專利名稱：動態硫化阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱塑性彈性體材料，特別涉及一種具有較好阻燃性能的動態硫化三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體。
背景技術：
動態硫化乙丙橡膠/聚烯烴熱塑性彈性體在上世紀七十年代問世。它的顯著特征就是乙丙橡膠在螺桿混合擠出過程中交聯并以細小的顆粒分散在聚烯烴中，該類熱塑性彈性體可用熱塑性聚烯烴的加工方法進行加工，并在很寬的溫度范圍內具有橡膠的彈性。因此，這種材料在汽車、建筑、醫療器械、電纜、包裝以及家用電器等領域中具有廣泛用途。
現有技術中，美國蒙山都(Monsanto)公司是最早獲得動態硫化乙丙橡膠/聚烯烴熱塑性彈性體專利的公司，其美國專利US4130535和US4311628分別以硫磺和酚醛樹脂為交聯劑制備熱塑性彈性體。申請號為91109976.X的中國專利提出了一種以酚醛樹脂為交聯劑，油類，鄰苯二甲酸酯和過氧化物的混合物為改性劑，制備乙丙橡膠/聚烯烴熱塑性彈性體的方法。申請號為90109067.0的中國專利提出的是一種以過氧化物為交聯劑制備乙丙橡膠/聚烯烴熱塑性彈性體的方法。以上各種熱塑性彈性體盡管組成和工藝有所區別，性能各有特色，然而，所有這些熱塑性彈性體都是非阻燃性的，氧指數一般小于18，而由此生產出的制品阻燃性能普遍較低，安全性較差。因此，在充分發揮傳統熱塑性彈性體特性的同時，如何從根本上改善這種材料的阻燃性能是一個需要解決的技術問題。
發明內容
本發明的目的是提出一種動態硫化阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體，即在常規的動態硫化乙丙橡膠/聚烯烴熱塑性彈性體的制備中引入阻燃劑，以及引入抗氧或阻燃的化合物作為增塑劑來部分或全部替代原來普通熱塑性彈性體中使用的環烷油，高級芳烴油類增塑劑，以此制備出氧指數可以達到32的阻燃型熱塑性彈性體。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種動態硫化阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體，其組分和重量份數的含量如下三元乙丙橡膠 100份聚丙烯 20～500份交聯體系 1～20份阻燃體系 40～100份增塑劑 0～300份填充物 0～300份助劑 1～10份其中，上述阻燃體系為溴化物/三氧化二銻體系，該體系中的組分和重量比為溴化物 100三氧化二銻 10～40其中，上述溴化物是選自下列化合物中的一種十溴二苯醚，六溴環十二烷，十四溴二苯氧基苯，乙烷-1，2雙(五溴苯)，乙基-雙(四溴苯鄰二甲酰亞胺)，四溴雙酚A-雙(2，3-二溴丙醚)。
上述技術方案中的有關內容和變化解釋如下1、上述方案中，所述“重量份數”是指以三元乙丙橡膠的重量為100份來表示。所述阻燃體系中的“重量比”僅表示溴化物與三氧化二銻之間的重量比例關系。
2、上述方案中，采用的橡膠為三元乙丙橡膠(EPDM)。三元乙丙橡膠中乙烯的含量為55％～75％，丙烯的含量為22％～35％，二烯ENB含量以3％～10％為好，其門尼黏度(ML1+4，125℃)最好在40到100之間。
3、上述方案中，采用的聚丙烯(PP)可以是均聚的，也可以是乙烯和丙烯共聚的，熔融指數MI為0.5到20.0。
4、上述方案中，采用的交聯劑為酚醛樹脂。酚醛樹脂可以是溴化了的，如SP-1055，SP-1056，也可以是非溴化了的，如2402。采用酚醛樹脂為交聯劑時，往往需要加入交聯促進劑和活化劑。交聯促進劑是一些鹵化物，如氯化亞錫，氯磺化聚乙烯等。活化劑通常是氧化鋅。
5、在一般的熱塑性彈性體的制備中，為了制備柔軟的彈性體，必須加入增塑劑來降低硬度，這些增塑劑都是容易燃燒的高級芳烴油，環烷油或液體石蠟。本發明采用抗氧的或阻燃性的化合物和環烷油或高級芳烴油的混合物作為增塑劑來制備阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體。即上述方案中，所述曾塑劑的組分和重量比為抗氧性或阻燃性化合物 100環烷油或高級芳烴油 0～50其中，抗氧化性或阻燃性化合物選自下述化合物中一種或多種氯化石蠟，三(氯乙基)磷酸酯(TCEP)，三(氯丙基)磷酸酯(TCPP)，三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)，三苯基磷酸酯(TPP)，三(甲苯基)磷酸酯(TCP)，三辛基磷酸酯(TOP)，三-(壬基苯基)亞磷酸酯(TNPP)，甲苯基二苯基磷酸酯，磷酸二苯基2-乙基己酯，磷酸二苯基異葵酯，磷酸三丁酯，磷酸三甲基酯及三磷酸酯等。
6、上述方案中，可以添加一些固體填充物，如活性碳酸鈣，滑石粉，炭黑和高嶺土等，其中，炭黑還有補強的作用。
