專利名稱：無鹵阻燃樹脂組合物及由其制得的熱塑性彈性體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種無鹵素的阻燃樹脂組合物以及由其制 成的阻燃彈性體。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代生活對電子或電器用線材有著持續(xù)強勁的需求。對于這類材料，人們總是期 望其具有高拉伸強度、高的斷裂伸長率、盡可能低的硬度，同時具有高的阻燃性。氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBQ是由熱塑性彈性體SBS(苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)經(jīng)加氫氫化而得。其分子結(jié)構(gòu)中碳-碳雙鍵被飽和，因 而具有優(yōu)良的耐候、抗老化、耐熱、耐壓縮等性能，使用溫度高達130°C。尤其寶貴的是它具 有可回收再用、制品性能均勻、尺寸容易準確控制等優(yōu)點，因而被廣泛地應(yīng)用于電器、電纜 等領(lǐng)域。但是SEBS及其共混材料制品易燃，因此以SEBS為基礎(chǔ)的復(fù)合材料阻燃問題引起了 廣泛的關(guān)注。早期含鹵化合物由于具有優(yōu)良的阻燃性能在電線行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但燃燒 后不但放出大量煙霧，而且會釋放有毒腐蝕性商化氫氣體，與近年來的安全環(huán)保理念沖突。 因此，對SEBS為主體的復(fù)合材料進行無鹵阻燃研究具有重要意義。CN101469100A描述了以SEBS、白油、包覆聚磷酸銨、大分子三嗪衍生物、有機無鹵 磷系阻燃劑等制備阻燃彈性體，可以達到UL-94V-0級標準，但是這種材料的拉伸強度不夠 理想，僅僅在6-8MPa之間。CN100436536C描述了以SEBS、軟化油、納米無機物、氮-磷復(fù)合 阻燃劑等制備的阻燃橡膠，該配方為了獲得期望的阻燃效果，引入了大量氮-磷系復(fù)合阻 燃劑，結(jié)果使產(chǎn)品的硬度偏高。為了將硬度控制在70-90A之間，通常要填充軟化油，但是軟 化油的存在反過來會不利地影響阻燃效果。另外，阻燃劑用量的增加也導(dǎo)致聚合物強度等 物理性能下降，同時增加成本。發(fā)明專利CN101157789A描述了以乙烯-丙烯嵌段共聚物、SEBS、乙烯-醋酸乙烯 共聚物(EVA)、氫氧化鎂、包覆紅磷等制備一種無鹵阻燃彈性體復(fù)合材料，其制品拉伸強度 大于12MPa，伸長率大于300%，阻燃級別達到UL94V-0級。此專利雖然避免使用軟化油，通 過乙烯-丙烯嵌段共聚物調(diào)節(jié)材料硬度，但是用氫氧化鎂做阻燃劑、用紅磷作協(xié)效劑。用氫 氧化鎂作阻燃劑，阻燃效率低，與樹脂本體相容性差，要達到一定的阻燃效果時填充量大， 易造成材料力學(xué)性能(如拉伸強度、伸長率等)嚴重下降和硬度上升；而且紅磷吸濕受潮、 易氧化，與樹脂相容性差，長期與空氣接觸會放出劇毒的磷化氫氣體，污染環(huán)境，干燥的紅 磷粉塵有爆炸的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明因此提出一種新的阻燃樹脂組合物，以克服現(xiàn)有的阻燃材料不能同時獲得 所期望的拉伸強度、斷裂伸長率、阻燃性和硬度的缺陷。本發(fā)明的無鹵阻燃樹脂組合物主要由以下重量份原料組成SEBS20-40 份，
丙烯-乙烯共聚物
15-35 份， 5-20 份， 5-20 份， 15-35 份， 1-5 份，聚丙烯軟化油磷-氮復(fù)合型阻燃劑硅酮粉其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為8_16%。在一種優(yōu)選實施方式中，該無鹵阻燃樹脂組合物主要由以下重量份原料組成其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為10-15%。本發(fā)明還涉及由上述組合物制成的無鹵熱塑性彈性體材料，其將各原料組分混合 均勻后，用擠出機擠出而得，制備方法異常簡單。根據(jù)本發(fā)明制得的鹵熱塑性彈性體材料可以同時達到大于12MPa的拉伸強度、大 于400%的斷裂伸長率、不高于80A的硬度、以及達到UL94V0級的阻燃性。
