專利名稱：一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料及其制備方法，屬于高分子 材料技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景聚氯乙烯(PVC)是用于電線插頭最為傳統(tǒng)的樹脂原材料之一。由于PVC本 身具有高阻燃性，在其基礎(chǔ)上添加少量阻燃劑就可使材料達到UL94 V-0級，但 燃燒時會釋放氯化氫等有毒氣體并產(chǎn)生大量有毒煙霧，國內(nèi)外已陸續(xù)開展用無鹵 阻燃材料進行替代的工作。氫氧化鎂、氫氧化鋁等無機阻燃劑雖然價格便宜、來源豐富，但往往要添加 較大用量才能達到較好的阻燃效果，由此降低了材料的流動性能而不利于注塑加 工。單獨采用聚烯烴樹脂作為基料，雖然可獲得較好的物理機械性能，但不能滿 足各類電線插頭的大范圍硬度要求。所以尋找高效且適合注塑加工的阻燃劑，以 及選用應(yīng)用范圍寬的樹脂基料組合是成功開發(fā)無鹵阻燃電線插頭料的關(guān)鍵因素。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種無毒、材料的流動性能好，有利于加工的注塑級無 鹵阻燃電線插頭專用料及其制備方法。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專 用料，其特征在于，由以下重量份原料組成A彈性體15 40份、B彈性體15 40份、聚乙烯5 15份、相容劑1 5份、膨脹型阻燃劑15 30份、阻燃增效 劑2 8份、抗氧劑0.5 1.5份、加工助劑0.5 1.5份。所述的A彈性體為茂金屬催化聚合的乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯含量為5 30%;所述的B彈性體為充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS;所 述的聚乙烯為熔融指數(shù)大于50g/10min的線性低密度聚乙烯LLDPE;所述的相容 劑選自乙烯-丙烯共聚物接枝馬來酸酐共聚物、SEBS接枝馬來酸酐共聚物、聚丙 烯接枝馬來酸酐共聚物中的一種或多種組合;所述的膨脹型阻燃劑為平均粒徑大 于2000目的聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、季戊四醇中的一種或多種組合；所述 的聚磷酸銨為幾S-APP;所述的三聚氰胺鹽為MCA;所述的阻燃增效劑為微膠囊 化多層包覆紅磷、鈦白粉包覆灰色紅磷中的一種或兩種組合；所述的抗氧劑為 IRGN0X 1035、 Naugard 445、 IRGAF0S 168、 IRGN0X PS800的一種或多種組合； 所述的加工助劑為芥酸酰胺、硬脂酸鋅、有機硅油中的一種或多種組合。一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料的制備方法，其特征在于，為高速預(yù)混 合分散自動計量擠出法，其步驟為第一步.即將未充油的SEBS和磷酸酯按1:0. 5-3的比例經(jīng)混合機高速攪拌后得 到充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS，混合機速度為 1400轉(zhuǎn)/分鐘一1600轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為7分鐘—10分鐘；第二步.先將充油型SEBS、乙烯-丙烯嵌段共聚物、LLDPE、抗氧劑、加工助劑經(jīng) 高速混合機分散預(yù)混合后得到C預(yù)混料，混合機速度為400轉(zhuǎn)/分一600 鐘轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為4分鐘一6分鐘；第三步.再將膨脹型阻燃劑和阻燃增效劑經(jīng)高速混合機分散預(yù)混合后得到D預(yù)混 料，混合機速度為400轉(zhuǎn)/分鐘一600轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為4分鐘一6 分鐘；第四步.通過自動計量裝置將C、 D兩種預(yù)混料加入布式混煉機中熔融、混煉、 擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝，加料段-輸送段-熔融段-機頭的擠出溫 度分別為110°C-130°C、 120°C-140°C、 130°C-150。C、 140°C-160°C。 另一方面，由于彈性體中已引入了阻燃劑，從而可降低復(fù)配阻燃劑的用量， 使材料的阻燃等級達到UL94 V-O，且保持了彈性體本身優(yōu)良的物理機械性能。 制品表面光滑且手感好，具有較高的實用價值。本發(fā)明的A彈性體為茂金屬催化聚合的乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯含量為 5 30%。通過乙烯含量的變化，可獲得不同硬度不同強度的乙烯-丙烯嵌段共聚 物。本發(fā)明的的B彈性體為充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS) 可同步提高材料的阻燃性和流動性，同時根據(jù)比例的調(diào)整來調(diào)節(jié)復(fù)合材料的硬 度。
