專利名稱：一種無鹵阻燃彈性體組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種無鹵阻燃彈性體組合物。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)、氯丁橡膠等含鹵化合物具有優(yōu)良的阻燃性能在電線行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，但在火災(zāi)或焚燒處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體，對(duì)人體對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的危害， 最近，用于替代PVC電線電纜材料的無鹵阻燃彈性體的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。目前出現(xiàn)了很多專為無鹵阻燃電線而開發(fā)的復(fù)合材料，以聚烯烴/無機(jī)阻燃劑、 聚烯烴或彈性體/膨脹型阻燃劑、改性聚苯醚/磷氮系阻燃劑、聚氨酯/磷氮系阻燃劑等體系為主。其中改性聚苯醚/磷氮系阻燃劑體系以其優(yōu)異的綜合性能成為研究開發(fā)的熱點(diǎn)。專利文件1(中國(guó)專利局公開專利CN101663357A)公開了以聚苯醚、聚苯乙烯-聚 (乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、聚丁烯、乙烯-丙烯橡膠、礦物油、雙酚A雙(苯基磷酸酯)、氫氧化鎂、多磷酸三聚氰胺、白色顏料為組分的組合物，組合物具有優(yōu)異的阻燃性能、力學(xué)性能和耐候性能，能夠用于電線電纜的制備。然而，如專利文件2(中國(guó)專利局公開專利CN101827885A)所指出那樣，使用了多磷酸三聚氰胺作為阻燃劑的組合物在加工過程中會(huì)產(chǎn)生“焦料”析出物，這會(huì)降低生產(chǎn)效率和影響產(chǎn)品的品質(zhì)。專利文件2公開了一種阻燃劑組合物，以哌嗪及三聚氰胺的(聚/焦)磷酸鹽化合物、有機(jī)硅油、以及高級(jí)脂肪族單羧酸的單酰胺化合物和/或高級(jí)脂肪族羧酸的單酯化合物為必須成分，成功的解決了焦料析出問題，但是，該方案主要適用于常規(guī)的注塑級(jí)樹脂組合物中，如聚丙烯、聚乙烯等，對(duì)于用于擠出電線的聚苯醚/苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的樹脂組合物基體體系卻因?yàn)樘砑恿擞袡C(jī)硅油而產(chǎn)生螺桿打滑等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有優(yōu)異機(jī)械性能和耐老化性能的無鹵阻燃彈性體組合物。本發(fā)明的無鹵阻燃彈性體組合物能解決加工過程“焦料”析出不足的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種無鹵阻燃彈性體組合物，由如下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算的組分組成聚苯醚樹脂15 35 %，彈性體25 40 %，聚烯烴0-15%，復(fù)配阻燃劑20 35 %，增塑劑5 15 %，加工助劑 2-5%，穩(wěn)定劑0. 5 5% ；所述復(fù)配阻燃劑為焦磷酸哌嗪和焦磷酸三聚氰胺的混合物，其中焦磷酸哌嗪占復(fù)配阻燃劑的10重量％以上。對(duì)于本發(fā)明的組合物，當(dāng)單獨(dú)選用焦磷酸三聚氰胺做阻燃劑時(shí)，阻燃性能很難達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的V-O級(jí)別，而加入一定含量的焦磷酸哌嗪會(huì)與之產(chǎn)生協(xié)效作用，使組合物容易通過V-O級(jí)別阻燃測(cè)試。
