环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种纳米复合热塑性弹性体及其制备工艺，该弹性体可用于阻燃耐油 耐热的软电线，弹性体电缆，耐油重型软线，移动电缆等的护套，亦可用于鞋靴，油管等。
【背景技术】
[0002] 阻燃电线电缆、消防等人员的鞋靴等常常在恶劣的环境条件中使用，如在高溫、强 烈的紫外线照射、高臭氧浓度、化学腐蚀、油污等条件下使用。苛刻的使用环境会导致电缆 绝缘层和护套层、鞋靴等融化分解容易引起线路短路、火灾或人员的伤亡。下腊橡胶（NBR) 作为下二締与丙締腊的共聚型橡胶，具有优异的耐油耐老化及耐磨等优点，NBR分子中存在 极性基团，与聚氯乙締（PVC)的相容性良好，二者共混改性制得的热塑性弹性体具有优良的 伸长率、耐磨性、抗油性和抗张强度，且可W减少PVC中增塑剂，可制备电缆护套、压延薄膜 和板材、鞋类、密封圈和口窗条、软管等。
[000引传统的NBR/PVC共混体系一般非阻燃，只能耐溫70°C~90。不能满足105°C下的 长期高溫浸泡性能要求。传统用于热塑性弹性体的环保型阻燃体系要达到阻燃等级要求， 需要加入的阻燃剂含量很大，劣化了材料的力学性能。NBR/PVC共混体系一般需要加40重 量份W上的补强剂炭黑，为使性能更优还会优选半交联的粉末下腊橡胶。半交联的粉末下 腊橡胶主要原料是下二締和丙締腊单体及助剂如聚合助剂、隔离剂等，其产量有限，技术口 槛高，价格也处于相对高位。NBR/PVC共混体系制备工艺一般是将PVC和NBR进行简单混 合，然后挤出造粒，没有混炼胶过程，而且大多WPVC组分为主，橡胶组分主要用作抗冲改 性剂，添加比例一般在10~30wt%，否则物理机械性能将大幅下降；如果橡胶组分为主，贝U 需要对其进行动态硫化，制备成热塑性弹性体，为保证性能，橡胶组分一般不超过50wt%。 [0004] 相关制备技术已发表的中国专利有CN101353451A-种耐油耐低溫橡胶组合物、 CN102050971A-种电线电缆用阻燃热固性下腊聚氯乙締橡胶及其制备、CN103073757环保 型耐低凝固点柴油的下腊橡胶及其制备方法、CN103059467A-种高耐油环保PVC改性材料 及其制备方法和CN101671450A-种耐油、耐低溫热塑性弹性体及生产方法等。 阳0化]中国专利化201110392602. 2环保型耐高低溫耐油耐磨阻燃橡塑组合物发明了一 种NBR/PVC/聚酷胺（PA)复合体系，该体系中NBR含量相对较低，并且PA吸水率高，是结晶 性高聚物，与无定型的PVC相容性不好，影响了复合物的回弹性、力学机械性能、电性能、耐 溫耐油耐磨等性能，该体系也没有对NBR/PVC/聚酷胺（PA)复合体系进一步进行动态硫化， 影响了产物的最终性能。
【发明内容】
[0006] 为了克服【背景技术】中所存在的缺陷，本发明提供一种环保型耐高低溫耐油阻燃纳 米复合热塑性弹性体，该弹性体产品具有良好的耐高低溫耐油耐磨并阻燃的综合性能。
[0007] 本发明的另一目的是提供一种环保型耐高低溫耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体 的制备工艺。
[0008] 实现本发明目的的技术解决方案是： 一种环保型耐高低溫耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体，该弹性体由W下重量份的组分 制得：下腊橡胶纳米复合粉粒60~75份，PVC预塑粉25~40份，改性剂S元共聚物ABS 10~15份，第一阻燃剂10~15份，第二阻燃剂5. 0~10份，活化剂0. 8~1. 2份，硫化剂 0. 2~0. 4份，防老剂0. 8~1. 2份，促进剂0. 5~1. 0份，紫外线吸收剂0. 3~0. 5份，加 工助剂1. 0~2. 0份。
