一种阻燃防水热塑性弹性体材料及制备方法及防水卷材技术

本发明专利技术提供了一种阻燃防水热塑性弹性体材料，以克服现有膨胀型运用在TPO材料中由于吸水性和析出性导致的破坏材料防水能力、降低材料力学性能的问题。以质量份数计，该阻燃防水热塑性弹性体材料包括：热塑性弹性体100份、磷氮阻燃剂5

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃防水热塑性弹性体材料及制备方法及防水卷材


[0001]本专利技术涉及高分子材料制备相关
，具体为一种阻燃防水热塑性弹性体材料及制备方法及防水卷材。

技术介绍

[0002]热塑性弹性体材料(TPO)是一种由丙烯、乙烯及其他单体通过特殊方法共聚而成，或由聚烯烃和弹性体共混而成的一类聚合物。TPO是一种力学性能优秀的新型高分子弹性材料，它在常温下同样具有一般橡胶的强度高弹性，在高温下又同样可以进行塑化和热成型。它的化学稳定性、抗紫外性、耐老化性、耐酸碱性、耐气候性和耐热性都很优异。主要用于高级电缆材料、汽车部件尤其是用做汽车密封条、防风防雨胶布、防水建材、散热器胶管、防震器等。此外，TPO还广泛用于电子产品密封、高档家具、建筑桥梁和体育场馆建设等。
[0003]但是，TPO非常易燃，LOI只有18.2，极大的限制了其应用，为了提高其阻燃性能，现有技术中一般采用的方法是添加阻燃剂。常用的阻燃剂包括：无机阻燃剂、含卤阻燃剂、膨胀型阻燃剂。但是，无机阻燃剂，如氢氧化镁或氢氧化铝，阻燃效率低、添加量大，对力学性能影响很大。含卤阻燃剂在使用过程中容易产生卤化氢气体对环境和人体都有较大危害。膨胀型阻燃剂(IFR)不仅阻燃效率非常高，在燃烧过程中烟量小，毒性小甚至无毒，而且可以抗熔滴，这些优点使得膨胀型阻燃剂在阻燃领域一直占据着非常重要的地位。
[0004]虽然膨胀型阻燃剂的优点良多，但是在改性TPO材料，尤其是防水性TPO材料时仍然存在一些问题：1.极其容易出现膨胀型阻燃剂吸水现象，导致材料的防水性能受到影响。2.膨胀型阻燃剂容易从TPO材料中析出，从而降低了材料的力学性能，影响产品品质和使用寿命。由于现有膨胀型阻燃剂的上述特性，现有膨胀型阻燃剂无法适用于TPO材料，尤其是防水TPO材料。
[0005]现有技术解决上述问题的方法主要为合成一些特殊的阻燃剂或用硅烷偶联剂包覆膨胀型阻燃剂。前者例如：Haichao Liu1通过以甲醛、三聚氰胺和焦磷酸哌嗪为原料，合成了一种新型的单组分阻燃添加剂PDMPP，实现了聚丙烯类TPO材料的高效防火和防水，但是其工艺过于复杂，仅仅实现了实验室合成，且普适性差，在其他TPO材料中适用性较差。后者用硅烷偶联剂包覆膨胀型阻燃剂后，虽然有效克制了膨胀型阻燃剂的吸水能力，但是会加重析出现象，进一步造成力学性能的下降。可见现有技术并没有很好的解决膨胀型阻燃剂在TPO材料中的吸水和析出问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种阻燃防水热塑性弹性体材料，以克服现有膨胀型运用在TPO材料中由于吸水性和析出性导致的破坏材料防水能力、降低材料力学性能的问题。以质量份数计，该阻燃防水热塑性弹性体材料包括：热塑性弹性体100份、磷氮阻燃剂5
‑
30份、改性剂1
‑
15份；所述改性剂为马来酸酐改性的基体树脂。
[0007]本专利技术示例性的提供了一种磷氮阻燃剂，包括：三聚氰胺、聚磷酸铵、三聚氰胺磷
酸盐、哌嗪、季戊四醇、季戊四醇磷酸盐、焦磷酸哌嗪中的至少一种。
[0008]本专利技术示例性的提供了一种基体树脂，包括：PP、PE、POE、TPO、PEW中的至少一种。
[0009]本专利技术示例性的提供了一种磷氮阻燃剂，为：三聚氰胺磷酸盐和焦磷酸哌嗪。
[0010]本专利技术示例性的提供了一种磷氮阻燃剂，以质量百分数计，包括：20
‑
30％的三聚氰胺磷酸盐和余量的焦磷酸哌嗪。
[0011]本专利技术示例性的提供了一种磷氮阻燃剂，以质量百分数计，包括：23
‑
24％的三聚氰胺磷酸盐和余量的焦磷酸哌嗪。
[0012]此外，本专利技术的目的之二在于提供一种阻燃防水热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1.制备马来酸酐改性的基体树脂，作为改性剂；
[0014]S2.按照权利要求1
‑
4任一所述阻燃防水热塑性弹性体材料的物质组成量，将步骤S1制备得到的改性剂与热塑性弹性体、磷氮阻燃剂混合，得到混合物A；
[0015]S3.将混合物A加工为预制体材料；
[0016]S4.将预制体材料进行成型加工，得到所述阻燃防水热塑性弹性体材料。
