一種環保型的阻燃熱塑性彈性體及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子復合材料技術領域，具體地說，是一種環保型的熱塑性彈性體 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 由于熱塑性彈性體（TPE)具有硫化橡膠的物理機械性能和熱塑性塑料的工藝加 工性能，且不需要硫化、成型加工簡單，因此被廣泛應用于汽車、建筑、家用設備、膠管、膠 帶、電線電纜、電子產品、食品包裝、醫療器械等眾多行業。熱塑性彈性體的良好物理機械性 能和工藝加工性能，特別適宜于生產輸送帶、電纜、膠管、密封制品、減震制品等。
[0003] 但現有技術的熱塑性彈性體耐高溫性能、耐油性能和阻燃性能較差，當使用溫度 超過105°C時，拉伸強度、耐磨耗性能嚴重下降。冶金、建材等行業使用的輸送帶要求耐高 溫、阻燃，汽車使用的膠管、膠帶、油封、油箱等要求有良好的耐熱、耐油性能，現有技術的熱 塑性彈性體不能滿足這些產品的使用要求。另外現有技術的阻燃熱塑性彈性體多是含鹵、 銻的，要么基體材料含鹵（如氯丁橡膠、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯等），要么添 加了大量的含鹵、銻的阻燃劑和配合劑。使用過程中發現，這些含鹵、銻的熱塑性彈性體雖 然有良好的阻燃效果，但在發生火災時，被引燃的熱塑性彈性體會產生大量的有毒氣體和 煙霧，不符合公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種環保型的阻燃熱塑性彈性體，可 以在150°C的環境下長期使用，滿足耐高溫阻燃輸送帶、汽車用膠管、膠帶、油封、油箱和軌 道交通用減震制品等耐熱、耐油、阻燃制品的使用需要。
[0005] 本發明的第二個目的是提供該熱塑性彈性體的制備方法，工藝簡單，易于制造，生 產成本低。
[0006] 本發明的目的通過下述方案予以實現。
[0007] 所述的環保型的熱塑性彈性體，其特征在于，按重量份數計，由下述原料制成： 聚丙烯（PP)30-50份，粉末丙烯酸酯橡膠（PACM)20-40份，粉末丁晴橡膠（PNBR)20-40 份，聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物（PP-g-MA) 5-10份，環氧硅樹脂8-10份，氧化鋅5份，硬脂 酸1. 5份，硬脂酸鈉2份，硫磺1-1. 5份，過氧化二異丙苯（DCP)2-4份，促進劑1-2份，防老 劑1-2份，抗氧劑1-2份，納米白炭黑10-20份，導電炭黑10-15份，芳綸漿柏5-10份，抗靜 電劑5-8份，乙烯基硅烷偶聯劑0. 5-1. 0,液體無鹵阻燃劑20-40份，固體無鹵阻燃劑40-60 份。
[0008] 所述的聚丙烯熔融指數2-40g/10min ;粉末丙烯酸酯橡膠是耐熱型的，門尼粘度 值30-50;粉末丁腈橡膠丙烯腈含量30-36 %，門尼粘度值50-80;。
[0009] 促進劑可選用2-硫醇基苯并噻唑（促進劑M)、二硫化二苯并噻唑（促進劑DM)、 N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促進劑CZ)、二硫化四甲基秋蘭姆（促進劑TMTD)、二乙 基二硫代氨基甲酸鎘（促進劑CED)中的一種或組合。
[0010] 防老劑可選用N-苯基- a萘胺（防老劑A)、N-苯基-e萘胺（防老劑D)、2,2， 4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體（樹脂狀）（防老劑RD)、2, 2'-硫代雙（4-甲基-6-叔 丁基苯酚）（防老劑2246-S)、N-異丙基W -苯基對苯二胺（防老劑4010NA)中的一種 或組合。
[0011] 抗氧劑可選用四[0- (3,5_二特丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑 1010)、0 -(3, 5-二特丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯(抗氧劑1076)、2, 6-二特丁基-4-甲 基苯酚(抗氧劑264)、亞磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯(抗氧劑168)中的任意一種。
[0012] 抗靜電劑可選用烷基苯磷酸酯二乙醇胺鹽(抗靜電劑P)、三羥乙基甲基季銨甲基 硫酸鹽(抗靜電劑TM)、十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽(抗靜電劑SA)中的任意一種。