[0009] 一种环保型耐高低溫耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体的制备工艺，其包括工艺步 骤为： 1) 制备半交联NBR纳米复合粉粒 按重量比称取NBR100份、活化剂0. 8~1. 2份、硫化剂0. 2~0. 4份、防老剂0. 8~ 1. 2份、促进剂0. 5~1. 0份、有机改性蒙脱± 8~12份，投入密炼机中进行混炼剪切破碎， 出料后加入隔离剂PVC树脂，制得含有有机改性蒙脱±的半交联NBR纳米复合粉粒； 2) 制备PVC预塑粉 按重量比称取的PVC树脂100份，加入高速揽拌机中，加入增塑剂10~18份、稳定剂 2. 0~8. 0份，抗氧剂0. 3~0. 6份，经捏合、冷混后出料待用； 3) 制备NBR/PVC纳米复合热塑性弹性体 按重量比称取步骤1)制得的半交联NBR纳米复合粉粒60~75份，步骤2)制得的PVC预塑粉25~40份，改性剂ABS10~15份，第一阻燃剂10~15份，第二阻燃剂5. 0~10 份、紫外线吸收剂0. 3~0. 5份、活化剂0. 8~1. 2份，硫化剂0. 2~0. 4份，防老剂0. 8~ 1. 2份，促进剂0. 5~1. 0份，加工助剂1. 0~2. 0份，常溫高速揽拌后投入密炼机混炼，再 通过锥双强制喂料机喂入双阶螺杆挤出机进行混炼挤出造粒，得到最终产品NBR/PVC纳米 复合热塑性弹性体。
[0010] 作为本发明的一个优选，步骤1)中所述的NBR为丙締腊含量为36wt%~42wt% 的块状下腊橡胶，所述的活化剂是硬脂酸，所述的硫化剂是硫横，所述的防老剂是N-异丙 基-N'-苯基对苯二胺，所述的促进剂是二硫化四甲基秋兰姆，所述的有机改性蒙脱±为 含有改性剂双氨化牛脂二甲基锭及硅氧烷34wt%~36wt%的有机改性蒙脱± ;步骤2)中所 述的PVC树脂为聚合度为1000的聚氯乙締，所述的抗氧剂为四[13-(3, 5-二叔下基-4-径 基苯基）丙酸]季戊四醇，所述的稳定剂为巧锋稳定剂，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异癸 醋；步骤3)中所述的改性剂ABS为高光泽耐热型丙締腊-下二締-苯乙締S元共聚物，所 述的第一阻燃剂为微米级的氨基硅烷改性氨氧化儀，所述的第二阻燃剂为=氧化二錬，所 述的活化剂是硬脂酸，所述的硫化剂是硫横，所述的防老剂是N-异丙基-N'-苯基对苯二 胺，所述的促进剂是二硫化四甲基秋兰姆，所述的紫外线吸收剂是UV-531，所述的加工助剂 为聚乙締蜡。
[0011] 作为本发明的另一个优选，步骤1)中，所述密炼机的混炼溫度为160°C~170°C， 混炼时间为8~12分钟；步骤2)中，所述高速揽拌机是采用400~475分钟的转速运转， 捏合到120~125°C放入冷混机冷混到45~55°C出料；步骤3)中，高速揽拌时间为2~ 4分钟，所述密炼机的混炼溫度170°C~175°C，双阶螺杆挤出机第一阶是双螺杆挤出机，长 径比L/D=40,挤出溫度为：加料段125~130°C，压缩段160~165°C，均化段165~175°C， 第二阶是单螺杆挤出机，挤出溫度145~150°C。