所述聚苯醚樹脂包括所有已知的聚苯醚樹脂。所述聚苯醚樹脂為25°C氯仿中測(cè)定的特性粘度在0. 30 0. 60dl/g之間的樹脂?？梢允褂靡环N單獨(dú)特性粘度的聚苯醚樹脂， 也可以選用幾種不同特性粘度聚苯醚樹脂組合物。聚苯醚的外觀可以是粉末狀也可以是顆粒狀。聚苯醚樹脂強(qiáng)度高，耐熱性好，電性能優(yōu)異，并且樹脂本身具有一定的阻燃性能。 在本發(fā)明中，聚苯醚組分能提高組合物的力學(xué)性能，電性能，并在整個(gè)組合物體系中起到成炭劑的作用而提高組合物的阻燃性能，從彈性體組合物阻燃性能方面考慮，聚苯醚含量不能低于15重量％，從彈性體組合物的斷裂伸長(zhǎng)率方面考慮，聚苯醚含量不能高于35%。所述無鹵阻燃彈性體組合物，其所述彈性體為苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。眾所周知，聚苯醚和聚苯乙烯是任意比例相容的兩種樹脂，聚苯醚樹脂在實(shí)際使用時(shí)通常加入聚苯乙烯來調(diào)節(jié)其加工性能，本發(fā)明選用含有苯乙烯嵌段的彈性體彈性體為苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物，這兩種彈性體與聚苯醚有較好的相容性，不必再另添加相容劑。所述的聚烯烴為聚乙烯、聚丙烯的一種或兩者的混合物。聚烯烴加入可以提高組合物流動(dòng)性，其與彈性體苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物相容性好，但不宜添加量超過無鹵阻燃彈性體組合物15重量％，過量添加會(huì)導(dǎo)致力學(xué)性能下降。所述增塑劑為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)、環(huán)烷油的一種或兩者的混合物，增塑劑的加入可以有效改善各組分的分散性，降低塑料熔體與金屬表面的黏附力以及塑料熔體的內(nèi)摩擦，有利于提高組合物的熔體流動(dòng)速率，調(diào)節(jié)組合物的柔軟度等功能，且雙酚A雙(二苯基磷酸酯)對(duì)于本發(fā)明組合物還有助于提高阻燃性能的作用。所述加工助劑為季戊四醇硬脂酸酯。季戊四醇硬脂酸酯為白色硬質(zhì)高熔點(diǎn)蠟狀物，在高速混合設(shè)備中使用時(shí)容易與其他組分混勻，不易結(jié)團(tuán)，且其耐熱性好，在350°C下沒有明顯分解，在組合物中添加季戊四醇硬脂酸酯起到潤(rùn)滑作用，使復(fù)配阻燃劑更好的分散于組合物內(nèi)，避免了復(fù)配阻燃劑分散不好而團(tuán)聚進(jìn)而使加工過程中產(chǎn)生焦料。所述穩(wěn)定劑為自由基捕捉劑、金屬鈍化劑類抗氧劑中的混合物、氧化鎂，所述自由基捕捉劑劑為1，3，5_三(4-叔丁基-3-羥基-2，6-二甲基芐基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(lH, 3H, 5H)_三酮；所述金屬鈍化劑類抗氧劑優(yōu)選為N，N- 二乙?；憾；ｋ荨-亞水楊基-N-水楊基酰胼或雙水楊酰胼。與一般的聚合物混合物不同，本發(fā)明的彈性體組合物用于電線電纜絕緣和被覆制備，需要測(cè)試?yán)匣阅埽?jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，影響本發(fā)明彈性體組合物老化性能兩個(gè)因素為自由基誘導(dǎo)分解和金屬離子催化分解，因?yàn)椴牧显谑褂眠^程中與金屬接觸，并且所使用的原材料聚苯醚在合成過程中使用含有銅離子的催化劑， 材料經(jīng)過純化后仍然有微量殘留，因此在組合物中加入金屬鈍化劑顯得尤為重要，添加金屬鈍化劑能使彈性體與金屬接觸時(shí)或彈性體組合物中殘留的金屬離子降低活性，減少金屬離子彈性體組合物的催化老化作用。從成本和性能兩方面考慮，需要且僅需要添加自由基捕捉劑、金屬鈍化劑各0. 2重量以上即可達(dá)到測(cè)試要求，兩者添加總量不宜超過1. 5重量％， 否則容易產(chǎn)生抗氧劑遷移至彈性體組合物表面出現(xiàn)“吐白粉”現(xiàn)象。無鹵阻燃彈性體組合物在加工過程中如果存在較多的水分，容易導(dǎo)致復(fù)配阻燃劑的分解，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，氧化鎂CN 102532779 A的加入能夠抑制或減弱分解反應(yīng)發(fā)生。本發(fā)明的無鹵阻燃彈性體組合物的可使用如下所述制備方法制備，其步驟是先將聚苯醚樹脂、彈性體、聚烯烴、復(fù)配阻燃劑、增塑劑、加工助劑和穩(wěn)定劑經(jīng)高速混合機(jī)分散混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。