專利名稱：一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及絕緣塑膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
金屬導(dǎo)體披覆材料主要如電線電纜等并被廣泛使用，同時(shí)也是失火成災(zāi)的禍源。在許多火災(zāi)事故中，都是由于電線電纜的短路引起火災(zāi)。長(zhǎng)期以來(lái)以PVC為基材的鹵素型阻燃金屬導(dǎo)體絕緣披覆層材料幾乎壟斷了主要市場(chǎng)。但是以PVC為基材或以鹵系為阻燃劑的電線電纜在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生具有毒性的氯化氫、溴化氫等氣體和劇烈的有毒濃煙，這些煙霧足以使人因窒息而死，妨礙人們從火災(zāi)中撤離和滅火工作，使重要設(shè)施(如計(jì)算機(jī)等)因腐蝕而癱瘓，嚴(yán)重危害生命財(cái)產(chǎn)安全。基于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類健康出發(fā)，阻燃劑無(wú)鹵化的呼聲日高。各國(guó)政府對(duì)含鹵體系燃燒時(shí)產(chǎn)生的二次污染(大量黑煙和酸霧)給予了空前的關(guān)注。從20世紀(jì)80年代末或90年代初至今，歐盟一些國(guó)家對(duì)一些含鹵阻燃劑進(jìn)行了危害性評(píng)估，很多已得出評(píng)估結(jié)果，根據(jù)這些結(jié)果，五溴二苯醚、八溴二苯醚及十溴二苯醚等鹵系阻燃劑陸續(xù)被禁用。特別是2003年歐盟頒布RoHS指令以來(lái)，嚴(yán)格限制PVC等含鹵化合物的使用。近年來(lái)，惠普、戴爾、夏普、微軟、蘋果等很多跨國(guó)企業(yè)，迫于歐洲一些綠色和平組織的壓力，已經(jīng)通過(guò)公司內(nèi)部規(guī)定的形式，禁止使用溴系阻燃劑。因此高分子材料無(wú)鹵阻燃技術(shù)正替代有鹵阻燃技術(shù)，成為聚合物材料阻燃研究和開發(fā)的主流方向。如何設(shè)計(jì)滿足低煙、無(wú)毒、燃燒不釋放腐蝕性氣體的無(wú)鹵阻燃電線電纜產(chǎn)品(即:覆蓋材料中沒(méi)有含鹵聚合物基體及含鹵阻燃成份)在國(guó)際上已成為一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外已陸續(xù)開展用無(wú)鹵阻燃材料進(jìn)行替代的工作?，F(xiàn)有技術(shù)中，為大家所熟悉的低煙無(wú)鹵阻燃金屬導(dǎo)體絕緣披覆材料，是將聚烯烴樹脂與以氫氧化鎂、氫氧化鋁等金屬氫氧化物為主的無(wú)機(jī)填充型阻燃劑及其它小分子助劑一起，通過(guò)物理或化學(xué)的改性 方法復(fù)合加工而成。此類低煙無(wú)齒阻燃材料阻燃劑添加量過(guò)大(填充量達(dá)60%以上)，大大影響到基體高分子樹脂與無(wú)機(jī)組分的相容性，使得復(fù)合材料的力學(xué)性能的惡化，尤其是韌性大幅度降低，加工性能不理想。而且由于無(wú)機(jī)填充材料過(guò)大，當(dāng)此類材料取代PVC材料應(yīng)用于電子電器產(chǎn)品的電線、電子線、信號(hào)線、耳機(jī)線、音頻線、電腦排線及USB線等低壓線材時(shí)，擠出線材后表面易刮白、刮傷，線材的硬度也很高，無(wú)法滿足電子線、信號(hào)線等低壓線材對(duì)柔軟性的要求。紅磷是一種高效的無(wú)鹵型無(wú)機(jī)阻燃劑，也是是水合金屬氧化物的一種最高效的阻燃協(xié)效劑，通常單獨(dú)或用來(lái)和氫氧化鎂、氫氧化鋁等無(wú)機(jī)阻燃劑復(fù)配來(lái)達(dá)到阻燃的目的。但是紅磷阻燃劑在高溫高濕的環(huán)境下，不僅會(huì)生成磷酸鹽腐蝕線路，從而引發(fā)線路短路、冒燃，甚至起火。更關(guān)鍵的是，紅磷阻燃劑還極容易與空氣中氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成劇毒的磷化氫氣體，一旦產(chǎn)生的量大則會(huì)對(duì)人體造成傷害。且紅磷粉塵易爆炸，因此，紅磷必須要經(jīng)過(guò)表面包覆處理(微膠囊化)才能安全有效地使用。另外，紅磷本身固有的紫紅色極大的限制了含紅磷的電纜料的顏色應(yīng)用。加之含紅磷的阻燃電纜料在生產(chǎn)過(guò)程中和燃燒時(shí)都會(huì)大量地放出刺激性氣味且發(fā)煙量很大。很多國(guó)家和企業(yè)都不提倡使用紅磷阻燃劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于針對(duì)目前金屬導(dǎo)體披覆材料存在的各種問(wèn)題，而提供解決以上問(wèn)題的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，所述復(fù)合材料的主要成分及質(zhì)量百分含量為:聚苯醚20-45 %、彈性體3-15 %、相容劑2-6 %、填充油10-18 %、有機(jī)磷系阻燃劑3-10%、膨脹型阻燃劑6-25%、無(wú)機(jī)阻燃劑5-8%、抗氧劑0.1-0.4、潤(rùn)滑劑0.2-0.5%。