本發(fā)明的聚乙烯為熔融指數(shù)大于50g/10min的線性低密度聚乙烯LLDPE, 選用高熔融指數(shù)的聚烯烴，是為了增加材料剛性和強度的同時改善復(fù)合材料的流 動性，使該專用料適合進行注塑加工。本發(fā)明的相容劑同時和樹脂以及阻燃劑具有優(yōu)良的界面作用力，分散在材料 基體中的相容劑對形成互相滲透的均勻相結(jié)構(gòu)起著重要作用。本發(fā)明的膨脹型阻燃劑為經(jīng)表面處理過的燃燒時發(fā)生體積膨脹的阻燃劑，當(dāng) 這類阻燃劑加熱燃燒時，體積可增大幾百倍形成充滿了不燃氣體的多孔層，這種 膨脹剛性耐火層可隔熱和隔氧，提高燃燒后形成的炭層厚度和強度，從而達到阻 燃的效果。優(yōu)良的膨脹型阻燃劑應(yīng)具備以下特性-(1) 熱穩(wěn)定性好，在復(fù)合材料注塑加工過程中至少經(jīng)受200'C的溫度；(2) 耐吸水性強，避免在加工和存放過程中吸潮和水解；(3) 與高分子材料有較好的相容性，在阻燃的同時不會大幅度惡化復(fù)合材 料的物理機械性能。由于彈性體中已引入了阻燃劑，從而可降低復(fù)配阻燃劑的用量，使材料的阻 燃等級達到UL94 V-0，且保持了彈性體本身優(yōu)良的物理機械性能。制品表面光 滑且手感好，具有較高的實用價值。本發(fā)明將含磷阻燃劑加入和膨脹型阻燃劑復(fù)配是為了充分發(fā)揮兩者的阻燃 協(xié)同效應(yīng)。加工助劑通過促進各組分的分散，降低塑料熔體的內(nèi)摩擦和熔體與螺桿、螺 筒金屬表面的黏附力，從而改善材料的加工性，提高制品表面光澤，增加加工效 率。和傳統(tǒng)的無鹵阻燃料相比，本發(fā)明的優(yōu)點是1. 用復(fù)合型彈性體和高熔融指數(shù)聚烯烴作為材料基體，綜合了彈性體和聚 烯烴的優(yōu)點，利于對強度、硬度、熔融指數(shù)等進行調(diào)節(jié)；2. 以膨脹型阻燃劑為主阻燃劑，不但阻燃性能優(yōu)越而且不會影響復(fù)合材料 的流動性能，有利于注塑加工；3. 以磷系為增效阻燃劑，可以和膨脹型阻燃劑產(chǎn)生阻燃協(xié)同效應(yīng)，大大提
高阻燃效率；4.將磷酸酯類物質(zhì)間接引入復(fù)合材料中，使得材料基體本身具有初步阻燃 性能，為高分子基材樹脂的用量留下了較大調(diào)整空間。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但并不限制本發(fā)明的范圍。 實施例l: 第一步.按重量份數(shù)取SEBS 20份，在高速攪拌機中加入磷酸酯20份共同處理8 分鐘后得到充油SEBS 40份，混合機速度為1500轉(zhuǎn)/分鐘；第二步.將充油SEBS40份、乙烯-丙烯共聚物25份、LLDPE12份、IRGNOX 1035 0. 5份，SEBS接枝馬來酸酐共聚物3份、2, 2'-硫代雙[3_(3, 5-二叔丁基 -4-羥基苯基)丙酸乙酯]0.5份、e， 3'-硫代二丙酸二硬脂酸酯0.5份、 芥酸酰胺0. 3份、硬脂酸鋅0. 7份在高速攪拌機中預(yù)混合均勻得到C預(yù) 混料，混合機速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘；第三步.然后將幾S-APP15份和灰色紅磷3份在高速攪拌機中預(yù)混合均勻得到D 預(yù)混料，混合機速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘；第四步.將C、 D預(yù)混料分別加入計量稱中，通過自動計量兩種預(yù)混料經(jīng)布氏混煉 機擠出，加料段-輸送段-熔融段-機頭的擠出溫度分別為120°C-130°C -140°C-150°C，然后經(jīng)冷卻、干燥和切粒得到復(fù)合材料。 用該實施例制備的復(fù)合材料按標(biāo)準(zhǔn)尺寸用注塑機注塑成測試用標(biāo)準(zhǔn)樣條，阻燃性按美國UL標(biāo)準(zhǔn)測試，其他各性能按中國國家標(biāo)準(zhǔn)測試，結(jié)果見表l。實施例2:第一步.按重量份數(shù)取SEBS 15份，在高速攪拌機中加入磷酸酯15份共同處理8 分鐘后得到充油SEBS 30份，混合機速度為1500轉(zhuǎn)/分鐘；第二步.將充油SEBS 30份、乙烯-丙烯共聚物30份、LLDPE12份、Naugard 445 2份，乙烯-丙烯共聚物接枝馬來酸酐共聚物3份、2， 2'-硫代雙[3-(3， 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯]0. 5份、3， 3'-硫代二丙酸十二酸酯0. 5 份、芥酸酰胺0.3份、硬脂酸鋅0.7份在高速攪拌機中預(yù)混合均勻得到 C預(yù)混料，混合機速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘；第三步.然后將MCA20份和微膠囊化紅磷3份在高速攪拌機中預(yù)混合均勻得到D
預(yù)混料，混合機速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘； 第四步的加工方法及測試同實施例1。測試結(jié)果見表1。 實施例3:第一步.按重量份數(shù)取SEBS 10份，在高速攪拌機中加入磷酸酯10份共同處理8 分鐘后得到充油SEBS 20份，混合機速度為1500轉(zhuǎn)/分鐘；第二步.將充油SEBS 20份、乙烯-丙烯共聚物35份、LLDPE 12份、IRGAFOS 1681. 5 份聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物3份、2， 2' _硫代雙[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯]o. 5份、e ， e'-硫代二丙酸二硬脂酸酯0. 5份、有機硅油0. 3份、硬脂酸鋅0. 7份在高速攪拌機中預(yù)混合均勻得到C預(yù) 混料，混合機速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘； 第三步.然后將季戊四醇25份和微膠囊化紅磷3份在高速攪拌機中預(yù)混合均勻得 到D預(yù)混料，混合機速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘； 第四步的加工方法及測試同實施例1。測試結(jié)果見表1。表1物理機械 性能單位測試方法原來的 材料實施例 1實施例 2實施例 3拉伸強度MPaGB10406.07. 5912斷裂伸長率%GB1040250580550510硬度Shore AGB241175658095熔融指數(shù)g/10minGB368222554840介電強度MV/mGB140920202222脆化溫度°CGB5470-20°C-50。C-50 。C-50°C氧指數(shù)%GB240628313235煙密度 (有焰)一GB832355484542煙密度 (無焰)一GB8323150132125110燃燒性(3.2mm)—UL94V-2V-0V-0v-o