螺桿各區(qū)溫度應(yīng)保持在200 260°C之間，雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為36 48，螺桿轉(zhuǎn)速為260 500轉(zhuǎn)/分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明的無鹵阻燃彈性體組合物，有效抑制了加工過程中“焦料”析出，改善了組合物的加工性能，具有無鹵阻燃等級(jí)高，機(jī)械性能好，耐老化性能好，容易進(jìn)行擠出成型加工的特點(diǎn)，非常適合用于高端消費(fèi)電子電器的電源線、數(shù)據(jù)傳輸線等。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。本發(fā)明的無鹵阻燃彈性體組合物的制備方法，其步驟是先將聚苯醚樹脂、彈性體、聚烯烴、復(fù)配阻燃劑、增塑劑、加工助劑和穩(wěn)定劑經(jīng)高速混合機(jī)分散混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。螺桿各區(qū)溫度應(yīng)保持在245°C，使用南京瑞亞公司生產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑為40cm，長(zhǎng)徑比為40，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。按照上述的制備方法，實(shí)施例和對(duì)比例采用原料如下
牌號(hào)I簡(jiǎn)介
PPELXR035聚苯醚樹脂，特性粘度在0. 35dl/g，可從藍(lán)星化工商購獲得_
PPELXR045聚苯醚樹脂，特性粘度在0. 45dl/g，可從藍(lán)星化工商購獲得
PPELXR055聚苯醚樹脂，特性粘度在0. 55dl/g,可從藍(lán)星化工商購獲得
SEBS6151 —苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，可從臺(tái)像商購獲得
SEPT0NS2104 苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，可從Kuraray商購獲得_
PPEPS30R聚丙烯，可從中石化公司商購獲得
PE2426H_聚乙烯，可從中石化公司商購獲得_
焦磷酸哌嗪—阻燃劑
MELAPUR200-70 焦磷酸三聚氰胺阻燃劑，可從basf公司商購獲得_
BDP_增塑劑，可從浙江萬盛化工公司商購獲得_
KDN4006_增塑劑，可從深圳克瑪橡膠油有限責(zé)任公司商購獲得_
GLYC0LUBE-P 加工助劑，可從龍沙公司商購獲得_
CYAN0X1790 —自由基捕捉劑，可從美國(guó)氰特公司商購獲得
MD1024_金屬鈍化劑，可從汽巴精化公司商購獲得_
氧化鎂I可從廣州神茂新材料科技有限公司購得
各測(cè)試按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行
拉伸強(qiáng)度注塑成型4. Omm拉伸測(cè)試樣條，根據(jù)GB1040-2006進(jìn)行測(cè)試； 斷裂伸長(zhǎng)率注塑成型4. Omm拉伸測(cè)試樣條，根據(jù)GB1040-2006進(jìn)行測(cè)試； 燃燒性能根據(jù)UL94，采用4. Omm的樣品進(jìn)行測(cè)試；
焦料根據(jù)上述的制備方法，設(shè)定喂料量為35KG/小時(shí)，采集生產(chǎn)時(shí)從模頭析出的焦料，進(jìn)行焦料評(píng)價(jià)(mg/10分鐘)；
介電強(qiáng)度根據(jù)GB1409進(jìn)行測(cè)試；
拉伸強(qiáng)度老化測(cè)試注塑成型4. Omm拉伸測(cè)試樣條，在136°C的換氣烘箱中老化168小時(shí)后，根據(jù)GB1040-2006進(jìn)行測(cè)試，老化后拉伸強(qiáng)度殘留率=老化后測(cè)試值/老化后測(cè)試值 X100% ；
斷裂伸長(zhǎng)率老化測(cè)試注塑成型4. Omm拉伸測(cè)試樣條，在136°C的換氣烘箱中老化168 小時(shí)后，根據(jù)GB1040-2006進(jìn)行測(cè)試，老化后斷裂伸長(zhǎng)率殘留率=老化后測(cè)試值/老化后測(cè)試值X 100% ；