所述聚苯醚采用氯仿作為溶劑在25°C時(shí)的特性粘數(shù)為0.35 0.50dl/g。所述彈性體為熱塑性聚氨酯彈性體、熱塑性苯乙烯類彈性體、丙烯基彈性體、乙烯-辛烯共聚物彈性體中的一種或幾種。所述所述熱塑性苯乙烯類彈性體為苯乙烯一乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯一乙烯一異戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)中的一種或幾種。所述步驟苯乙烯一乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物中的苯乙烯含量大于30 %，邵氏硬度60 80A，外觀為白色粉狀。所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯共聚物(PP-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝PPE (PPE-g-MAH)、馬來(lái)酸配接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH)中的一種或幾種。所述填充油為環(huán)烷油、石蠟油或白油類橡膠填充油。所述填充油為閃點(diǎn)高于200 V的飽和直鏈烷烴油或環(huán)烷烴油中的一種或兩種。所述有機(jī)磷系阻燃劑為二苯基磷酸酯(BDP)、間亞苯基四苯基雙磷酸酯(RDP)、間亞苯基四(二甲苯基)、雙磷酸酯(RXDP)的一種或幾種。所述膨脹型阻燃劑為三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)、三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)、正磷酸三聚氰胺(MMP)、焦磷酸二三聚氰胺(DMPY)的一種或幾種。所述無(wú)機(jī)阻燃劑為聚磷酸銨(APP)、氧化鋅(ZnO)、高嶺土、有機(jī)納米蒙脫土(P-Nanomer)的任意兩種或多種混合物。所述抗氧劑選用化學(xué)名稱為四[β-(3，5-二特丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，輔助抗氧劑選用三(2，4-二叔丁基酚)亞磷酸酯。所述潤(rùn)滑劑為Ν，Ν’ -乙撐雙硬脂酰胺、芥酸酰胺、硅酮母粒、二甲基硅油中的一種或幾種。所述復(fù)合材料還包括有加工助劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、著色劑中的一種或幾種。本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體 絕緣披覆復(fù)合材料，以聚苯醚為基材，使披覆層具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能、電性能、耐水性等以及優(yōu)異的阻燃成炭性，加入韌性良好的彈性體，通過(guò)加入填充油增塑以降低共混體系的硬度、增強(qiáng)柔韌性，通過(guò)加入相容劑提高PPE與彈性體之間的結(jié)合力，使PPE和彈性體間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。以有機(jī)磷系阻燃劑、膨脹型阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑復(fù)配成無(wú)鹵磷氮系阻燃劑，其中不含紅磷和三氧化二銻，在實(shí)現(xiàn)無(wú)鹵阻燃要求的基礎(chǔ)上，克服了大量填充無(wú)機(jī)阻燃劑造成阻燃材料的性能大幅度下降的問(wèn)題，通過(guò)本方法制備的無(wú)鹵阻燃材料即有良好的阻燃性，又有良好的機(jī)械及加工性能，燃燒時(shí)不易滴落，可直接擠出制備低壓電線披覆表皮，如數(shù)據(jù)線表皮，充電器電線表皮等，根據(jù)配方適當(dāng)調(diào)整比例也可注塑成型為電線的插頭，應(yīng)用前景廣闊；本發(fā)明絕緣披覆復(fù)合材料為環(huán)保產(chǎn)品，不含鹵素、重金屬及其它危害環(huán)境的物質(zhì)；擠出電線絕緣層和注塑插頭有良好的表面性能和觸感，電絕緣性良好，耐高低溫；長(zhǎng)期使用，表面不噴霜；產(chǎn)品本色為淺米黃色，適用于多種顏色要求的電線產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式以下件實(shí)施例1-6以表格進(jìn)行配方并進(jìn)行絕緣披覆后的各項(xiàng)參數(shù)值如下表:

權(quán)利要求
