專利名稱：用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃母粒，尤其是涉及一種用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的具有優(yōu)良耐水性的無鹵阻燃母粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
動態(tài)硫化熱塑性彈性體是一種兼具橡膠彈性和熱塑性塑料的熔體流動性與重復(fù)使用性能的材料。聚丙烯/三元乙丙橡膠(PP/EPDM，又稱TPV)是最早應(yīng)用于實際并走向市場的一類動態(tài)硫化熱塑性彈性體。由于它既保持了 EPDM的高彈性，克服了 EPDM的混練粘輥性，又具有卓越的抗疲勞性、良好的耐磨性、較高的抗撕裂強度、極優(yōu)的耐候及耐臭氧性， 并且可以采用熱塑性塑料加工設(shè)備和工藝進行加工，TPV已廣泛應(yīng)用于汽車電子電氣、電線電纜、醫(yī)療器械、建筑包裝等眾多領(lǐng)域，逐步取代了 PVC、硫化橡膠和軟質(zhì)塑料。但由于TPV 易燃(L0I只有18)，這大大限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用，因此對其阻燃性的研究意義重大。常用的鹵素阻燃劑是含氯或溴阻燃劑。然而鹵素阻燃劑目前逐漸被“綠色”無鹵阻燃劑取代，歐盟的《危害物質(zhì)限制指令》等要求限制使用溴化和氯化添加劑，因此無鹵阻燃TPV成為新的市場需求產(chǎn)品。目前多數(shù)研究停留在以無機氫氧化物或無機氫氧化物/紅磷復(fù)配的阻燃體系上，如200310112701. 6和200910M1605. 9，該方法雖然可以得到阻燃性較好的阻燃TPV，但由于無機物的添加量大，導(dǎo)致阻燃TPV的機械性能下降較多，特別是表現(xiàn)在彈性上的損失。也有專利如200810110098. 0采用氮磷系的膨脹型無鹵阻燃體系來制備阻燃TPV，得到較好的阻燃和力學(xué)性能的平衡。近年來，隨著一些部件如電器外殼、穿線管等對TPV提出更高的要求，即不僅僅阻燃性能好，而且在高溫、高濕的使用環(huán)境下仍然可以保持原有的阻燃性及力學(xué)性能。然而現(xiàn)有的阻燃TPV材料在高溫、高濕的環(huán)境下使用一段時間即出現(xiàn)阻燃性、絕緣性、機械性能等各方面下降的情況，不能滿足實際使用要求。解決這一問題的關(guān)鍵還在于阻燃劑的選擇上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有優(yōu)良的阻燃性、高溫高濕耐水性、絕緣性佳等特點的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于，該無鹵阻燃母粒由以下組分及重量份含量構(gòu)成
4基體樹脂100;
阻燃劑300-400;
成炭劑35-50;
抗水解劑30-45;
表面處理劑3-5;
抗氧劑0.3-2。所述的基體樹脂為聚丙烯/三元乙丙橡膠的動態(tài)硫化共混物PP/EPDM，又稱TPV， 硬度范圍選擇邵A50度-90度，優(yōu)選邵A75度_80度。所述的阻燃劑包括多聚磷酸胺或三聚氰胺類化合物。所述的多聚磷酸胺為聚合度1200-2000的多聚磷酸胺；所述的三聚氰胺類化合物包括三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺氰脲酸鹽或三聚氰胺氫溴酸。所述的成炭劑包括籠狀磷酸酯、籠狀磷酸酯齊聚物、季戊四醇齊聚物或多羥基化合物。所述的多羥基化合物包括六羥基三聚氰胺樹脂、三羥乙基異氰酸酯、多羥基化合物磷酸脂、聚酯羥基化合物、二羥基聚醚或天然多羥基化合物。所述的抗水解劑包括長鏈脂肪酸鹽、納米水滑石、金屬氧化物或氣相二氧化硅。所述的表面處理劑包括硅油、硅酮、密胺、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑。所述的抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑168中的一種或兩種。用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量備料
基體樹脂100、
阻燃劑300-400、
成炭劑35-50、
抗水解劑30-45、
表面處理劑3-5、
