專利名稱：：一種無鹵膨脹型阻燃熱塑性彈性體組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域中的熱塑性彈性體的配合技術(shù)，具體地說，涉及一種以聚烯烴類熱塑性彈性體和苯乙烯類熱塑性彈性體的并用為基礎(chǔ)的無鹵膨脹型阻燃組合物及其制備方法。該組合物不含鹵素，屬于環(huán)保材料，且色澤均勻，可以滿足工業(yè)上對于無鹵阻燃彈性體材料的需求。
背景技術(shù)：
：熱塑性彈性體是介于橡膠與樹脂之間的一種新型高分子材料，不僅可以取代部分橡膠，還能用于塑料的改性，使之獲得優(yōu)良的韌性。這種材料的物理性能優(yōu)越具有良好的外觀質(zhì)感，觸感溫和，易著色，色調(diào)均勻，穩(wěn)定；物性的可調(diào)范圍大，為產(chǎn)品的設(shè)計提供了廣闊的空間；它的力學(xué)性能近似硫化橡膠，但無需冗長而繁瑣的硫化交聯(lián)作業(yè)；硬度范圍寬闊；耐拉伸性能優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度最高可達(dá)十幾個MPa，斷裂伸長率最高可達(dá)十倍以上；長期耐溫可超過70°C，低溫環(huán)境性能良好，在-60°C溫度下仍能保持良好的撓屈性；此外，它還具有良好的電絕緣性及耐電壓特性以及突出的防滑性能，耐磨性和耐候性能。它的耐化學(xué)性能優(yōu)異；易于加工，同時，該材料還具有無毒、無污染并可回收二次加工，循環(huán)利用等環(huán)保優(yōu)勢。因此，在眾多工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，如玩具、運動器材、鞋材、文具、五金、電動工具、通訊、電子產(chǎn)品、食品和飲料包裝、家用電器、廚房用品、醫(yī)療器械、汽車、建筑工程、電線電纜等，所以對這種材料的阻燃研究就成為開拓其應(yīng)用領(lǐng)域的熱點課題。隨著《報廢電子電氣設(shè)備指令》(WEEE-200296EC)和《關(guān)于在電子電氣設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令》(RoHS-200295EC)和《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》(中國的RoHS)等法規(guī)的實施，對熱塑性彈性體材料的阻燃技術(shù)也必然指向于無鹵阻燃的方向發(fā)展才能符合市場和環(huán)境保護(hù)的需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種新型環(huán)保無鹵膨脹型阻燃熱塑性彈性體組合物及其制備方法，借此可擴(kuò)大熱塑性彈性體的應(yīng)用范圍。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，即本發(fā)明旨在提供一種符合環(huán)保要求的無鹵膨脹型阻燃熱塑性彈性體組合物，其特征在于以重量百分率計，構(gòu)成該組合物的組分包括熱塑性聚烯烴類彈性體2560；熱塑性苯乙烯類彈性體540;包覆聚磷酸銨725；大分子三嗪衍生物315；有機(jī)無鹵磷系阻燃劑0.310；阻燃協(xié)效劑0.15;相容劑0.15;抗氧劑0·013。其中，所述的熱塑性聚烯烴類彈性體選自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)或乙烯-辛烯共聚物(POE)中的一種。所述的熱塑性苯乙烯類彈性體選自苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)或苯乙烯-乙烯/異戊二烯-苯乙烯共聚物(SEPS)中的任意一種。所述的包覆聚磷酸銨選自密胺_甲醛包覆聚磷酸銨、環(huán)氧樹脂包覆聚磷酸銨、不飽和樹脂包覆聚磷酸銨、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)包覆聚磷酸銨中的任意一種。所述的大分子三嗪衍生物是分子結(jié)構(gòu)如下的羥烷氨基二胺三嗪低聚物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，η為550。所述的有機(jī)無鹵磷系阻燃劑選自Ν，Ν_雙(2-羥乙基)氨基膦酸二乙酯、三苯基膦酸酯、間苯二酚雙膦酸酯、雙酚A二(二苯基)膦酸酯、雙酚A二(甲苯基)膦酸酯、1，4_哌嗪二膦酸酯、環(huán)己基亞氨基二苯基膦酸酯、十二烷基二苯基膦酸酯、2-乙基己基二苯基膦酸酯、苯基二(4-氨基苯基)膦酸酯或環(huán)狀膦酸酯中的任意一種。所述的阻燃協(xié)效劑選自硼酸鋅、氧化鈦、氧化硅、氧化鋅、氧化鎂、氫氧化鎂、水鎂石、鎂鹽晶須、水菱鎂石、氫氧化鋁、磷酸鋁或聚苯乙烯/氧化石墨納米插層復(fù)合材料中的任意的一種。