無鹵阻燃tpe線纜專用材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻燃TPE線纜專用材料及其制備方法，尤其涉及一種無鹵阻燃低 煙低硬度TPE線纜專用材料及其制備方法，屬于高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的日益增強(qiáng)和響應(yīng)環(huán)保法規(guī)的出臺如RoHS指令、WEEE指 令、EuP指令的相繼出臺，以SEBS為基材的阻燃線纜料已成為研宄和開發(fā)的主流方向。目 前，以SEBS為基材的阻燃線纜料技術(shù)主要分為兩類：（1) SEBS+成炭劑PP0+磷酸酯+阻燃 劑 + 其它助劑，如專利 US2009/0088502A1、US2009/00884577A1、CN101824201A 等。由于引 入了燃燒時具有成炭功能的PP0,材料的阻燃和力學(xué)性能都較好，但PP0加工困難且會產(chǎn)生 難聞的臭味。（2)SEBS+PP+無鹵阻燃劑+其它助劑，如專利CN102295818A、CN102702663A、 CN101735546A、CN102424712A、CN101629007B、CN102146193A、CN1772807A 等分別描述了不 同配方工藝的SEBS基無鹵阻燃TPE粒料及其制備方法。由于SEBS和PP本身都不具備成 炭功能，因此，對無鹵阻燃劑的性能要求較高。由于受到當(dāng)前無鹵阻燃劑技術(shù)發(fā)展的制約， 以無鹵阻燃劑阻燃熱塑性彈性體的復(fù)合材料遇水會出現(xiàn)析出問題，且材料的力學(xué)性能尤其 是拉伸強(qiáng)度通常難以超過12MPa，邵氏硬度一般大于80A。因此，改進(jìn)這一技術(shù)問題是趨勢 所向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，改善線纜料在加工時遇水析出的問題，同時改善材料 的力學(xué)性能、物性，本發(fā)明采用以SBES(英文全稱Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene. SEBS是以聚苯乙烯為末端段，以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌段的 線性三嵌共聚物）、Catalloy PP為基材，同時采用高效無鹵膨脹型阻燃劑作為基體的阻燃 劑，從而提供一種無鹵阻燃低煙低硬度TPE線纜專用材料的制備方法。
[0004] 本發(fā)明的無鹵阻燃低煙低硬度TPE線纜專用材料的組成，重量份比如下：
[0005] SEBS 28 ~33
[0006] 聚酯彈性體 1~4 70#白礦油 7~10 Catalloy PP 11~15 馬來酸酐接枝SEBS 2. 5~5 無南膨脹型阻燃劑 36~40 BDP 2 ~4 潤滑劑 0. 5~2 抗氧劑1010 0. 1~0. 2 抗氧劑168 0.2~0.4
[0007] 其中，所述聚酯彈性體為邵氏硬度范圍70~80A的聚酯彈性體TPU ;
[0008] 所述Catalloy PP為高柔質(zhì)均聚聚丙烯，熔融流動速率MFR(230°C、2. 16KG)為 5-10g/min;所述潤滑劑為硅酮母?；蚬柰壑械囊环N或其組合。
[0009] 本發(fā)明采用的高效無鹵膨脹型阻燃劑為磷酸酯類增塑阻燃劑與無鹵膨脹型阻燃 劑的復(fù)配混合物；
[0010] 本發(fā)明采用的抗氧劑以抗氧劑168為主抗氧劑、抗氧劑1010為輔抗氧劑，主抗氧 劑和輔抗氧劑的較佳重量比為2:1?？寡鮿?fù)配可以更好地發(fā)其揮協(xié)效作用。
[0011] 為了解決材料加工時遇水析出問題，同時改善材料的力學(xué)性能和增強(qiáng)阻燃劑的增 塑性、高效性，本發(fā)明中所采用的高效無鹵膨脹型阻燃劑為磷酸酯類增塑劑雙酚A雙（二苯 基磷酸酯）：BDP和開封市華順化工科技開發(fā)有限公司的無鹵膨脹型阻燃劑HS-NPS-D的互 配混合物。兩者按照一定比列進(jìn)行互配。將無鹵膨脹型阻燃劑HS-NPS-D置于高速混合機(jī) 中，在高速轉(zhuǎn)速條件下，緩慢加入BDP，充分?jǐn)嚢?、混勻?br>[0012] 本發(fā)明添加Catalloy PP的目的是為了改善材料的柔軟性，獲得邵氏硬度范圍 70~75A的無鹵阻燃TPE粒料。本發(fā)明添加聚酯彈性體TPU的目的是為了增強(qiáng)材料的結(jié)合 力和彈性，此外還有助于改善材料的流動性。本發(fā)明添加馬來酸酐接枝SEBS的目的是為了 改善膨脹型阻燃劑和聚合物樹脂之間的相容性問題。這種相容劑一端和聚合物SEBS的相 容性好，另一端牢牢地與膨脹型阻燃劑結(jié)合在一起，從而改善線纜料的力學(xué)性能。
