本发明专利技术提供了一种环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体及其制备工艺，该纳米复合弹性体由以下重量份的组分制得：NBR纳米复合粉粒60～75份，PVC预塑粉25～40份，改性剂ABS 10～15份，第一阻燃剂10～15份，第二阻燃剂5.0～10份，活化剂0.8～1.2份，硫化剂0.2～0.4份，防老剂0.8～1.2份，促进剂0.5～1.0份，紫外线吸收剂0.3～0.5份，加工助剂1.0～2.0份。本发明专利技术的热塑性弹性体绿色环保耐臭氧，力学性能、耐高低温、耐油浸和阻燃性能优异，可用于阻燃耐油耐热的软电线，弹性体电缆，耐油重型软线，移动电缆等的护套和鞋靴，油管等。
【技术实现步骤摘要】
环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体及其制备工艺
本专利技术涉及一种纳米复合热塑性弹性体及其制备工艺，该弹性体可用于阻燃耐油耐热的软电线，弹性体电缆，耐油重型软线，移动电缆等的护套，亦可用于鞋靴，油管等。
技术介绍
阻燃电线电缆、消防等人员的鞋靴等常常在恶劣的环境条件中使用，如在高温、强烈的紫外线照射、高臭氧浓度、化学腐蚀、油污等条件下使用。苛刻的使用环境会导致电缆绝缘层和护套层、鞋靴等融化分解容易引起线路短路、火灾或人员的伤亡。丁腈橡胶（NBR）作为丁二烯与丙烯腈的共聚型橡胶，具有优异的耐油耐老化及耐磨等优点，NBR分子中存在极性基团，与聚氯乙烯（PVC）的相容性良好，二者共混改性制得的热塑性弹性体具有优良的伸长率、耐磨性、抗油性和抗张强度，且可以减少PVC中增塑剂，可制备电缆护套、压延薄膜和板材、鞋类、密封圈和门窗条、软管等。传统的NBR/PVC共混体系一般非阻燃，只能耐温70℃～90℃，不能满足105℃下的长期高温浸泡性能要求。传统用于热塑性弹性体的环保型阻燃体系要达到阻燃等级要求，需要加入的阻燃剂含量很大，劣化了材料的力学性能。NBR/PVC共混体系一般需要加40重量份以上的补强剂炭黑，为使性能更优还会优选半交联的粉末丁腈橡胶。半交联的粉末丁腈橡胶主要原料是丁二烯和丙烯腈单体及助剂如聚合助剂、隔离剂等，其产量有限，技术门槛高，价格也处于相对高位。NBR/PVC共混体系制备工艺一般是将PVC和NBR进行简单混合，然后挤出造粒，没有混炼胶过程，而且大多以PVC组分为主，橡胶组分主要用作抗冲改性剂，添加比例一般在10～30wt%，否则物理机械性能将大幅下降；如果橡胶组分为主，则需要对其进行动态硫化，制备成热塑性弹性体，为保证性能，橡胶组分一般不超过50wt%。相关制备技术已发表的中国专利有CN101353451A一种耐油耐低温橡胶组合物、CN102050971A一种电线电缆用阻燃热固性丁腈聚氯乙烯橡胶及其制备、CN103073757环保型耐低凝固点柴油的丁腈橡胶及其制备方法、CN103059467A一种高耐油环保PVC改性材料及其制备方法和CN101671450A一种耐油、耐低温热塑性弹性体及生产方法等。中国专利ZL201110392602.2环保型耐高低温耐油耐磨阻燃橡塑组合物专利技术了一种NBR/PVC/聚酰胺（PA）复合体系，该体系中NBR含量相对较低，并且PA吸水率高，是结晶性高聚物，与无定型的PVC相容性不好，影响了复合物的回弹性、力学机械性能、电性能、耐温耐油耐磨等性能，该体系也没有对NBR/PVC/聚酰胺（PA）复合体系进一步进行动态硫化，影响了产物的最终性能。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中所存在的缺陷，本专利技术提供一种环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体，该弹性体产品具有良好的耐高低温耐油耐磨并阻燃的综合性能。本专利技术的另一目的是提供一种环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体的制备工艺。