邵氏硬度注塑成型厚度為6. 0mm，直徑為25mm的圓形測(cè)試片，依據(jù)ASTM D2240邵氏硬度A型測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。表1實(shí)施例的配方表及組合物的性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種無鹵阻燃彈性體組合物，其特征在于由如下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算的組分組成聚苯醚樹脂15 35%，彈性體25 40%，聚烯烴0_15%，復(fù)配阻燃劑20 35%，增塑劑5 15%，加工助劑2-5%，穩(wěn)定劑0. 5 5% ；所述復(fù)配阻燃劑為焦磷酸哌嗪和焦磷酸三聚氰胺的混合物，其中焦磷酸哌嗪占復(fù)配阻燃劑的10重量％以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無鹵阻燃彈性體組合物，其特征在于所述聚苯醚樹脂為25°C氯仿中測(cè)定的特性粘度在0. 3 0. 6dl/g之間的聚苯醚樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述無鹵阻燃彈性體組合物，其特征在于所述彈性體為苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述無鹵阻燃彈性體組合物，其特征在于所述聚烯烴為聚乙烯、聚丙烯的一種或兩者的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚組合物，其特征在于所述增塑劑為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)、環(huán)烷油的一種或兩者的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚組合物，其特征在于所述加工助劑為季戊四醇硬脂酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述無鹵阻燃彈性體組合物，其特征在于所述穩(wěn)定劑為自由基捕捉齊U、金屬鈍化劑類抗氧劑、氧化鎂的混合物，其中自由基捕捉劑、金屬鈍化劑、氧化鎂含量分別為彈性體組合物總重量0. 2重量％以上。
8.權(quán)利要求1所述無鹵阻燃彈性體組合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟先將聚苯醚樹脂、彈性體、聚烯烴、復(fù)配阻燃劑、增塑劑、加工助劑和穩(wěn)定劑經(jīng)高速混合機(jī)分散混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝；螺桿各區(qū)溫度應(yīng)保持在200 260°C之間，雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為36 48，螺桿轉(zhuǎn)速為260 500轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵阻燃彈性體組合物，由如下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算的組分組成聚苯醚樹脂15～35％，彈性體25～40％，聚烯烴0-15%，復(fù)配阻燃劑20～35％，增塑劑5～15％，加工助劑2-5%，穩(wěn)定劑0.5～5％；所述復(fù)配阻燃劑為焦磷酸哌嗪和焦磷酸三聚氰胺的混合物，其中焦磷酸哌嗪占復(fù)配阻燃劑的10重量%以上。本發(fā)明的無鹵阻燃彈性體組合物，有效抑制了加工過程中“焦料”析出，改善了組合物的加工性能，具有無鹵阻燃等級(jí)高，機(jī)械性能好，耐老化性能好，容易進(jìn)行擠出成型加工的特點(diǎn)，非常適合用于高端消費(fèi)電子電器的電源線、數(shù)據(jù)傳輸線等。
文檔編號(hào)C08K5/3462GK102532779SQ20111044152
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者付錦鋒, 葉南飚, 寧凱軍, 李玉虎, 王林, 胡志華, 蔡彤旻, 郭少華, 黃恒梅 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司