所述的相容劑選自馬來酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、丙烯酸接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE)、丙烯酸接枝乙烯-辛烯共聚物(POE)、馬來酸酐接枝苯乙烯_乙烯/丁二烯_苯乙烯共聚物(SEBS)、丙烯酸接枝苯乙烯_乙烯/丁二烯_苯乙烯共聚物(SEBS)、馬來酸酐接枝苯乙烯_丁二烯嵌段共聚物(SBS)、丙烯酸接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、馬來酸酐接枝異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)或丙烯酸接枝異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)中的任意的一種。所述的抗氧劑選自酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的任意一種。這里所述的酚類抗氧劑選自2，6_二特丁基-4-甲基酚、2，2_雙(3-甲基-4-羥基苯基)丙烷、2，2_雙(4-羥基苯基)丙烷、1，1，3_三(2-甲基-4-羥基-5-特丁基苯基)丁烷、4，4-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)、2，2’-亞甲基雙(4-甲基-6-特丁基)苯酚、四(3-3’，5’-二特丁基-4’-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯或4’4-(二羥基-3，3’，5，5’-四叔丁基聯(lián)苯)中的任意一種；所述的亞磷酸酯類抗氧劑選自亞磷酸三苯酯、亞磷酸二苯辛酯、亞磷酸二苯異辛酯、亞磷酸苯二異辛酯或亞磷酸三(壬基苯酯)中的任意一種。按照本發(fā)明所述的無鹵膨脹型阻燃熱塑性彈性體組合物，它的制備方法包括如下步驟按照組合物組成的重量百分率計量，將包覆聚磷酸銨、大分子三嗪衍生物、有機(jī)無鹵磷系阻燃劑和阻燃協(xié)效劑投入高速混合機(jī)中混合均勻，混合速度5000轉(zhuǎn)/分，混合時間1020分鐘，然后再與熱塑性聚烯烴類彈性體、熱塑性苯乙烯類彈性體、相容劑和抗氧劑一起高速混合，混合速度5000轉(zhuǎn)/分，混合時間2030分鐘，再經(jīng)雙螺桿機(jī)擠出，擠出溫度為150200°C，冷卻造粒即可得到本發(fā)明組合物。由上面所述，本發(fā)明的優(yōu)點是顯而易見的1、本發(fā)明中所使用的阻燃配合材料全部不含鹵素，因而在燃燒時絕對不會產(chǎn)生有毒有害的鹵素及其衍生物，符合安全環(huán)保的要求；2、本發(fā)明的阻燃配合系統(tǒng)中特別采用了大分子的三嗪類成炭劑——羥烷氨基二胺三嗪低聚物，它在燃燒火焰作用下，會結(jié)焦，阻止進(jìn)一步延燃的發(fā)展，提高阻燃效果，使本發(fā)明組合物能夠達(dá)UL-94V-0級的水平；3、本發(fā)明組合物采用熱塑性聚烯烴類彈性體與熱塑性苯乙烯類彈性體并用為基礎(chǔ)，由于前者性質(zhì)較接近于塑料，后者性質(zhì)較接近于橡膠，便于通過兩者并用比的調(diào)整，在廣范圍內(nèi)調(diào)節(jié)材料的力學(xué)性能，使最終性能符合具體用途要求。具體實施例方式下面列舉一些實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體說明，但本發(fā)明決不局限于這些實施例。實施例1本實施例旨在展示大分子的三嗪類成炭劑——輕烷氨基二胺三嗪低聚物的制備。在裝有回流冷凝管、恒壓滴液漏斗、攪拌器和溫度計的500mL反應(yīng)燒瓶中加入46.Ig的三聚氯氰和20mL丙酮，充分?jǐn)嚢?，使三聚氯氰分散均勻，然后?55°C的條件下，邊攪拌邊均勻滴加22.25g丙醇胺和NaOH溶液(IOgNaOH溶解在25mL蒸餾水中)，滴加完畢后，在-55°C的條件下反應(yīng)13小時。接著升高溫度至室溫，再向反應(yīng)燒瓶中均勻滴加29g己二胺和NaOH溶液(IOgNaOH溶解在25mL蒸餾水中)，滴加完畢后升高反應(yīng)溫度到4065°C，在此條件下攪拌反應(yīng)46小時。接著在4065°C條件下，繼續(xù)向反應(yīng)燒瓶中均勻滴加29g己二胺和NaOH溶液(IOgNaOH溶解在25mL蒸餾水中)，然后升高反應(yīng)溫度，先蒸餾回收丙酮，再補(bǔ)充40mL蒸餾水，在回流狀態(tài)下反應(yīng)57小時，反應(yīng)結(jié)束后用水和丙酮的混合溶劑洗滌、抽濾、烘干后得到大分子三嗪類成炭劑，用CAR表示。實施例214和比較例本組實施例214和比較例所列各組合物的組成如表1所示，除有專門指出者外，各組分的用量均按重量％計。各組合物的具體制備方法為將包覆聚磷酸銨、大分子三嗪衍生物、有機(jī)無鹵磷系阻燃劑、阻燃協(xié)效劑按照配比在高速混合機(jī)中混合均勻，混合速度5000轉(zhuǎn)/分，混合時間1020分鐘，然后再與熱塑性聚烯烴類彈性體、熱塑性苯乙烯類彈性體、相容劑、抗氧劑高速混合，混合速度5000轉(zhuǎn)/分，混合時間2030分鐘，用雙螺桿機(jī)擠出，擠出溫度為150200°C，冷卻造粒，然后注塑制樣，測試性能。