实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体，该弹性体由以下重量份的组分制得：丁腈橡胶纳米复合粉粒60～75份，PVC预塑粉25～40份，改性剂三元共聚物ABS10～15份，第一阻燃剂10～15份，第二阻燃剂5.0～10份，活化剂0.8～1.2份，硫化剂0.2～0.4份，防老剂0.8～1.2份，促进剂0.5～1.0份，紫外线吸收剂0.3～0.5份，加工助剂1.0～2.0份。一种环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体的制备工艺，其包括工艺步骤为：1）制备半交联NBR纳米复合粉粒按重量比称取NBR100份、活化剂0.8～1.2份、硫化剂0.2～0.4份、防老剂0.8～1.2份、促进剂0.5～1.0份、有机改性蒙脱土8～12份，投入密炼机中进行混炼剪切破碎，出料后加入隔离剂PVC树脂，制得含有有机改性蒙脱土的半交联NBR纳米复合粉粒；2）制备PVC预塑粉按重量比称取的PVC树脂100份，加入高速搅拌机中，加入增塑剂10～18份、稳定剂2.0～8.0份，抗氧剂0.3～0.6份，经捏合、冷混后出料待用；3）制备NBR/PVC纳米复合热塑性弹性体按重量比称取步骤1）制得的半交联NBR纳米复合粉粒60～75份，步骤2）制得的PVC预塑粉25～40份，改性剂ABS10～15份，第一阻燃剂10～15份，第二阻燃剂5.0～10份、紫外线吸收剂0.3～0.5份、活化剂0.8～1.2份，硫化剂0.2～0.4份，防老剂0.8～1.2份，促进剂0.5～1.0份，加工助剂1.0～2.0份，常温高速搅拌后投入密炼机混炼，再通过锥双强制喂料机喂入双阶螺杆挤出机进行混炼挤出造粒，得到最终产品NBR/PVC纳米复合热塑性弹性体。作为本专利技术的一个优选，步骤1）中所述的NBR为丙烯腈含量为36wt%～42wt%的块状丁腈橡胶，所述的活化剂是硬脂酸，所述的硫化剂是硫磺，所述的防老剂是N-异丙基-N′-苯基对苯二胺，所述的促进剂是二硫化四甲基秋兰姆，所述的有机改性蒙脱土为含有改性剂双氢化牛脂二甲基铵及硅氧烷34wt%～36wt%的有机改性蒙脱土；步骤2）中所述的PVC树脂为聚合度为1000的聚氯乙烯，所述的抗氧剂为四[ß-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇，所述的稳定剂为钙锌稳定剂，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯；步骤3）中所述的改性剂ABS为高光泽耐热型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，所述的第一阻燃剂为微米级的氨基硅烷改性氢氧化镁，所述的第二阻燃剂为三氧化二锑，所述的活化剂是硬脂酸，所述的硫化剂是硫磺，所述的防老剂是N-异丙基-N′-苯基对苯二胺，所述的促进剂是二硫化四甲基秋兰姆，所述的紫外线吸收剂是UV-531，所述的加工助剂为聚乙烯蜡。作为本专利技术的另一个优选，步骤1）中，所述密炼机的混炼温度为160℃～170℃，混炼时间为8～12分钟；步骤2）中，所述高速搅拌机是采用400～475分钟的转速运转，捏合到120～125℃放入冷混机冷混到45～55℃出料；步骤3）中，高速搅拌时间为2～4分钟，所述密炼机的混炼温度170℃～175℃，双阶螺杆挤出机第一阶是双螺杆挤出机，长径比L/D=40，挤出温度为：加料段125～130℃，压缩段160～165℃，均化段165～175℃，第二阶是单螺杆挤出机，挤出温度145～150℃。由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、本专利技术的产品配方以NBR为主要组分，以PVC做为辅助组分，ABS作为改性剂，添加了有机改性蒙脱土，采用专利技术者开发的独特混炼制备工艺，首先制备了半交联的NBR纳米复合粉粒和PVC预塑粉，使组合物中各组分混合得更加均匀。特别是组合物中添加了有机改性蒙脱土，先通过高温密炼，再通过双阶挤出机的强力剪切作用，进一步使蒙脱土以纳米片层均匀分散在基体中，纳米分散的蒙脱土一方面对基体中的NBR有明显的补强作用，提高了复合材料的耐磨耗性能，另一方面由于其阻隔作用，提高了复合材料的阻燃性、耐油性和热稳定性。