一種無鹵阻燃tpe材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及ΤΡΕ材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種無鹵阻燃ΤΡΕ材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，越來越多的人關(guān)注環(huán)保，PVC材料因含有鹵素，燃燒時放出的鹵化氫氣體對 人身體傷害較大，在面臨火災(zāi)時不是燒死，而是被毒氣薰死，所以無鹵的產(chǎn)品去代PVC材料 是必然的。
[0003] 由于優(yōu)越的產(chǎn)品性能，便捷的加工工藝，現(xiàn)在越來越多的ΤΡΕ材料被應(yīng)用于汽車、 家電、電線電纜等行業(yè)，但是傳統(tǒng)的ΤΡΕ材料，由于自身基材以及增塑劑的原因，大部分材 料是可燃的，在一些特殊的材料領(lǐng)域，往往會要求到材料本身具有可燃性。
[0004] 然而ΤΡΕ材料由于其自身的缺陷，如耐高溫性差、耐阻燃等特殊性能弱等，限制了 ΤΡΕ材料的應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)發(fā)展。通過在ΤΡΕ材料中加入阻燃劑來提高其阻燃性能是一種 有效的方法，但是市場上的阻燃材料一般有兩種：一種是含氯、溴的有鹵阻燃彈性體；一種 是大量填充無機填料的高填充彈性體。這兩種材料都有較大的弊端，有鹵阻燃彈性體在燃 燒時會產(chǎn)生大量有毒氣體，在使用過程中，有較大隱患，而歐盟R0SH指令更是將有鹵明確 排除在外；高填充彈性體由于其大量的無機填充，往往不能很好的與材料本身完全相容，使 得材料力學(xué)性能很差，析出問題嚴重。
[0005] 因此，研究一種無鹵環(huán)保高效阻燃劑，并對ΤΡΕ材料進行阻燃處理，以此增加材料 的引燃難度，降低ΤΡΕ材料燃燒時火焰?zhèn)鞑サ乃俣群蜔熿F的釋放量，且不會ΤΡΕ材料的機械 力學(xué)性能和加工性能是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提出了一種無鹵阻燃ΤΡΕ材料及其制備方法，所述無鹵阻燃ΤΡΕ材料具有 良好的阻燃性能，同時無鹵、低毒、綜合性能良好。
[0007] 本發(fā)明提出的一種無鹵阻燃ΤΡΕ材料，其原料按重量份包括：
[0008]
[0009] 在【具體實施方式】中，SEBS的重量份可以為21、23、25、27、32、34、36、38 ;聚苯醚 的重量份可以為 21、23、25、27、32、34、36、38;PE的重量份可以為 5· 9、6· 3、6· 8、7· 1、8· 7、 9. 3、9. 8 ;PP的重量份可以為5. 9、6. 3、6. 8、7. 1、8. 7、9. 3、9. 8 ;聚烯烴彈性體的重量份可以 為 1、1· 5、2· 8、3· 6、4· 5、5· 9、7· 1、8· 6、9 ;無鹵阻燃劑的重量份可以為 21、23、25、27、32、34、 36、38 ;增塑劑的重量份可以為4. 5、5. 9、6. 3、6. 8、7. 1、8. 7、9. 3、9. 8 ;抗氧劑的重量份可以 為 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、2. 3、2. 5、2. 8 ;光穩(wěn)定劑的重量份可以為 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、 2· 3、2· 5、2· 8 ;加工助劑的重量份可以為 1. 2、1· 5、1· 7、1· 9、2· 1、2· 3、2· 5、2· 8。
[0010] 優(yōu)選地，所述SEBS為高分子量SEBS、中分子量SEBS和低分子量SEBS的混合 物，所述高分子量SEBS的重均分子量為160000-240000,中分子量SEBS的重均分子量為 100000-150000,低分子量SEBS的重均分子量為50000-95000 ;優(yōu)選地，高分子量SEBS、中分 子量SEBS及低分子量SEBS的重量配比為1:3-5:1-3。
[0011] 優(yōu)選地，所述聚苯醚的特性粘數(shù)為〇. 1-0. 80dl/g。
