[发明专利]含“三源耦合”阻燃剂的热塑性弹性体阻燃复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含“三源耦合”阻燃剂的热塑性弹性体阻燃复合材料及其制备方法，特点是：先将55‑85%的热塑性弹性体及0‑5%的润滑剂投入到高速混合机中高速分散2‑5分钟，得到混合物；然后将混合物与14.5‑40%的膨胀型阻燃剂及0.1‑0.5%的抗氧剂混合5‑20分钟，得到膨胀型阻燃混合物；再将膨胀型阻燃混合物用双螺杆挤出机挤出造粒或用双辊混炼机混合均匀，得到含“三源耦合”阻燃剂的热塑性弹性体阻燃复合材料，双螺杆挤出机各区的温度或用双辊混炼机各区的温度设置在150‑200℃之间。其优点为：改善了阻燃剂的耐热性、耐水性的同时，通过阻燃剂的结构设计与调整，制备高效的阻燃体系。

技术领域

本发明涉及阻燃热塑性弹性体复合材料技术领域，具体来讲是一种含“三源耦合”阻燃剂的热塑性弹性体阻燃复合材料及其制备方法。

背景技术

聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer)(POE)是以茂金属为催化剂的具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体；具有杰出的低温抗冲击性、低比重、洁净、杰出的热封性能、和各种基础聚合物相容性优异、优异的柔顺性和抗刺穿性、极高的无机物填充性、优越的伸长率和高弹性、良好的透光率和极佳的电绝缘性能。在汽车工业、医用、抗冲击改性剂及包装领域有着广泛的应用。

但是，聚烯烃弹性体易燃，氧指数仅为17-18%，且燃烧时产生大量的熔滴，火灾危险性较大等，限制了弹性体在有阻燃要求场合的使用。因此，非常有必要对弹性体进行阻燃改性。

工业上较为常用且经济的方法是使用添加型阻燃剂。最常用于的阻燃剂可分为三大类，分别是含卤阻燃剂与三氧化二锑复配（尤其是含溴阻燃剂）、金属氢氧化物和膨胀型阻燃剂。

含卤阻燃剂具有良好的阻燃效果，尤其是溴系阻燃剂（如十溴二苯乙烷等）与三氧化二锑（Sb₂O₃）的复配体系，具有广谱的阻燃性能，广泛应用于各种聚合物的阻燃产品；但是，该类阻燃剂在燃烧时会释放出大量的有毒有害的气体（卤代氢和二噁英等），严重危害生命安全和环境安全。

金属氢氧化物具有无毒、无污染等优点；在燃烧过程中释放出水蒸气，起到稀释可燃性气体，生成的金属氧化物覆盖在材料表面，起到阻隔作用，但是它们的阻燃效率低，通常需要添加50-60%wt才能达到所需的阻燃等级；并且其与聚合物基材的相容性差，对材料的力学性能损害很大，从而限制了其在材料中的应用。因此，开发环保、高效、无卤、低毒、低烟的阻燃剂显得尤其重要。

膨胀型阻燃剂（IFR）以磷-氮为主要阻燃元素，在燃烧时能形成膨胀致密的炭层，阻隔空气、可燃性物质和热量的传递，从而实现挥阻燃作用，被认为是最有发展前景的环保型阻燃剂。早期的膨胀型阻燃剂由多聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）三者复合而成，对聚烯烃具有良好的阻燃效果。但是它的耐热耐水性不够。

公开号为CN1335332A、名称为“聚烯烃用无卤膨胀型阻燃剂组合”，公开号为CN1393485A、名称为 “阻燃性聚烯烃树脂组合物”，公开号为CN1446844A、名称为“膨胀型阻燃材料”，以及公开为N101225187A、名称为“无卤膨胀阻燃剂和阻燃聚丙烯复合材料”的四份发明专利申请均介绍了新型的膨胀型阻燃剂，对聚烯烃有良好的阻燃性能，应用于PP中具有良好的阻燃性能，但是所报道的成炭剂中极性基团较多，导致产品的吸湿较大。公告号为CN102161763B、名称为“用于阻燃聚烯烃材料的新型膨胀型成炭剂及其合成方法”和公告号为CN102134352B、名称为“膨胀型阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法”的两份发明专利公开了一类新型膨胀型成炭剂及其的制备方法，该成炭剂具有较高的耐热温度，耐水性佳。公告号为CNCN104744792B、名称为“ 用于制备阻燃热塑性弹性体组合物的方法”的发明专利公开了采用磷酸盐类化合物燃热塑性聚烯烃弹性体复合材料的制备，该类阻燃弹性体复合材料具有良好的阻燃性能。