一種低煙無鹵耐寒型的阻燃熱塑性彈性體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱塑性彈性體技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種低煙無鹵耐寒型的阻燃熱 塑性彈性體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性彈性體具有彈性材料的使用性能和塑性材料的加工性能，常被人們稱為第 三代橡膠。由于不需要硫化、成型加工簡單，與傳統(tǒng)硫化橡膠相比，TPE的工業(yè)生產(chǎn)流程縮 短了 1 /4,節(jié)約能耗達25%?40%，效率提高了 10?20倍，且可重復(fù)利用，使用無環(huán)境 污染，堪稱橡膠工業(yè)的又一次技術(shù)革命。目前，熱塑性彈性體被廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、家電 設(shè)備、膠管、膠帶、電線電纜、電子產(chǎn)品、食品包裝、醫(yī)療器械等眾多行業(yè)，特別適宜于煤礦橡 膠制品、汽車橡膠制品、家電橡膠制品、軌道交通橡膠制品和電纜等。熱塑性彈性體的新品 種、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，其用途日益廣泛。目前技術(shù)的熱塑性彈性存在兩個問題：一是阻燃熱 塑性彈性體多是含鹵含銻的，要么使用含鹵的主題材料，要么添加含鹵、銻的阻燃劑，一旦 引燃會產(chǎn)生大量的有毒有害的氣體，影響人們的身體健康，污染環(huán)境和腐蝕機械設(shè)備，現(xiàn)有 的一些無鹵阻燃的熱塑性彈性體，因大量添加無機阻燃劑，使力學(xué)性能大幅度下降，不能用 于制造阻燃輸送帶、電纜、汽車配件、軌道交通減震件等重要的產(chǎn)品；二是耐寒性能較差，當(dāng) 環(huán)境溫度低于-KTC時，硬度增加，彈性變差，強度降低，甚至發(fā)脆，影響使用，在我國東北、 西北高寒地區(qū)，嚴(yán)冬時的溫度低至-40°C以下，露天使用的輸送帶、電纜、汽車配件、軌道交 通的減震制品必須具有良好的耐寒性能，才能保證正常使用，現(xiàn)有技術(shù)的熱塑性彈性體不 能滿足這些要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低煙無鹵耐寒型的阻燃熱塑性彈 性體，滿足制造耐寒阻燃輸送帶、傳動帶、膠管、電纜、密封制品和減震制品的需要，且在生 產(chǎn)及使用過程無毒無害無污染。
[0004] 本發(fā)明的第二個目的是提供該熱塑性彈性體的制備方法，工藝簡單，易于制造，生 產(chǎn)成本低。
[0005] 本發(fā)明的目的通過下述方案予以實現(xiàn)。
[0006] 所述的低煙無鹵耐寒型的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于，按重量份數(shù)計，由下述 原料制成： 粉末順丁橡膠（PBR)30-50份，聚乙烯樹脂（PHDPE)20-40份，乙烯-順丁烯二酸酐共聚 物（EM) 10-30份，粉末丁腈橡膠（PNBR-18) 10份，氧化鋅5份，硬質(zhì)酸2份，石蠟油1-3份， 聚乙烯蠟3-5份，硫磺1-1. 5份，過氧化二異丙苯（DCP) 1-2份，促進劑1-2份，防老劑1-2 份，抗氧劑1-2份，抗靜電炭黑10-15份，環(huán)氧硅樹脂8-10份，芳綸槳柏5-10份，癸二酸二 辛酯（DOS) 10份，磷酸三甲苯酯（TCP)25份，無鹵阻燃劑40-60份，硅烷偶聯(lián)劑1-2份，抗靜 電劑4-6份。
[0007] 所述的聚乙烯樹脂是粉狀的高密度聚乙烯（PHDPE)，密度0. 945-0. 965g/cm3,熔融 指數(shù) 0· 1-1. 5g/10min。
[0008] 促進劑可選用2-硫醇基苯并噻唑（促進劑Μ)、二硫化二苯并噻唑（促進劑DM)、 N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促進劑CZ)、二硫化四甲基秋蘭姆（促進劑TMTD)、二乙 基二硫代氨基甲酸鎘（促進劑CED)中的一種或組合。
[0009] 防老劑可選用N-苯基-α萘胺（防老劑A)、N-苯基-β萘胺（防老劑D)、2,2， 4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體（樹脂狀）（防老劑RD)、2, 2'-硫代雙（4-甲基-6-叔 丁基苯酚）（防老劑2246-S)、N-異丙基W -苯基對苯二胺（防老劑4010ΝΑ)中的一種 或組合。
[0010] 抗氧劑可選用四[β_ (3,5_二特丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑 1010)、β -(3, 5-二特丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯(抗氧劑1076)、2, 6-二特丁基-4-甲 基苯酷(抗氧劑264)中的任意一種。
