气释放量 《100mg/g
铅(Pb)含量 《5PPM
六价铬(Cr)含量 《5PPM
多溴联苯含量 《5PPM四区分别为145。C 、 155°C、 155°C 、 150°C,制成弹性体B。 第三步合成高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体
将90千克弹性体A和10千克B加入到高混捏合机中,加入0. 2千克过氧化二 异丙苯DCP ,常温捏合4.5分钟,排入双螺杆挤出机进行塑化混炼,双螺杆挤出机 温度一区、二区、三区、四区、五区分别为125°C 、 135°C、 145°C 、 155'C、 150 'C。
再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,单螺杆挤出机温度 一区、二区、三区、 四区分别为120°C 、 135'C、 135°C 、 125°C,制得黑色塑料粒子,用塑料挤出机在 温度150"165"C挤出,得潜油泵电缆外护套。
例2.生产起重机电缆护套
同例l,不同的是
第一步制备弹性体A,取重量份数为80千克的HPVC弹性体树脂、30千克聚 己二酸-1, 2-丙二醇酯、5千克钙锌稳定剂、15千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、l千 克低分子量聚乙烯蜡润滑剂、20千克纳米碳酸钙酸气吸收剂加入到高低温捏合机中, 捏合8分钟,加入20千克半交联型粉末丁腈、1.5千克炭黑。
第二步制备弹性体B
取重量份数为80千克的接枝聚丙烯树脂、5千克聚己二酸-1, 2-丙二醇酯、3 千克钙锌稳定剂、6千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、0. 5千克聚丙烯蜡润滑剂,捏合6 分钟,加入20千克半交联型粉末丁腈粉末、1.5千克炭黑。
第三步,将50千克弹性体A和50千克B加入到高混捏合机中,加入0.2千克过 氧化二异丙苯DCP,常温捏合5分钟。
例3、生产电梯电缆
同例l,不同的是
第一步制备弹性体A,取重量份数为70千克HPVC弹性体树脂、20千克聚己 二酸-1, 2-丙二醇酯、4千克钙锌稳定剂、10千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、0.8千 克低分子量聚乙烯蜡润滑剂、15千克纳米碳酸钙酸气吸收剂加入到高低温捏合机中, 捏合8分钟,加入30千克半交联型粉末丁腈、1.5千克炭黑。 第二步制备弹性体B
取重量份数为70千克的接枝聚丙烯树脂、8千克聚己二酸-l, 2-丙二醇酯、4 千克钙锌稳定剂、8千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、0.8千克聚丙烯蜡润滑剂,捏合6分钟,加入30千克半交联型粉末丁腈粉末、L5千克炭黑,再捏合3分钟。
第三步,将70千克弹性体A和30千克B加入到高混捏合机中,加入0.2千克
过氧化二异丙苯DCP,常温捏合4.5分钟。 例4、生产耐油机车电力电缆 同例1,不同的是
第一步制备弹性体A,取重量份数为75千克的HPVC弹性体树脂、25千克聚 己二酸-1, 2-丙二醇酯、4.5千克钙锌稳定剂、12千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、1 千克低分子量聚乙烯蜡润滑剤、18千克纳米碳酸钙酸气吸收剂加入到高低温捏合机 中,捏合8分钟,加入25千克半交联型粉末丁腈、1.5千克炭黑,再捏合2分钟。 第二步制备弹性体B
取重量份数为65千克的接枝聚丙烯树脂、9千克聚己二酸-l, 2-丙二醇酯、5 千克钙锌稳定剂、9千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、0.9千克聚丙烯蜡润滑剂,捏合6 分钟,加入35千克半交联型粉末丁腈粉末、1.5千克炭黑,再捏合3分钟。
第三步,将95千克弹性体A和5千克B加入到高混捏合机中,加入0.2千克过 氧化二异丙苯DCP,常温捏合4.5分钟。
例5、生产耐热性弹性体
同例l,不同的是
第一步制备弹性体A,取重量份数为60千克的HPVC弹性体树脂、15千克聚 己二酸-1, 2-丙二醇酯、3.5千克钙锌稳定剂、8千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、0.6 千克低分子量聚乙烯蜡润滑剂、12千克纳米氢氧化镁酸气吸收剂加入到高低温捏合 机中,捏合8分钟,加入40千克半交联型粉末丁腈、1.5千克炭黑,再捏合2分钟。 第二步制备弹性体B