[0017]本专利技术示例性的提供了一种步骤S1所述制备马来酸酐改性的基体树脂的方法，为：采用密炼或螺杆挤出的制备方法。
[0018]本专利技术示例性的提供了一种将混合物A加工为预制体材料的方法，为：采用密炼或螺杆挤出的制备方法。
[0019]本专利技术示例性的提供了一种将预制体材料进行成型加工方法，为：挤出成型或压片成型。
[0020]本专利技术示例性的提供了一种步骤S1所述制备马来酸酐改性的基体树脂的方法，包括：
[0021](1)以质量份数计，将基体树脂100份、引发剂0.1
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1份、马来酸酐0.1
‑
1份混合均匀，得到混合物B；
[0022](2)将混合物B于80
‑
160℃、40
‑
100r/min转速条件下进行密炼；密炼完毕得到马来酸酐改性的基体树脂。
[0023]本专利技术的目的之三在于提供一种防水卷材，该防水卷材全部或主体部分为上述的阻燃防水热塑性弹性体材料。
[0024]本专利技术至少具有以下优点之一：
[0025](1)本专利技术提供的阻燃防水热塑性弹性体材料，不仅有效克服了膨胀型阻燃剂添加到TPO材料中的吸水性和析出性问题，不仅很大程度上提高了材料的使用寿命，还对TPO材料的力学性能又一定改善作用。
[0026](2)本专利技术提供的阻燃防水热塑性弹性体材料，具有高效的阻燃防水性能，在70℃水中浸泡7天后仍然可以达到UL
‑
94测试的V
‑
0阻燃等级。
[0027](3)本专利技术制备方法简单高效，原料廉价易得，适用于工业化的大规模生产。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案、技术效果更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术技术方案进行清楚、完整地详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例
仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者通过已知方法制备。
[0029]一、本专利技术测试包括：吸水率测试、质量损失率、氧指数测试、垂直燃烧测试、力学性能测试，其中：
[0030]1.吸水率测试和质量损失率测试的方法为：
[0031]首先取100mm
×
100mm
×
1.5mm的试件充分干燥，干燥完毕后称量初始重量Mn。然后将试件浸没浸泡于70℃的热水中，浸泡一段时间后取出(浸泡时间根据需要可以是24h、72h、120h、168h或其他设计时间)，每次取至少3个试件。取出试件后快速擦干其表面的水，随后称量试件重量Kn，并计算C％＝(K
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃防水热塑性弹性体材料，其特征在于，以质量份数计，包括：热塑性弹性体100份、磷氮阻燃剂5
‑
30份、改性剂1
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15份；所述改性剂为马来酸酐改性的基体树脂。2.根据权利要求1所述阻燃防水热塑性弹性体材料，其特征在于，所述磷氮阻燃剂包括：三聚氰胺、聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、哌嗪、季戊四醇、季戊四醇磷酸盐、焦磷酸哌嗪中的至少一种。3.根据权利要求2所述阻燃防水热塑性弹性体材料，其特征在于，所述磷氮阻燃剂为：三聚氰胺磷酸盐和焦磷酸哌嗪。4.根据权利要求3所述阻燃防水热塑性弹性体材料，其特征在于，以质量百分数计，所述磷氮阻燃剂包括：20
‑
30％的三聚氰胺磷酸盐和余量的焦磷酸哌嗪；优选为23
‑
24％的三聚氰胺磷酸盐和余量的焦磷酸哌嗪。5.根据权利要求1所述阻燃防水热塑性弹性体材料，其特征在于，所述基体树脂包括：PP、PE、POE、TPO、PEW中的至少一种。6.一种阻燃防水热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.制备马来酸酐改性的基体树脂，作为改性剂；S2.按照权利要求1
‑
4任一所述阻燃防水热塑性弹性体材料的物质组成量，将步骤S1制备得到的改性剂与热塑性弹性体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明哲，孙重晓，丁丹鹏，高阳，杨森，崔宁，孙晓培，王开轩，
申请(专利权)人：廊坊北化高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：