2、本专利技术添加了一定比例含量的有机改性蒙脱土，该蒙脱土是含有改性剂双氢化牛脂二甲基铵及硅氧烷34wt%～36wt%的有机改性蒙脱土，商品名为NanomerI.44PSS，发现该改性蒙脱土在本专利技术的阻燃复合体系中分散剥本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体，其特征在于：所述的弹性体由以下重量份的组分制得：NBR纳米复合粉粒60～75份，PVC预塑粉25～40份，改性剂ABS 10～15份，第一阻燃剂10～15份，第二阻燃剂5.0～10份，活化剂0.8～1.2份，硫化剂0.2～0.4份，防老剂0.8～1.2份，促进剂0.5～1.0份，紫外线吸收剂0.3～0.5份，加工助剂1.0～2.0份。
【技术特征摘要】
1.一种环保型耐高低温耐油阻燃纳米复合热塑性弹性体，其特征在于：所述的弹性体由以下重量份的组分制得：NBR纳米复合粉粒60～75份，PVC预塑粉25～40份，改性剂ABS10～15份，第一阻燃剂10～15份，第二阻燃剂5.0～10份，活化剂0.8～1.2份，硫化剂0.2～0.4份，防老剂0.8～1.2份，促进剂0.5～1.0份，紫外线吸收剂0.3～0.5份，加工助剂1.0～2.0份；其中，所述的NBR纳米复合粉粒，按重量配比组成为：NBR100份，活化剂0.8～1.2份，硫化剂0.2～0.4份，防老剂0.8～1.2份，促进剂0.5～1.0份，有机改性蒙脱土8～12份，隔离剂PVC树脂0.8～1.2份；所述的NBR纳米复合粉粒由以下步骤制得：按重量比称取NBR、活化剂、硫化剂、防老剂、促进剂、有机改性蒙脱土，投入密炼机中进行混炼剪切破碎，出料后加入隔离剂PVC树脂，制得含有有机改性蒙脱土的半交联NBR纳米复合粉粒；其中，所述的有机改性蒙脱土为含有改性剂双氢化牛脂二甲基铵及硅氧烷34wt%～36wt%的有机改性蒙脱土，所述密炼机的混炼温度为160℃～170℃，混炼时间8～12分钟。2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述的PVC预塑粉，按重量配比组成为：PVC树脂100份，抗氧剂0.3～0.6份，稳定剂2.0～8.0份，增塑剂10～18份。3.根据权利要求2所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述的改性剂ABS为高光泽耐热型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，所述的第一阻燃剂为微米级的氨基硅烷改性氢氧化镁，所述的第二阻燃剂为三氧化二锑，所述的活化剂是硬脂酸，所述的硫化剂是硫磺，所述的防老剂是N-异丙基-N′-苯基对苯二胺，所述的促进剂是二硫化四甲基秋兰姆，所述的紫外线吸收剂是UV-531，所述的加工助剂为聚乙烯蜡，所述的NBR为丙烯腈含量为36wt%～42wt%的块状丁腈橡胶，所述的PVC树脂为聚合度1000的聚氯乙烯，所述的抗氧剂为四[ß-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇，所述的稳定剂为钙锌稳定剂，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯。4.一种制备如权利要求1所述的热塑性弹性体的工艺，其特征在于具体工艺步骤为：1）制备半交联NBR纳米复合粉粒按重量比称取NBR100份、活化剂0.8～1.2份、硫化剂0.2～0.4份、防老剂0.8～1.2份、促进剂0.5～1.0份、有机改性蒙脱土8～12份，投入密炼机中进行混炼剪切破碎，出料后加入隔离剂PVC树脂，制得含有机改...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建耀，左晓兵，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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