[0013] 乙烯基？？硅烷偶聯劑可選用乙烯基三氧基硅烷（A-105)、乙烯基三乙氧基硅烷 (A-151)、乙烯基三甲氧基硅烷（A-171)中的任意一種。
[0014] 液體無鹵阻燃劑可選用磷酸三甲苯酯（TCP)、三丁氧乙基磷酸酯（TBEP)、磷酸三 辛酯（TOP)中的任意一種。
[0015] 固體無鹵阻燃劑可選用氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、紅磷、聚磷酸銨、三聚氰胺氰 脲酸鹽的一種或其組合。
[0016] 所述的制備方法包括以下步驟： (1) 原材料準備：按配方要求稱量原材料； (2) 阻燃劑改性處理：將納米白炭黑、芳綸槳柏、固體無鹵阻燃劑、抗氧劑加入捏合機中 加熱攪拌，攪拌速度為375-400轉/分鐘，加熱至40-60°C，開始噴灑乙烯基硅烷偶聯劑，繼 續加熱攪拌，在115°C _125°C的溫度下攪拌10-15分鐘，制成表面改性阻燃劑； (3) 高速混合預塑化：將聚丙烯、聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物、環氧硅樹脂、氧化鋅、硬 脂酸、硬質酸鈉、促進劑、防老劑、導電炭黑、抗靜電劑、液體無鹵阻燃劑、表面改性阻燃劑 依次加入高速混合機中，混合速度為1200-1400轉/分鐘，在140°C -150°C的溫度下混合 10-15分鐘，制得預塑化料； (4) 冷混合：將經高速混合后的預塑化料冷卻到室溫后加入到冷混合器中，依次加入粉 末丙烯酸酯橡膠、粉末丁腈橡膠、硫磺、過氧化二異丙苯，在常溫下混合5-10分鐘，混合機 速度為375-400轉/分鐘； (5) 擠出、造粒：將混合后的粉料通過雙螺桿擠出、造粒機機組，在螺桿轉速300-500轉 /分鐘、溫度180°C -220°C的條件下擠出、造粒，即得所述環保型的阻燃熱塑性彈性體。
[0017]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果： 1、本發明不含含鹵的主體材料和含鹵的阻燃劑、配合劑以及發煙量大的銻類阻燃劑， 所以燃燒時發煙量低，且不含有害物質，是一種環保型的阻燃材料。
[0018]2、、本發明選用PP、PACM、PHNBR作為共混物的主體材料，使共混物同時具有阻燃 性能、耐高溫性能和耐油性能。
[0019] 3、本發明采用PP-g-MA作為相容劑，提高了共混物相容性及動態硫化后的彈性。
[0020] 4、本發明采用硅烷偶聯劑對無機阻燃劑進行表面改性處理，提高了有機物和無機 物的相容性，同時加入了納米白炭黑和芳綸槳柏補強，在提高共混物阻燃性能的同時，同時 提尚機械性能。
[0021] 5、本發明選用環氧硅樹脂對共混物增粘，在提高共混物粘合性能的同時，同時提 高共混物的阻燃性能和機械性能。
[0022] 6、本發明在具有良好的力學性能和加工性能的前提下，能夠在150°C高溫的環境 下長期使用，且具有優異的阻燃性能和耐油性能，同時具有彈性好、工藝簡單、能源消耗低、 生產效率高、可回收利用等優點，是制造耐高溫阻燃輸送帶、汽車用膠管、膠帶、油封、油箱、 軌道交通減震制品等產品良好的材料。
【具體實施方式】
[0023]通過下述實施例有助于對本發明的理解，但不能限制本發明的內容。
[0024] 實施例1 本實施例提供一種環保型的阻燃熱塑性彈性體，按重量份數計，由下述原料制成： PP40份，PACM20份，PNBR40份，PP-g-MA8份，環氧硅樹脂8份，氧化鋅5份，硬脂 酸1. 5份，硬脂酸鈉2份，硫磺1. 5份，DCP3份，促進劑M1份，促進劑DM0. 5份，防老劑A 1份，防老劑D1份，抗氧劑1010 1份，納米白炭黑10份，導電炭黑15份，芳綸漿柏10份， 抗靜電劑P5份，偶聯劑A-105 1份，TCP30份，氫氧化鋁20份，硼酸鋅10份，紅磷10份， 三聚氰胺氰脲酸鹽10份。
[0025]所述的PP熔融指數2-40g/10min ;PACM是耐熱型的，門尼粘度值30-50 ;PNBR丙烯 腈含量30-36 %，門尼粘度值50-80。
[0026]本實施例提供的環保型的阻燃熱塑性彈性體的制備方法包括以下步驟： (1) 原材料準備：按配方要求稱量原材料； (2) 阻燃劑改性處理：將納米白炭黑、芳綸槳柏、固體無鹵阻燃劑、抗氧劑加入捏合機中 加熱攪拌，攪拌速度為375-400轉/分鐘，加熱至40-60°C，開始噴灑乙烯基硅烷偶聯劑，繼 續加熱攪拌，在115°C _125°C的溫度下攪拌10-15分鐘，制成表面改