1.一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料的主要成分及質(zhì)量百分含量為:聚苯醚20-45%、彈性體3-15%、相容劑2-6%、填充油10-18%、有機(jī)磷系阻燃劑3-10%、膨脹型阻燃劑6-25%、無(wú)機(jī)阻燃劑5-8%、抗氧劑0.1-0.4、潤(rùn)滑劑.0.2-0.5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述聚苯醚采用氯仿作為溶劑在25°C時(shí)的特性粘數(shù)為0.35 0.50dl/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述彈性體為熱塑性聚氨酯彈性體、熱塑性苯乙烯類彈性體、丙烯基彈性體、乙烯-辛烯共聚物彈性體中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述所述熱塑性苯乙烯類彈性體為苯乙烯一乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物、苯乙烯一乙烯一異戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述步驟苯乙烯一乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物中的苯乙烯含量大于30 %，邵氏硬度60 80A，外觀為白色粉狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯共聚物(PP-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝PPE、馬來(lái)酸配接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述填充油為環(huán)烷油、石蠟油或白油類橡膠填充油。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述填充油為閃點(diǎn)高于200°C的飽和直鏈烷烴油或環(huán)烷烴油中的一種或兩種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述有機(jī)磷系阻燃劑為二苯基磷酸酯、間亞苯基四苯基雙磷酸酯、間亞苯基四(二甲苯基)、雙磷酸酯的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述膨脹型阻燃劑為三聚氰胺氰尿酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、正磷酸三聚氰胺、焦磷酸二三聚氰胺的一種或幾種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)阻燃劑為聚磷酸銨、氧化鋅、高嶺土、有機(jī)納米蒙脫土的任意兩種或多種混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑選用化學(xué)名稱為四[β-(3，5-二特丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，輔助抗氧劑選用三亞磷酸酯。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑為N，N’ -乙撐雙硬脂酰胺、芥酸酰胺、硅酮母粒、二甲基硅油中的一種或幾種。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料還包括有加工助劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、著色劑中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及絕緣塑膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料；本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃熱塑性金屬導(dǎo)體絕緣披覆復(fù)合材料，以聚苯醚為基材，使披覆層具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能、電性能、耐水性等以及優(yōu)異的阻燃成炭性，加入韌性良好的彈性體，通過(guò)加入填充油增塑以降低共混體系的硬度、增強(qiáng)柔韌性，通過(guò)加入相容劑提高PPE與彈性體之間的結(jié)合力，使PPE和彈性體間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；以有機(jī)磷系阻燃劑、膨脹型阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑復(fù)配成無(wú)鹵磷氮系阻燃劑，本發(fā)明絕緣披覆復(fù)合材料為環(huán)保產(chǎn)品，不含鹵素、重金屬及其它危害環(huán)境的物質(zhì)；擠出電線絕緣層和注塑插頭有良好的表面性能和觸感，電絕緣性良好，耐高低溫；長(zhǎng)期使用，表面不噴霜；產(chǎn)品本色為淺米黃色，適用于多種顏色要求的電線產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C08L53/02GK103242642SQ20121002728
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者鮑曉暹, 劉炫君 申請(qǐng)人:東莞市聚恩特新材料有限公司