權(quán)利要求
1.一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于，由以下重量份原料組成A彈性體15～40份、B彈性體15～40份、聚乙烯5～15份、相容劑1～5份、膨脹型阻燃劑15～30份、阻燃增效劑2～8份、抗氧劑0.5～1.5份、加工助劑0.5～1.5份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的A彈性體為茂金屬催化聚合的乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯含量為 5 30%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的B彈性體為充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的聚乙烯為熔融指數(shù)大于50g/10min的線性低密度聚乙烯LLDPE。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的相容劑選自乙烯-丙烯共聚物接枝馬來酸酐共聚物、SEBS接枝馬來 酸酐共聚物、聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物中的一種或多種組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的膨脹型阻燃劑為平均粒徑大于2000目的聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸 鹽、季戊四醇中的一種或多種組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的聚磷酸銨為幾S-APP。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的三聚氰胺鹽為MCA。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的阻燃增效劑為微膠囊化多層包覆紅磷、鈦白粉包覆灰色紅磷中的一 種或兩種組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在 于，所述的抗氧劑為IRGNOX 1035、Naugard 445、IRGAF0S 168、 IRGNOX PS800的一種或多種組合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料，其特征在于， 所述的加工助劑為芥酸酰胺、硬脂酸鋅、有機硅油中的一種或多種組合。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料的制備方法，其 特征在于，為高速預(yù)混合分散自動計量擠出法，其步驟為第一步.即將未充油的SEBS和磷酸酯按1:0. 5-3的比例經(jīng)混合機高速攪拌后得到充油型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS,混合機速度為1500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為8分鐘； 第二步.先將充油型SEBS、乙烯-丙烯嵌段共聚物、LLDPE、抗氧劑、加工助劑經(jīng)高速混合機分散預(yù)混合后得到C預(yù)混料，混合機速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘；第三步.再將膨脹型阻燃劑和阻燃增效劑經(jīng)高速混合機分散預(yù)混合后得到D預(yù)混 料，混合機速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘；第四步.通過自動計量裝置將C、 D兩種預(yù)混料加入布式混煉機中熔融、混煉、 擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝，加料段-輸送段-熔融段-機頭的擠出溫 度分別為110°C-130°C、 120°C-140°C、 130°C_150°C、 140°C-160°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種注塑級無鹵阻燃電線插頭專用料及其制備方法。該專用料以彈性體和聚烯烴樹脂為基料，加入膨脹型阻燃劑、阻燃增效劑、相容劑、抗氧劑以及加工助劑等，充分混合后經(jīng)帶有自動計量下料裝置的布式(BUSS)混煉機擠出、切粒而成。本方法混煉效果好，配方組成穩(wěn)定，加工效率高，制備的粒子大小均勻且外觀光亮，用該材料生產(chǎn)的產(chǎn)品阻燃等級達到UL94V-0級，熔融指數(shù)最高可達55g/10min，在滿足阻燃要求和高熔融指數(shù)的情況下邵氏硬度可在65A～95A之間。本發(fā)明的復(fù)合材料為環(huán)境友好物質(zhì)，完全符合目前國際上對無鹵材料的環(huán)保要求，不僅具有優(yōu)良的阻燃性能和流動性能，而且制品表面光滑且手感好，適合用于制造各類高阻燃要求的注塑級電線插頭。
文檔編號C08L53/00GK101161719SQ200710046720
公開日2008年4月16日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者何瀏煒, 斌 王, 謝明星, 濤 郭 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;廣州金發(fā)科技股份有限公司