[0012] 由于W上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点： 1、本发明的产品配方WNBR为主要组分，WPVC做为辅助组分，ABS作为改性剂，添加 了有机改性蒙脱±，采用发明者开发的独特混炼制备工艺，首先制备了半交联的NBR纳米 复合粉粒和PVC预塑粉，使组合物中各组分混合得更加均匀。特别是组合物中添加了有机 改性蒙脱±，先通过高溫密炼，再通过双阶挤出机的强力剪切作用，进一步使蒙脱±^纳米 片层均匀分散在基体中，纳米分散的蒙脱±-方面对基体中的NBR有明显的补强作用，提 高了复合材料的耐磨耗性能，另一方面由于其阻隔作用，提高了复合材料的阻燃性、耐油性 和热稳定性。
[0013] 2、本发明添加了一定比例含量的有机改性蒙脱±，该蒙脱±是含有改性剂双氨化 牛脂二甲基锭及硅氧烷34wt%~36wt%的有机改性蒙脱±，商品名为NanomerI. 44PSS，发 现该改性蒙脱±在本发明的阻燃复合体系中分散剥离性能良好，提高了其在加工过程中的 分散性，从而全面提高了蒙脱±在本发明体系中的成炭性、润湿性、阻隔性及耐老化性能； 同时有机处理中的面素含量进一步减少，用于对电气性能和环保要求较高的材料，如一些 较细的环保阻燃线缆上，可W使阻燃性与绝缘性二者兼顾。
[0014] 3、本发明优选了改性剂ABS，其与PVC具有协同增效的作用，很好地解决了现有配 方体系中聚酷胺PA与PVC相容性不好的技术缺陷，同时本发明配方中ABS与PVC特定的含 量比例关系，进一步提高了两者的相容性，使复合物的综合性能得到提高；本发明的第一阻 燃剂为微米级的氨基硅烷改性氨氧化儀，第二阻燃剂为=氧化二錬，其中微米级的氨氧化 儀经氨基硅烷改性后，提高了其在体系中的分散性和加工流动性；另外，本发明采用块状下 腊橡胶自制半交联橡胶粉粒，比直接采用粉末橡胶节省成本。
[0015] 4、本发明对半交联NBR/PVC纳米复合体系进一步在密炼机和双阶挤出机中进行 了动态交联，通过强力剪切混合作用，充分交联的橡胶相被打成微米级的颗粒均匀分散于 塑料连续相中，保证了本发明热塑性弹性体的优异性能。
[0016] 5、本发明通过上述种种保证了本发明热塑性弹性体的力学性能、阻燃性能及耐热 性能优异和良好的经济效益，产品可用于阻燃耐油的软电线，弹性体电缆，移动电缆等的护 套，尤其适用于弹性软电线、弹性体护套、电梯电缆、吸尘器软线、耐油重型软线等。由于本 体系中未使用橡胶补强剂炭黑，使颜色可调，可直接配混聚締控基础的色母料。
[0017] 6、本发明产品兼具了优异的物理机械性能及良好的挤出特性，制成的电线电缆富 有弹性和柔软的手感，耐105°C高溫油浸，阻燃性能通过化-94V-0垂直燃烧试验，加工性 能优良，并且符合Ro服指令。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明做进一步描述。
[0019] 实施例1 1)制备NBR纳米复合粉粒：按重量称取丙締腊含量为40wt%的NBR100份，活化剂硬脂 酸1. 0份，硫化剂硫横0. 2份，防老剂N-异丙基-N'-苯基对苯二胺1. 0份，促进剂二硫化 四甲基秋兰姆0.5份，有机改性蒙脱±胞11〇1116'I.44PSS10份；一起投入密炼机中进行混 炼剪切破碎，混炼溫度为165°C，混炼时间10分钟，出料后加入1. 0份隔离剂PVC树脂，得含 有蒙脱±的半交联NBR纳米复合粉粒。
[0020] 2)制备？￥(：预塑粉：按重量称取？￥(：树脂5-1000 100份，抗氧剂四[13-(3,5-二 叔下基-4-径基苯基）丙酸]季戊四醇0. 3份，巧锋稳定剂2. 0份，增塑剂邻苯二甲酸二异 癸醋10份，一起加入到高速揽拌机中，捏合到120°C，然后冷混到50°C出料得到PVC预塑 粉。
[0021] 3)制备NBR/P