測試結(jié)果也列于表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求一種無鹵膨脹型阻燃熱塑性彈性體組合物，其特征在于以重量百分?jǐn)?shù)計，構(gòu)成該組合物的組分包括熱塑性聚烯烴類彈性體25～60％；熱塑性苯乙烯類彈性體5～40％；包覆聚磷酸銨7～25％；大分子三嗪衍生物3～15％；有機(jī)無鹵磷系阻燃劑0.3～10％；阻燃協(xié)效劑0.1～5％；相容劑0.1～5％；抗氧劑0.01～3％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的熱塑性聚烯烴類彈性體選自乙烯_乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-辛烯共聚物中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的熱塑性苯乙烯類彈性體選自苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、異戊二烯_苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯_乙烯/丁二烯_苯乙烯共聚物或苯乙烯_乙烯/異戊二烯_苯乙烯共聚物中的任意一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的包覆聚磷酸銨選自密胺_甲醛包覆聚磷酸銨、環(huán)氧樹脂包覆聚磷酸銨、不飽和樹脂包覆聚磷酸銨、乙烯_乙酸乙烯酯共聚物包覆聚磷酸銨中的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的大分子三嗪衍生物是分子結(jié)構(gòu)如下的羥烷氨基二胺三嗪低聚物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中，η為550。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的有機(jī)無鹵磷系阻燃劑選自N，N-雙(2-羥乙基)氨基膦酸二乙酯、三苯基膦酸酯、間苯二酚雙膦酸酯、雙酚A二(二苯基)膦酸酯、雙酚A二(甲苯基)膦酸酯、1，4-哌嗪二膦酸酯、環(huán)己基亞氨基二苯基膦酸酯、十二烷基二苯基膦酸酯、2-乙基己基二苯基膦酸酯、苯基二(4-氨基苯基)膦酸酯或環(huán)狀膦酸酯中的任意一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的阻燃協(xié)效劑選自硼酸鋅、氧化鈦、氧化硅、氧化鋅、氧化鎂、氫氧化鎂、水鎂石、鎂鹽晶須、水菱鎂石、氫氧化鋁、磷酸鋁或聚合物納米插層復(fù)合材料中的任意的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的相容劑選自馬來酸酐接枝乙烯_乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸接枝乙烯_乙酸乙烯酯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯_辛烯共聚物、丙烯酸接枝乙烯-辛烯共聚物、馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸接枝苯乙烯_乙烯/丁二烯_苯乙烯共聚物、馬來酸酐接枝苯乙烯_丁二烯嵌段共聚物、丙烯酸接枝苯乙烯_丁二烯嵌段共聚物、馬來酸酐接枝異戊二烯_苯乙烯嵌段共聚物或丙烯酸接枝異戊二烯_苯乙烯嵌段共聚物中的任意的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的抗氧劑選自酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的任意一種。10.一種按照權(quán)利要求1所述的無鹵膨脹型阻燃熱塑性彈性體組合物的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括如下步驟按照組合物組成重量百分率計量，將包覆聚磷酸銨、大分子三嗪衍生物、有機(jī)無鹵磷系阻燃劑和阻燃協(xié)效劑投入高速混合機(jī)中混合均勻，混合速度5000轉(zhuǎn)/分，混合時間1020分鐘，然后再與熱塑性聚烯烴類彈性體、熱塑性苯乙烯類彈性體、相容劑和抗氧劑一起高速混合，混合速度5000轉(zhuǎn)/分，混合時間2030分鐘，再經(jīng)雙螺桿機(jī)擠出，擠出溫度為150200°C，冷卻造粒即可得到本發(fā)明組合物。全文摘要一種無鹵膨脹型阻燃熱塑性彈性體組合物，它以熱塑性聚烯烴類彈性體與熱塑性苯乙烯類彈性體并用為基礎(chǔ)，組成包括(重量％)熱塑性聚烯烴類彈性體25～60％、熱塑性苯乙烯類彈性體5～40％、包覆聚磷酸銨7～25％、大分子三嗪衍生物3～15％、有機(jī)無鹵磷系阻燃劑0.3～10％、阻燃協(xié)效劑0.1～5％、相容劑0.1～5％、抗氧劑0.01～3％。本組合物不含鹵素，屬于環(huán)保材料，材料的力學(xué)性能可調(diào)范圍廣，阻燃性能可以達(dá)到UL-94V-0級。文檔編號C08L53/02GK101824182SQ200910198880公開日2010年9月8日申請日期2009年11月17日優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日發(fā)明者劉彥明,尹亮,林倬仕,郝冬梅,陳崇偉,陳濤申請人:上海化工研究院