[0012] 優(yōu)選地，所述無鹵阻燃劑為改性膨脹型阻燃劑IFR;優(yōu)選地，制備所述改性膨脹型 阻燃劑IFR包括：將膨脹型阻燃劑IFR加入無水乙醇中，超聲分散，得到懸濁液；將硅烷偶 聯(lián)劑加入無水乙醇中稀釋均勻后，加酸調(diào)節(jié)pH為3-5,得到稀釋液；將所述稀釋液加入所述 懸濁液中攪拌均勻，送入球磨機中進行球磨改性，得到改性溶液，將所述改性溶液烘干，過 篩，得到所述改性膨脹型阻燃劑IFR;優(yōu)選地，所述膨脹型阻燃劑IFR為聚磷酸銨-季戊四 醇-三聚氰胺或聚磷酸銨-季戊四醇-聚酰胺；所述硅烷偶聯(lián)劑為KH-550或KH-560。
[0013] 通過在無鹵、低毒的膨脹型阻燃劑IFR中加入硅烷偶聯(lián)劑進行改性，利用在微量 水存在情況下的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生水解生成硅氧醇基團，與此同時部分膨脹型阻燃劑中的聚 磷酸銨在酸性條件情況下生成磷酸發(fā)生酯化反應(yīng)；一方面，IFR中的表面通過交聯(lián)反應(yīng)成 功地接枝上了有機基團，有機基團的親油性能大大改善了IFR與聚合物基體間的界面相容 性。另一方面，IFR的聚合度也會通過這種交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成會有一定程度的增加，而高的聚 合度也能夠增加IFR體系的粘度和相互間的作用關(guān)系。
[0014]優(yōu)選地，制備所述改性膨脹型阻燃劑IFR包括：按重量份將100份膨脹型阻燃劑IFR加入無水乙醇中，超聲分散0. 2-0. 5h，得到懸濁液；將1-3份硅烷偶聯(lián)劑加入無水乙醇 中稀釋均勻后，加入冰醋酸調(diào)節(jié)pH為3-5,得到稀釋液；將所述稀釋液加入所述懸濁液中攪 拌均勻，送入球磨機中進行球磨改性3-5h，得到改性溶液，將所述改性溶液烘干，過篩，得到 所述改性膨脹型阻燃劑IFR。
[0015] 優(yōu)選地，所述聚烯烴彈性體為三元乙丙橡膠或乙烯-辛烯共聚物。
[0016] 優(yōu)選地，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與硫酯類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配 所得復(fù)合抗氧劑；優(yōu)選地，所述受阻酚類抗氧劑選自1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二特 丁基-4-羥基芐基）苯、1，1，3_二（2_甲基_4_羥基_5_特丁基苯基）丁燒、四[3_ (3, 5_二 叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-(3, 5-二特丁基-4-羥基苯基）丙酸十八酯 中的一種或多種；所述硫酯類抗氧劑選自硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二（十四酯）中 的一種或多種；所述亞磷酸酯類抗氧劑選自三（2, 4-二叔丁基苯酚）亞磷酸酯、雙（3, 5-二 叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯中的一種或多種。
[0017] 優(yōu)選地，所述增塑劑為環(huán)烷基白油、芳香基白油、石蠟基白油中的一種或者多種；
[0018] 優(yōu)選地，所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑、三嗪類光穩(wěn)定劑、有機鎳絡(luò)合物中的 一種或者多種；
[0019] 優(yōu)選地，所述加工助劑為硅酮粉、硅酮母粒、硅油、乙烯基雙硬脂酰胺、硬脂酸鹽類 潤滑劑中的一種或多種。
[0020] -種無鹵阻燃ΤΡΕ材料的制備方法，包括：將SEBS、聚苯醚、ΡΕ、ΡΡ、聚烯烴彈性體、 阻燃劑、增塑劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和加工助劑加入捏合機中進行捏合，得到預(yù)混料；將所述 預(yù)混料送入雙螺桿擠出機中進行塑煉，切粒，得到所述無鹵阻燃ΤΡΕ材料。