[0011] 無鹵阻燃劑可選用氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、紅磷、聚磷酸銨、三聚氰胺氰脲酸 鹽的一種或其組合。
[0012] 硅烷偶聯(lián)劑可選用乙烯基三氧基硅烷（Α-105)、乙烯基三乙氧基硅烷（Α-151)、乙 烯基三甲氧基硅烷（Α-171)中的任意一種。
[0013] 抗靜電劑可選用烷基苯磷酸酯二乙醇胺鹽(抗靜電劑Ρ)、三羥乙基甲基季銨甲基 硫酸鹽(抗靜電劑ΤΜ)、十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽(抗靜電劑SA)中的任意一種。
[0014] 本發(fā)明所述的熱塑性彈性體的制備方法包括以下步驟： (1) 原材料準(zhǔn)備：按配方要求稱量原材料； (2) 阻燃劑改性處理：將無鹵阻燃劑、芳綸槳柏、抗氧劑加入捏合機中加熱攪拌，攪 拌速度為375-400轉(zhuǎn)/分鐘，加熱至40-60°C，開始噴灑硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)加熱攪拌，在 115°C _125°C的溫度下攪拌10-15分鐘，制成表面改性阻燃劑； (3) 高速混合預(yù)塑化：將高密度聚乙烯、乙烯-順丁烯二酸酐共聚物、氧化鋅、硬質(zhì)酸、 石蠟油、聚乙烯蠟、促進劑、防老劑、抗靜電炭黑、環(huán)氧硅樹脂、癸二酸二辛酯、磷酸三甲苯 酯、、抗靜電劑、表面改性阻燃劑依次加入高速混合機中，混合速度為1200-1400轉(zhuǎn)/分鐘， 在140°C _150°C的溫度下混合10-15分鐘，制得預(yù)塑化料； (4) 冷混合：將經(jīng)高速混合后的預(yù)塑化料冷卻到室溫后加入到冷混合器中，依次加入粉 末順丁橡膠、粉狀丁腈橡膠、硫磺、過氧化二異丙苯，在常溫下混合5-10分鐘，混合機速度 為375-400轉(zhuǎn)/分鐘； (5) 造粒：將混合后的粉料通過雙螺桿造粒機，在螺桿轉(zhuǎn)速300-500轉(zhuǎn)/分鐘、溫度 165°C _175°C的條件下造粒，即得本發(fā)明所述的低煙無鹵耐寒型的熱塑性彈性體。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 1、本發(fā)明不含含鹵的主體材料和含鹵的阻燃劑、配合劑以及發(fā)煙量大的銻類阻燃劑， 所以燃燒時發(fā)煙量低，且不含有害物質(zhì)，是一種環(huán)保型的阻燃材料。
[0016] 2、本發(fā)明選用耐寒的主體材料和耐寒的增塑劑及阻燃劑，使共混物具有良好的耐 寒性能。
[0017] 3、本發(fā)明選用PBR、PHDPE與EMA接枝共混，并用PNBR-18作為相容劑，提高了共 混物相容性及動態(tài)硫化后的力學(xué)性能。
[0018] 4、本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑對無機阻燃劑進行表面改性處理，提高了有機物和無機 物的相容性，同時加入了芳綸槳柏增強劑，在提高共混物阻燃性能的同時，同時提高其力學(xué) 性能。
[0019] 5、本發(fā)明選用環(huán)氧硅樹脂對共混物增粘，在提高共混物粘合性能的同時，提高共 混物的阻燃性能和力學(xué)性能。
[0020] 本發(fā)明在具有良好的力學(xué)性能和加工性能的前提下，能夠在-60°c的環(huán)境下長期 使用，且具有優(yōu)異的阻燃性能和環(huán)保性能，同時具有彈性好、工藝簡單、能源消耗低、生產(chǎn)效 率高、可回收利用等優(yōu)點，是制造耐寒阻燃輸送帶、傳動帶、膠管、電纜、汽車密封制品和軌 道交通減震制品等廣品的良好材料。
【具體實施方式】
[0021] 通過下述實施例有助于對本發(fā)明的理解，但不能限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0022] 實施例1 本實施例提供一種低煙無鹵耐寒型的阻燃熱塑性彈性體，按重量份數(shù)計，由下述原料 制成： PBR 30份，PHDPE 30份，EMA 30份，PNBR-18 10份，氧化鋅5份，硬質(zhì)酸2份，石蠟 油1份，聚乙烯蠟3份，硫磺1份，DCP 1. 5份，促進劑M 1份，促進劑DM 0. 5份，防老劑RD 1份，防老劑4010NA 1份，抗氧劑1010 1份，抗靜電炭黑10份，環(huán)氧娃樹脂10份，芳纟侖槳 柏8份，DOS 10份，TCP 25份，氫氧化鋁20份，硼酸鋅10份，聚磷酸銨10份，硅烷偶聯(lián)劑 A-105 1份，抗靜電劑P 4份。
[0023] PHDPE 的密度 0· 945-0. 965g/cm3,熔融指數(shù) 0· 1-1. 5g/10min。
[0024] 本實施例的制備方法包括以下步驟： (1) 原材料準(zhǔn)備：按配方要求稱量原材料； (2) 阻燃劑改性處理：將無鹵阻燃劑、芳綸槳柏、抗氧劑加入捏合機中加熱攪拌，攪 拌速度為375-400轉(zhuǎn)/分鐘，加熱至40-60°