一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃弹性体复合材料及其制备方法。该复合材料以弹性体类树脂为基料，加入复配型无卤阻燃剂、相容剂、耐磨剂以及加工助剂等，充分混合后经带有自动计量下料装置的布式（ＢＵＳＳ）混炼机挤出、切粒而成。本方法混炼效果好，配方组成稳定，加工效率高，制备的粒子大小均匀且外观光亮，用该材料生产的产品阻燃等级达到ＵＬ９４Ｖ－０级，拉伸强度≥１２ＭＰａ，断裂伸长率≥３００％，在满足高阻燃要求的情况下邵氏硬度可在７５Ａ～９５Ａ之间。本发明专利技术的复合材料为环境友好物质，完全符合目前国际上对无卤材料的环保要求，不仅具有高等级的阻燃性能和物理机械性能，而且制品表面光滑、柔软度高，适合用于生产制造各类高阻燃要求的电子或电器用线材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，可广泛应用于电子 或电器用线材等领域，属于高分子材料

技术介绍
从20世纪60年代开始，国外对塑料尤其电线料的阻燃机理和阻燃技术的研 究日趋深入，早期的聚氯乙烯、氯丁橡胶、溴化物等含卤化合物具有优良的阻燃 性能在电线行业中得到广泛应用，但燃烧后产生的大量烟雾和有毒的腐蚀性卤化 氢气体与近年来的安全环保理念相冲突，使得无卤阻燃材料的开发日益紧迫。目前出现了很多专为无卤阻燃电线而开发的复合材料，以聚烯烃/无机阻燃 剂、聚烯烃或弹性体/膨胀型阻燃剂、改性聚苯醚/磷酸酯阻燃剂等复合体系为主。 美国专利4801639、 948669，欧洲专利280761，日本专利3301996、 97171721， 中国专利1465616、 1472245等描述了用聚烯烃类树脂、氢氧化镁或氢氧化铝等 制备的聚烯烃/无机阻燃剂体系无卤阻燃复合材料，通过聚烯烃类树脂的选择、 无机氢氧化物的搭配或用量调整，可制备高阻燃等级的材料。但无机氢氧化物的 粒径和用量导致了材料阻燃性能和物理机械性能的严重失衡，即高阻燃往往以力 学性能如拉伸强度、伸长率等严重下降和硬度急剧上升为代价。聚烯烃或弹性体/膨胀型阻燃剂体系是替代传统无卤阻燃复合材料发展的产 物。这种体系利用了膨胀型阻燃剂燃烧后膨胀阻燃的机理，在阻燃剂较少用量下 就可达到优良的阻燃等级，保证了产品的低硬度和高伸长率。欧洲专利 0735119Al介绍了这种复合体系，当使用膨胀型阻燃剂35%用量时，材料的氧指 数达35，可通过UL94 V-O，但与此同时该体系存在明显缺点材料的拉伸强度 不高；膨胀型阻燃剂的强吸水性导致材料在生产制品尤其挤出电线时，容易吸水 而使电性能下降；若阻燃剂表面处理不当或和体系中其他物质相容性较差时，往 往在制品表面出现析出现象。很多国家或公司热衷于研究改性聚苯醚树脂(PP0)在高分子材料中的应用。 到目前为止，将改性PPO用于无卤阻燃电线料中最成功的为美国GE公司，他们 采用了改性聚苯醚/磷酸酯阻燃剂复合体系，商品名"N0RYL"。由于改性PP0不 但具有一定的阻燃性，且物理机械性能、电性能、耐热性俱佳，通过少量复配阻 燃剂的添加使得材料的各项性能优异，应用于无卤阻燃电线料中具有领先优势。 GE公司的柔性"N0RYL"产品拉伸强度达17MPa，耐热温度达136°C，介电强度 达27KV/隱，同时硬度可在75 95之间调整。但由于改性PP0的加工温度要求 很高，使得加工困难，且材料由于添加了改性PPO而具有不愉快气味产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种加工容易、无气味的无卤阻燃弹性体复合材料及其 制备方法。为实现以上目的，本专利技术的技术方案是提供一种无卤阻燃弹性体复合材料， 其特征在于，由以下重量份原料组成A弹性体20—40份，B弹性体10—30份， 乙烯-醋酸乙烯共聚物2 — 8份，相容剂1一5份，阻燃剂30 — 45份，阻燃增效剂 3 — 10份，耐磨剂0.5 — 3份，加工助剂0.5—1份。所述的A弹性体为茂金属催化聚合的乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯含量为5 30%;所述的B弹性体为充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS;所 述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA，其中VA含量大于30%且熔融指数大于 100g/10min，所述的相容剂选自乙烯-丙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物、SEBS接 枝马来酸酐共聚物、EVA接枝马来酸酐共聚物中的一种或多种组合；所述的阻燃 剂为表面经脂肪酸、硅垸偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种组合处理过的氢 氧化镁，平均粒径大于5000目；所述的阻燃增效剂为微胶囊化多层包覆红磷、 钛白粉包覆灰色红磷中的一种或两种组合；所述的耐磨剂为美国道康宁公司生产 的硅酮粉、美国3M公司生产的有机氟中的一种或两种组合；所述的加工助剂为 芥酸酰胺、硬脂酸锌、有机硅油中的一种或多种组合。