具體實施例方式本發(fā)明的無鹵阻燃樹脂組合物按重量份主要由以下原料組成SEBS 20-40份，丙 烯-乙烯共聚物15-35份，聚丙烯5-20份，軟化油5-20份，磷-氮復(fù)合型阻燃劑15-35份， 硅酮粉1-5份，其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為8-16%。在本發(fā)明的阻燃樹脂組合物中，將丙烯-乙烯共聚物、聚丙烯和SEBS復(fù)配，作為樹 脂材料的基體，并嚴格控制阻燃劑的引入比例，避免因大量阻燃劑的引入而降低樹脂材料 的機械性能。其中，本發(fā)明所采用的丙烯-乙烯共聚物的分子量在150000-250000范圍內(nèi)， 聚丙烯的分子量在200000-300000范圍內(nèi)，SEBS的分子量在100000-200000范圍內(nèi)。本發(fā)明的另一特點在于，將丙烯-乙烯共聚物中乙烯的含量控制在8-16%之間， 優(yōu)選在10-15之間。如果乙烯含量低于8%，則硬度太大，導(dǎo)致樹脂組合物硬度偏高；如果 乙烯含量高于16%，則拉伸強度和軟化點會降低，影響樹脂整體物性。通過在8-16%之間 調(diào)節(jié)乙烯含量，可控制乙烯-丙烯嵌段共聚物的硬度和機械性能，從而可以調(diào)節(jié)彈性體的 硬度，減少軟化油的添加量，最終達到彈性體阻燃性和機械性能相平衡的目的。本發(fā)明引入了適量的硅酮粉，其與上述樹脂基體具有很好的相容性，起到了促進 阻燃的效果，同時可以提高材料的加工性能和制品的表面性能，改善表面光澤度、光滑度以 及耐磨性。由于本發(fā)明以特定比例將上述混合基體、阻燃劑和硅酮粉進行復(fù)配，從而在獲得 理想的斷裂伸長率和抗拉強度的前提下，減少了軟化油的使用。在本發(fā)明中，軟化油的用量 不超過組合物重量的20%，在優(yōu)選的情況下，可以不超過組合物重量的10%。在一種優(yōu)選實施方式中，丙烯-乙烯共聚物為丙烯和乙烯的半結(jié)晶共聚物，結(jié)晶磷-氮復(fù)合型阻燃劑硅酮粉SEBS丙烯-乙烯共聚物聚丙烯軟化油
25-；35 份， 20-30 份， 5-10 份， 5-10 份， 20-30 份， 1-5 份，在此聚合物中起到物理交聯(lián)點的作用，從而賦予共聚物在常用條件下一定的彈性?？梢杂糜诒景l(fā)明的磷-氮復(fù)合型阻燃劑有多種，可以使用的例子包括聚磷酸銨 (APP)、三聚氰胺磷酸鹽(MP)、三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP) ,2,4,8,10-四氧-3，9- 二磷螺環(huán) [5,5] i^一烷-3，9-二氧_3，9-二三聚氰胺鹽、雙(2，6，7-三氧-1-磷-雙環(huán)[2，2，2]辛 烷-1-氧甲基)磷酸醣三聚氰胺鹽(Melabis)。本發(fā)明的一種優(yōu)選配方為SEBS 25-35份， 丙烯-乙烯共聚物20-30份，聚丙烯5-10份，軟化油5-10份，磷-氮復(fù)合型阻燃劑20-30 份，硅酮粉1-5份，其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為10-15%。以上描述了根據(jù)本發(fā)明組合物的各種主要成分，該組合物還可以引入少量輔助成 分，例如抗氧化劑(例如抗氧劑908)、潤滑劑(例如，脂肪酸金屬皂類、硬脂酸鈣等)。本發(fā)明中未使用比重偏大的無機填料，因此所得彈性體比重輕，回彈性和柔軟性 好。本發(fā)明的另一方面在于提供一種由上述阻燃組合物制得的無鹵熱塑性彈性體，將 上述組合物混合均勻后，用擠出機擠出即可制得上述彈性體。