[0021] 優(yōu)選地，在捏合機中進行捏合的捏合溫度為100-130°C，捏合時間為10_15min;優(yōu) 選地，在雙螺桿擠出機中進行塑煉的加工溫度為200-250°C，螺桿轉(zhuǎn)速300-350r/min。
[0022] 本發(fā)明中，在ΤΡΕ材料的常規(guī)組分基礎(chǔ)上，加入聚苯醚和無鹵阻燃劑，聚苯醚作為 碳脫水劑，可迅速在材料表面形成碳層，具有優(yōu)良的自熄功能；選擇加入改性膨脹型阻燃劑 IFR作為無鹵阻燃劑，利用硅烷偶聯(lián)劑對無鹵、低毒的IFR進行改性，在IFR的表面出現(xiàn)了屬 于硅烷偶聯(lián)劑的有機元素和基團，由此起到了連接有機相和無機相的橋梁作用，大大增加 了膨脹型阻燃劑IFR的分散性能，并且這種優(yōu)異的分散性能，使得改性后的膨脹型阻燃劑 IFR與聚苯醚復(fù)配形成的阻燃劑相對單一阻燃劑可以在ΤΡΕ材料表面快速成炭，能夠有效 地阻止燃燒、防止融滴滴落和抑制煙的釋放。通過這種阻燃劑可以有效地與基體結(jié)合，不會 帶來析出問題，其突出的優(yōu)點均符合當今社會的環(huán)保要求，并且不會對ΤΡΕ材料的機械力 學(xué)性能和加工性能產(chǎn)生影響。此外本申請中還加入了特定配比的三段重均分子量的SEBS， 結(jié)合了ΡΕ、ΡΡ、聚烯烴彈性體等原料的優(yōu)點，提升了傳統(tǒng)ΡΕ、ΡΡ、聚烯烴彈性體等共混材料 的性能的同時，加入的一定含量的增塑劑、抗氧劑和光穩(wěn)定劑以及加工助劑還使得ΤΡΕ材 料具有良好的加工性能和抗老化性能，所述制備得到的ΤΡΕ材料不但回彈性、韌性與耐候 性都極好，而且還可以回收循環(huán)使用，符合循環(huán)經(jīng)濟理念。
【具體實施方式】
[0023] 下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0024] 實施例1
[0025] -種無鹵阻燃TPE材料，其特征在于，其原料按重量份包括：
[0028] 其中，所述SEBS為高分子量SEBS、中分子量SEBS和低分子量SEBS的混合物，所述 高分子量SEBS的重均分子量為160000,中分子量SEBS的重均分子量為150000,低分子量 SEBS的重均分子量為50000,且高分子量SEBS、中分子量SEBS及低分子量SEBS的重量配 比為1:3:3 ;所述聚苯醚的特性粘數(shù)為0.ldl/g;所述無鹵阻燃劑為改性膨脹型阻燃劑IFR; 制備所述改性膨脹型阻燃劑IFR包括：按重量份將100份膨脹型阻燃劑IFR加入無水乙醇 中，超聲分散〇. 2h，得到懸濁液；將3份硅烷偶聯(lián)劑加入無水乙醇中稀釋均勻后，加入冰醋 酸調(diào)節(jié)pH為3-5,得到稀釋液；將所述稀釋液加入所述懸濁液中攪拌均勻，送入球磨機中 進行球磨改性3h，得到改性溶液，將所述改性溶液烘干，過篩，得到所述改性膨脹型阻燃劑 IFR;所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與硫酯類抗氧劑復(fù)配所得復(fù)合抗氧劑，且所述受阻酚類 抗氧劑為1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二特丁基-4-羥基芐基）苯，所述硫酯類抗氧劑 為硫代二丙酸二月桂酯。
[0029] 實施例2
[0030] -種無鹵阻燃TPE材料，其特征在于，其原料按重量份包括：

[0033] 其中，所述SEBS為高分子量SEBS、中分子量SEBS和低分子量SEBS的混合物，所述 尚分子量SEBS的重均分子量為240000,中分子量SEBS的重均分子量為100000,低分子量 SEBS的重均分子量為95000,且高分子量SEBS、中分子量SEBS及低分子量SEBS的重量配 比為1:5:1 ;所述聚苯醚的特性粘數(shù)為0. 8dl/g;所述無鹵阻燃劑為改性膨脹型阻燃劑IFR; 制備所述改性膨脹型阻燃劑IFR包括：按重量份將100份膨脹型阻燃劑IFR加入無水乙醇 中，超聲分散〇. 5h，得到懸濁液；將1份硅烷偶聯(lián)劑加入無水乙醇中稀釋均勻后，加入冰醋 酸調(diào)節(jié)pH為3-5,得到稀釋液；將所述稀釋液加入所述懸濁液中攪拌均勻，送入球磨機中