取重量份数为75千克的接枝聚丙烯树脂、5.5千克聚己二酸-1, 2-丙二醇酯、 3.5千克钙锌稳定剂、7千克氮/磷/锌/镁阻燃消烟剂、0.6千克聚丙烯蜡润滑剂,捏 合6分钟,加入25千克半交联型粉末丁腈粉末、1.5千克炭黑,再捏合3分钟。
第三歩,将10千克弹性体A和90千克B加入到高混捏合机中,加入0.3千克 过氧化二异丙苯DCP,常温捏合4.5分钟。
权利要求
1、一种新型高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体的制备方法,其特征在于制备分三步第一步制备弹性体A首先将重量份数为50~80的PVC弹性体树脂粉、10~30的聚酯增塑剂、3~5的环保钙/锌稳定剂、0.5~1的润滑剂、6~15无锑阻燃消烟剂、10~20的酸气吸收剂加入到高低温捏合机中,捏合8分钟,加入20~50的半交联型丁腈粉末,1.5的炭黑,再混合2分钟,温度到108℃时开始排料,混合好的料排入双螺杆挤出机进行塑化混炼,双螺杆挤出机温度一区、二区、三区、四区、五区分别为135℃、145℃、155℃、165℃、150℃,再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,单螺杆挤出机温度一区、二区、三区、四区分别为140℃、145℃、145℃、140℃,制成弹性体A,第二步制备弹性体B首先将重量份数为60~80的接枝聚丙烯树脂、5~10的聚酯增塑剂、3~5的环保钙/锌稳定剂、0.5~1的润滑剂、6~10无锑阻燃消烟剂、加入到高低温捏合机中,捏合6分钟,加入20~40的半交联型丁腈粉末,1.5的炭黑,再混合3分钟,温度到115℃时开始排料,混合好的料排入双螺杆挤出机进行塑化混炼,双螺杆挤出机温度一区、二区、三区、四区、五区分别为145℃、155℃、165℃、160℃、155℃,再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,单螺杆挤出机温度一区、二区、三区、四区分别为145℃、155℃、155℃、150℃,制成弹性体B,以上所述HPVC弹性体树脂粉,n=2500-3000,接枝聚丙烯为白色粉末,为马来酸酐接枝增容,接枝率1%,聚酯类增塑剂为聚己二酸-1,2-丙二醇酯,润滑体系为聚丙烯蜡和低分子量聚乙烯类,无锑阻燃消烟剂为氮/磷/锌/镁复合高效阻燃消烟体系,酸气吸收剂为纳米碳酸钙或纳米氢氧化镁粉末,敏化剂为过氧化二异丙苯DCP,第三步合成高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体,把弹性体A和B加入到高混捏合机中,弹性体A和B的重量比为10~95∶5~90,加入0.2~0.3的敏化剂,常温捏合4.5~5分钟,排入双螺杆挤出机进行塑化混炼,双螺杆挤出机温度一区、二区、三区、四区、五区分别为125℃、135℃、145℃、155℃、150℃,再进入单螺杆挤出机进行均化造粒,制成产品,单螺杆挤出机温度一区、二区、三区、四区分别为120℃、135℃、135℃、125℃。
全文摘要
本发明涉及一种新型高耐油耐热阻燃环保热塑性弹性体的制备方法。采用HPVC弹性体,半交联丁腈粉,接枝聚丙烯,耐迁移增塑剂,环保稳定剂,无锑阻燃消烟剂,纳米复合酸气吸收剂,敏化剂等助剂通过三步法,经捏合、塑化混炼、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机均化造粒制成弹性体A,按同样方法制成弹性体B,弹性体A和B按同样方法制成产品。本发明制备的产品能在90℃的环境下和90℃油温中使用,柔软有弹性;耐低温、阻燃;燃烧酸气释放量少,且不含重金属。产品可在有耐油、耐热、阻燃、耐低温、环保要求的场所使用,可用于制造电力电缆及油矿电缆、潜油泵电缆、电梯电缆、起重机电缆、耐油耐热汽车线、控制电缆、信号电缆、电气装备线等。
文档编号B29C47/00GK101618594SQ20091006323
公开日2010年1月6日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者正 牛 申请人:湖北拓普聚合体科技有限公司
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