[0013] 本發(fā)明樹脂原料為SEBS G1650、SEBS G1657、Catalloy PP、聚酯彈性體、馬來酸酐 接枝SEBS等幾種樹脂的共混物，采用這樣的配混基體樹脂，可以使線纜料的力學(xué)性能、流 動性能和柔軟性能很好地被提高和均衡。
[0014] 本發(fā)明為了表征材料加工時遇水不析出的問題，采用了以下方法來判定。將無鹵 低煙低硬度阻燃TPE粒料按標(biāo)準(zhǔn)尺寸用注塑機(jī)注塑成測試用標(biāo)準(zhǔn)樣條，然后將測試用標(biāo)準(zhǔn) 樣條置于70°C熱水中浸泡168h后，觀察水中是否有白色粉末狀物質(zhì)，若有，將其置于烘箱 中在105 °C下烘干，并通過紅外分析手段進(jìn)一步表征、判定。
[0015] 本發(fā)明一種無鹵阻燃低煙低硬度TPE線纜專用材料的制備方法，包括如下步驟：
[0016] (1)按照原料配方，將SEBS和70#白礦油投入混合機(jī)中低速攪拌10~15min，充 分混合后靜置24~48h，使SEBS充分溶脹；將無鹵膨脹型阻燃劑置于高速混合機(jī)中，在高 速轉(zhuǎn)速條件下，緩慢加入BDP，充分?jǐn)嚢琛⒒靹颍?br>[0017] (2)將步驟（1)得到的溶脹SEBS與混勻后的無鹵阻燃劑、Catalloy PP、馬來酸酐 接枝SEBS、聚酯彈性體TPU、潤滑劑以及抗氧劑充分混合均勻后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠 出、拉條、冷卻、切粒，最后干燥得到最終產(chǎn)品。雙螺桿擠出機(jī)加工工藝如下：加料段130°C， 熔融段175°C，熔融輸送段175~185°C，均化段185°C，機(jī)頭計(jì)量段175°C;螺桿轉(zhuǎn)速200~ 250r/min〇
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] (1)本發(fā)明的無鹵阻燃低煙低硬度TPE線纜專用材料其邵氏硬度達(dá)到70~75A， 熔融流動速率 MFR(230°C、2. 16KG)可達(dá)到 6. 2g/10min ;
[0020] (2)本發(fā)明的無鹵阻燃低煙低硬度TPE線纜專用材料在達(dá)到UL94V-0等級的同時， 具有比較優(yōu)異的力學(xué)性能：拉伸強(qiáng)度達(dá)到12~14MPa，斷裂伸長率達(dá)到535~585%;此外， 經(jīng)7天/136°C空氣熱老化后，其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均可達(dá)到ASTM D412要求；
[0021] (3)本發(fā)明的無鹵阻燃低煙低硬度TPE線纜專用材料在加工時遇水不析出，且對 環(huán)境友好，燃燒時低煙無熔滴，不會釋放出有毒氣體，生產(chǎn)過程中安全可靠。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不 用于限制本發(fā)明的范圍。
[0023] 實(shí)施例1:
[0024] 一種無鹵阻燃低煙低硬度TPE線纜專用材料，其原料組成如下表1所示：
[0025] 表1無鹵阻燃低煙低硬度TPE線纜專用材料的原料組成