一种无卤阻燃弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，为高速预混合分散自动计量挤出法，其步骤为第一步.即将未充油的SEBS和磷酸酯按1:0. 5-3的比例经混合机高速搅拌后得 到充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS，混合机速度为 1400转/分钟一1600转/分钟，混合时间为7 — 10分钟； 第二步.将充油型SEBS、乙烯-丙烯嵌段共聚物、EVA、耐磨剂、加工助剂经高速 混合机分散预混合后得到C预混料，合机速度为400转/分钟_600转/ 分钟，混合时间为4 —6分钟； 第三步.再将阻燃剂和阻燃增效剂经高速混合机分散预混合后得到D预混料，合机速度为400转/分钟一600转/分钟，混合时间为4一6分钟； 第四步.通过自动计量装置将C、 D两种预混料加入布式混炼机中熔融、混炼、挤 出、冷却、干燥、切粒和包装，加料段-输送段-熔融段-机头的挤出温度 分别为12(TC-140。C、 130。C-150。C、 140°C-160°C、 150。C-170。C。 本专利技术的A弹性体为茂金属催化聚合的乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯含量为 5 30%，通过乙烯含量的变化，可获得不同硬度不同强度的乙烯-丙烯嵌段共聚 物，从而控制复合材料的硬度和强度。本专利技术的B弹性体为充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)， 将具有协效阻燃效果的磷酸酯充入SEBS中，可同步提高材料的阻燃性和流动性， 同时根据比例的调整来调节复合材料的硬度和强度。本专利技术EVA中的高VA含量有助于和无机阻燃剂的粘合，可加强增韧效果， 高熔融指数代表高流动性，有助于加强复合材料的流动性，从而改善加工性能。 所选的相容剂必须同时和有机树脂以及无机阻燃剂具有优良的界面作用力， 分散在材料基体中的相容剂对有机物和无机物形成互相渗透的均匀相结构起着 重要作用。本专利技术在弹性体中引入了阻燃剂，从而可降低复配阻燃剂的用量，使材料的 阻燃等级达到UL94 V-O，且保持了弹性体本身优良的物理机械性能，制品表面 光滑、耐磨性好、柔软度高，具有较高的实用价值。本专利技术的经表面特殊处理过的超细无机氢氧化物可在体系中均匀分散，而其 分散的好坏直接影响材料的物理机械性能和阻燃性能。阻燃增效剂具有优良的协效阻燃效果，可明显增强材料的阻燃性能。耐磨剂的加入在降低加工扭矩、改善材料脱模性的同时，硅或氟可迁移至制 品表明形成光滑的保护层，从而改善制品的耐磨性。本专利技术的加工助剂通过促进各组分的分散，降低塑料熔体的内摩擦和熔体与 螺杆、螺筒金属表面的黏附力，从而改善材料的加工性，提高制品表面光泽，增 加加工效率。和传统的无卤阻燃电线料相比，本专利技术的优点是1. 选用了复合型弹性体作为材料基体，可以对硬度和强度进行自由调节， 综合了多种弹性体的优点；2. 将磷酸酯类物质间接引入复合材料中，使得材料基体本身具有初步的阻 燃性能，通过其用量调节材料的阻燃性和流动性，从而克服了传统方法 中需要添加大量无机阻燃剂以达到高阻燃性，但又以牺牲物理机械性能 为代价的现象；3. 复配型阻燃剂的加入提升了阻燃效率，在保证优良物理机械性能和柔软 度的同时达到了材料的高阻燃效果。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但并不限制本专利技术的范围。 实施例1:第一步.按重量份数取SEBS 15份，在高速搅拌机中加入磷酸酯15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃弹性体复合材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：Ａ弹性体２０－４０份，Ｂ弹性体１０－３０份，乙烯－醋酸乙烯共聚物２－８份，相容剂１－５份，阻燃剂３０－４５份，阻燃增效剂３－１０份，耐磨剂０．５－３份，加工助剂０．５－１份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭涛，王斌，谢明星，何浏炜，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，广州金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]