7、本發明中還使用一些塑料加工常用的助劑，如抗氧劑，潤滑劑。
8、本發明提出的熱塑性彈性體在同向雙螺桿擠出機上制備。雙螺桿擠出機的長徑比L/D要大于40。
本發明提出的動態硫化阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體的主要物理機械性能如下硬度(邵氏)(ISO48) 55A～55D拉伸強度(ISO37) 3.0～15.0Mpa伸長率(ISO37) 200％～500％壓縮變形，70℃22h(ASTM D395) 25％～55％氧指數(ASTM D2863-87) 23％～32％由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有以下特點在保持熱塑性塑料加工性和橡膠彈性的同時，在邵氏55A～55D的寬廣硬度范圍內，根據需要可以制備不同氧指數的自熄型到難燃型的阻燃材料。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明作進一步描述實施例1～10
制備方法將聚丙烯，三元乙丙橡膠，阻燃劑和助劑在捏合鍋中混合5分鐘，將該混合從雙螺桿擠出機的主喂料口加入；將填充物和交聯劑在捏合鍋中混合5分鐘后從雙螺桿的第三區強制喂入；將增塑劑從雙螺桿的中間區計量加入。雙螺桿擠出機及口模的溫度控制范圍為140℃～200℃，螺桿轉速控制在200rpm～350rpm。
各實施例的配方見表1，得到的產品性能數據見表2。
表1。
注1、所有配方中，含量的數字表示重量份數。
2、所有配方中，聚丙烯(PP)+三元乙丙橡膠(EPDM)＝100。
3、填充物和助劑的用量相同均為5。
表2。
以上實施例中，阻燃體系中的溴化物均選擇了十溴二苯醚，其實該組分還可以改選下列化合物中的一種六溴環十二烷，十四溴二苯氧基苯，乙烷-1，2雙(五溴苯)，乙基-雙(四溴苯鄰二甲酰亞胺)，四溴雙酚A-雙(2，3-二溴丙醚)。以此構成許多新的實施例，來進一步支持權利要求。由于篇幅原因，這里不再詳細列出。
同理，關于抗氧化性或阻燃性化合物，以上實施例中僅選擇了三(氯丙基)磷酸酯(TCPP)為例，其實該組分不可以改選下列化合物中一種或多種氯化石蠟，三(氯乙基)磷酸酯(TCEP)，三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)，三苯基磷酸酯(TPP)，三(甲苯基)磷酸酯(TCP)，三辛基磷酸酯(TOP)，三-(壬基苯基)亞磷酸酯(TNPP)，甲苯基二苯基磷酸酯，磷酸二苯基2-乙基己酯，磷酸二苯基異葵酯，磷酸三丁酯，磷酸三甲基酯及三磷酸酯。以此構成許多新的實施例，來進一步支持權利要求。
權利要求
1.一種動態硫化阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體，其特征在于所述熱塑性彈性體的組分和重量份數的含量如下三元乙丙橡膠 100份聚丙烯 20～500份交聯體系 1～20份阻燃體系 40～100份增塑劑 0～300份填充物 0～300份助劑 1～10份其中，上述阻燃體系為溴化物/三氧化二銻體系，該體系中的組分和重量比為溴化物 100三氧化二銻 10～40其中，上述溴化物是選自下列化合物中的一種十溴二苯醚，六溴環十二烷，十四溴二苯氧基苯，乙烷-1，2雙(五溴苯)，乙基-雙(四溴苯鄰二甲酰亞胺)，四溴雙酚A-雙(2，3-二溴丙醚)。
2.根據權利要求1所述的塑性彈性體，其特征在于所述曾塑劑的組分和重量比為抗氧性或阻燃性化合物 100環烷油或高級芳烴油 0～50其中，抗氧化性或阻燃性化合物選自下述化合物中一種或多種氯化石蠟，三(氯乙基)磷酸酯，三(氯丙基)磷酸酯，三(二氯丙基)磷酸酯，三苯基磷酸酯，三(甲苯基)磷酸酯，三辛基磷酸酯，三-(壬基苯基)亞磷酸酯，甲苯基二苯基磷酸酯，磷酸二苯基2-乙基己酯，磷酸二苯基異葵酯，磷酸三丁酯，磷酸三甲基酯及三磷酸酯。
全文摘要
一種動態硫化阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體，由三元乙丙橡膠(EPDM)，聚丙烯(PP)，交聯體系，阻燃體系，填充物，增塑劑及助劑組成，所述阻燃體系采用溴化物/三氧化二銻體系，經過雙螺桿擠出機動態硫化擠出造粒，得到阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體。該熱塑性彈性體的氧指數(OI)最高可達32，可廣泛應用在汽車，建筑，電纜等需要阻燃的場合。
文檔編號C08L23/12GK1542042SQ200310106228
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月5日 優先權日2003年11月5日
發明者徐爭鳴 申請人:蘇州特威塑膠有限公司