制備本發(fā)明的阻燃彈性體復(fù)合材料的方法非常簡單，只需將各種成分放入高速混 合機混合均勻后，用雙螺桿擠出機擠出、造粒皆可，擠出機溫度為180-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 200400rpmo實施例1-5按照表1中的配方，將所有組分混合均勻后，再經(jīng)雙螺桿擠出機擠出、造粒，其中，乙烯-丙烯共聚物=Vistamaxx 6202，Exxonmobil ；聚丙烯3；342，泰國石化；阻燃劑三聚氰胺多聚磷酸鹽，MPP,鎮(zhèn)江星星阻燃劑有限公司；硅酮粉TCP_5012，廣州天賜有機硅科技有限公司；軟化油KN4006，克拉瑪依石化。表1實施例1-5的原料配比
權(quán)利要求
1.一種無鹵素阻燃樹脂組合物，主要由以下重量份原料組成SEBS 20-40份，丙烯-乙 烯共聚物15-35份，聚丙烯5-20份，軟化油5-20份，磷-氮復(fù)合型阻燃劑15-35份，硅酮粉 1-5份，其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為8-16%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵素阻燃樹脂組合物，其中，所述丙烯-乙烯共聚物為丙烯 和乙烯的半結(jié)晶共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵素阻燃樹脂組合物，其中，所述磷-氮復(fù)合型阻燃劑是聚 磷酸銨或三聚氰胺多聚磷酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵素阻燃樹脂組合物，主要由以下重量份原料組成SEBS 25-35份，丙烯-乙烯共聚物20-30份，聚丙烯5_10份，軟化油5_10份，磷-氮復(fù)合型阻燃 劑20-30份，硅酮粉1-5份，其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為10-15%。
5.一種無鹵素?zé)崴苄詮椥泽w，主要由以下重量份原料制成SEBS 20-40份，丙烯-乙 烯共聚物15-35份，聚丙烯5-20份，軟化油5-20份，磷-氮復(fù)合型阻燃劑15-35份，硅酮粉 1-5份，其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為8-16%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無鹵素?zé)崴苄詮椥泽w，主要由以下重量份原料組成 SEBS25-35份，丙烯-乙烯共聚物20-30份，聚丙烯5_10份，軟化油5_10份，磷-氮復(fù)合型 阻燃劑20-30份，硅酮粉1-5份，其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為10-15%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無鹵素?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于，所述彈性體是通過將各 原料組分混合均勻后，用擠出機擠出制備而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵阻燃組合物以及其制得的熱塑性彈性體。該無鹵阻燃組合物由以下重量份原料組成SEBS 20-40份，丙烯-乙烯共聚物15-35份，聚丙烯5-20份，軟化油5-20份，磷-氮復(fù)合型阻燃劑15-35份，硅酮粉1-5份，其中，丙烯-乙烯共聚物中的乙烯含量為8-16％。由該無鹵阻燃組合物制得的熱塑性彈性體的延伸率超過400％，拉伸強度大于12MPa，硬度不高于80A，阻燃性能達到UL94V0標準，不含鹵素，適合用于生產(chǎn)各類阻燃要求高的電子電線、插頭等。
文檔編號C08K3/32GK102061055SQ20101058835
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者張大志 申請人:益陽達普林科技有限公司