抗氧劑0.3-2;(2)按照配方要求將表面處理劑與阻燃劑充分混合后再與剩余的組分混合，加入到同向雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為32-48，擠出溫度為160-220°C 進行擠出造粒，對其進行水冷后牽引切?；蚰Ｃ媲辛；蝻L(fēng)冷切粒，即得到無鹵阻燃母粒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于對阻燃劑的聚合度進行了篩選降低了吸水性，并且抗水解劑抑制了加工過程中的水解分解，因此應(yīng)用于TPV材料中具有優(yōu)良的阻燃性、高溫高濕耐水性、絕緣性佳等特點，特別適合用于電器外殼、穿線管等在高溫、高濕的環(huán)境下使用的部件。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。比較例采用市面上比較通用的一種配比TPV (邵A為75度)100，季戊四醇10，三聚氰胺氰尿酸鹽10，聚磷酸銨15，硼酸鋅7，鈦酸酯偶聯(lián)劑3，抗氧劑10101 ；先將季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚磷酸銨、硼酸鋅、鈦酸酯偶聯(lián)劑在高速混合機中混合，再與其余組分一同加入到同向雙螺桿擠出機中擠出造粒，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40，雙螺桿擠出機溫度設(shè)定各區(qū)分別為160°C -180°C -180°C _190°C -200°C _210°C -210°C -220°C -220°C -220°C _220°C，對其進行水冷后牽引切粒。之后再注塑或擠出加工成各種測試樣條進行測試。采用UL94進行樣條垂直燃燒性能評價，采用UL1581進行成品電線VW-I的燃燒性能評價，采用ISO 527進行機械性能的評價，采用IEC 60093進行絕緣性能評價以及采用UL746C，經(jīng)過70°C、168h的高溫水解實驗后的阻燃性能、機械性能和絕緣性能的評價。實施例1按照以下組分及重量(kg)備料TPV(邵A為75度)100，多聚磷酸銨(聚合度 1500) 250，三聚氰胺聚磷酸鹽80，籠狀磷酸酯50，氣相二氧化硅35，鈦酸酯偶聯(lián)劑3，抗氧劑 10101 ；首先將阻燃劑與鈦酸酯偶聯(lián)劑在高速混合機中混合，再與其余組分一同加入到同向雙螺桿擠出機中擠出造粒，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40，雙螺桿擠出機溫度設(shè)定各區(qū)分別為 160 °C -180 °C -180 °C -190 °C -200 °C -210 °C -210 °C -220 °C -220 °C -220 °C -220 °C, 對其進行模面切粒，即得到無鹵阻燃母粒。再將此無鹵阻燃母粒與TPV混合，其重量(kg)配比為TPV(邵A為75度)100， 無鹵阻燃母粒70。通過注塑或擠出加工后，阻燃性能、機械性能、絕緣性能及高溫水解后的評價方法參見比較例。實施例2按照以下組分及重量(kg)備料TPV(邵A為80度)100，多聚磷酸銨(聚合度 2000) 300，三聚氰胺氰尿酸鹽100，季戊四醇齊聚物45，納米水滑石45，硅酮5，抗氧劑1010 1，抗氧劑168 1 ；首先將阻燃劑與硅酮在高速混合機中混合，再與其余組分一同加入到同向雙螺桿擠出機中擠出造粒，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為48，雙螺桿擠出機溫度設(shè)定各區(qū)分別為 1600C -1800C -1800C -190°C -200°C -210°C -210°C -220°C -220°C -220°C _220°C，對其進行水冷后牽引切粒，即得到無鹵阻燃母粒。再將此無鹵阻燃母粒與TPV混合，其重量(kg)配比為TPV(邵A為80度)100， 無鹵阻燃母粒45。通過注塑或擠出加工后，阻燃性能、機械性能、絕緣性能及高溫水解后的評價方法參見比較例。實施例3