[0026]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料，其特征在于：以重量份比，其原料配方主要由如下 組分構(gòu)成： SEBS 28 ~33; 聚酯彈性體 1~4; 70#白礦油 7~10， Catalloy PP 11~15; 馬來酸酐接枝SEBS 2. 5~5; 無鹵膨脹型阻燃劑 36~40; BDP 2 ~4; 潤滑劑 0. 5~2; 抗氧劑1010 0. 1~0. 2和 抗氧劑168 0. 2~0. 4; 其中，所述聚酯彈性體為邵氏硬度范圍70~80A的聚酯彈性體TPU ; 所述Catalloy PP為高柔質(zhì)均聚聚丙烯，熔融流動速率MFR，230°C、2. 16KG為5-10g/ min ； 所述潤滑劑為硅酮母?；蚬柰壑械囊环N或其組合。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料，其特征在于：所述的SEBS為 美國Kraton公司的SEBS G1650、SEBS G1657中的一種，或兩者之間以任一比例混合的組合 物。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料，其特征在于：馬來酸酐接枝 SEBS為美國Kraton公司的FG1901 〇
4. 如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料，其特征在于：Catalloy PP為 德國巴塞爾化學(xué)公司生產(chǎn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料，其特征在于：聚酯彈性體為 臺灣邦泰集團(tuán)有限公司的TPU70A。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料，其特征在于：無鹵膨脹型阻 燃劑為開封市華順化工科技開發(fā)有限公司的HS-NPS-D。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料，其特征在于：BDP選自浙江萬 盛化工有限公司的雙酚A雙（二苯基磷酸酯）。
8. 如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料，其特征在于：硅酮母粒為美 國Dow Corning公司的MB50-001、娃酬粉為美國Dow Corning公司的RM4-7081。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料的制備方法，其 特征在于包括如下步驟： (1)按照原料配方，將SEBS和70#白礦油投入混合機(jī)中低速攪拌10~15min，充分混 合后靜置24~48h，使SEBS充分溶脹；將無鹵膨脹型阻燃劑置于高速混合機(jī)中，在高速轉(zhuǎn) 速條件下，緩慢加入BDP，充分?jǐn)嚢?、混勻? ⑵將步驟（1)得到的溶脹SEBS與混勻后的無鹵阻燃劑、Catalloy PP、馬來酸酐接枝 SEBS、聚酯彈性體TPU、潤滑劑以及抗氧劑充分混合均勻后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、拉 條、冷卻、切粒，最后干燥得到最終產(chǎn)品；雙螺桿擠出機(jī)加工工藝如下：加料段130°C，熔融 段175°C，熔融輸送段175~185°C，均化段185°C，機(jī)頭計(jì)量段175°C;螺桿轉(zhuǎn)速200~250r/ min〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃TPE線纜專用材料及其制備方法。本發(fā)明的特征在于，為克服線纜料在加工時遇水析出問題，同時改善物理機(jī)械性能，本發(fā)明采用聚烯烴材料做為基材，同時采用高效無鹵膨脹型阻燃劑。本發(fā)明制備的無鹵低煙低硬度阻燃TPE線纜料具有高的阻燃性能，邵氏硬度達(dá)到70～75A，拉伸強(qiáng)度達(dá)到12～14MPa，斷裂生產(chǎn)率達(dá)到535～585％，熔融流動速率MFR(230℃、2.16KG)可達(dá)到6.2g/10min；同時材料遇水不析出、抗老化性能好、燃燒時低煙無熔滴，不會釋放出有毒氣體，適用于生產(chǎn)各類要求柔軟的阻燃電子電器線纜。
【IPC分類】C08K13-04, H01B3-44, C08K5-523, C08L23-12, C08L51-00, C08L67-00, C08L53-02, B29C47-92
【公開號】CN104650524
【申請?zhí)枴緾N201510037874
【發(fā)明人】趙勤寬, 陳志堅(jiān)
【申請人】福建奧峰科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月26日