按照以下組分及重量(kg)備料TPV(邵A為80度)100，多聚磷酸銨(聚合度 1200) 230，三聚氰胺氫溴酸鹽70，籠狀磷酸酯齊聚物35，氧化鋁30，密胺4，抗氧劑1010 0. 3 ；首先將阻燃劑與密胺在高速混合機中混合，再與其余組分一同加入到同向雙螺桿擠出機中擠出造粒，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為32，雙螺桿擠出機溫度設(shè)定各區(qū)分別為 1600C -1800C -1800C -190°C -200°C -210°C -210°C -220°C -220°C -220°C _220°C，對其進行模面切粒，即得到無鹵阻燃母粒。再將此無鹵阻燃母粒與TPV混合，其重量(kg)配比為TPV(邵A為80度)100， 無鹵阻燃母粒100。通過注塑或擠出加工后，阻燃性能、機械性能、絕緣性能及高溫水解后的評價方法參見比較例。比較例及實施例1-例3的測試數(shù)據(jù)見表1。表1比較例與實施例的測試性能
權(quán)利要求
1.用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于，該無鹵阻燃母粒由以下組分及重量份含量構(gòu)成基體樹脂100；阻燃劑300-400成炭劑35-50抗水解劑30-45表面處理劑3-5抗氧劑0.3-2
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于， 所述的基體樹脂為聚丙烯/三元乙丙橡膠的動態(tài)硫化共混物PP/EPDM，硬度范圍選擇邵A50 度-90度，優(yōu)選邵A75度-80度。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于， 所述的阻燃劑包括多聚磷酸胺或三聚氰胺類化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于， 所述的多聚磷酸胺為聚合度1200-2000的多聚磷酸胺；所述的三聚氰胺類化合物包括三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺氰脲酸鹽或三聚氰胺氫溴酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于， 所述的成炭劑包括籠狀磷酸酯、籠狀磷酸酯齊聚物、季戊四醇齊聚物或多羥基化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于， 所述的多羥基化合物包括六羥基三聚氰胺樹脂、三羥乙基異氰酸酯、多羥基化合物磷酸脂、 聚酯羥基化合物、二羥基聚醚或天然多羥基化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于， 所述的抗水解劑包括長鏈脂肪酸鹽、納米水滑石、金屬氧化物或氣相二氧化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于， 所述的表面處理劑包括硅油、硅酮、密胺、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒，其特征在于， 所述的抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑168中的一種或兩種。
10.如權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量備料基體樹脂100、阻燃劑300-400、成炭劑35-50、抗水解劑30-45、表面處理劑3-5、抗氧劑0.3-2;(2)按照配方要求將表面處理劑與阻燃劑充分混合后再與剩余的組分混合，加入到同向雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為32-48，擠出溫度為160-220°C進行擠出造粒，對其進行水冷后牽引切?；蚰Ｃ媲辛；蝻L(fēng)冷切粒，即得到無鹵阻燃母粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于動態(tài)硫化聚烯烴彈性體的無鹵阻燃母粒及其制備方法，原料包括以下組分及重量份含量基體樹脂100，阻燃劑300-400，成炭劑35-50，抗水解劑30-45，表面處理劑3-5，抗氧劑0.3-2，將表面處理劑與阻燃劑充分混合后處理阻燃劑，再與剩余的組分混合擠出造粒得到無鹵阻燃母粒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有優(yōu)良的阻燃性、高溫高濕耐水性、絕緣性佳等特點，特別適合用于電器外殼、穿線管等在高溫、高濕的環(huán)境下使用的部件。
文檔編號C08L23/00GK102276888SQ20111020625
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者付?？? 李俊, 田鐵生, 袁麗菊 申請人:上海安凸塑料添加劑有限公司