CN103172923A - 一种汽车线用耐高温热塑性阻燃材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车线用耐高温热塑性阻燃材料及其制备方法。本发明的耐高温热塑性阻燃材料包括以下重量份：高密度聚乙烯：30~50份；聚丙烯树脂：10~40份；聚烯烃弹性体：5~20份；可化学交联母粒：5~15份；阻燃剂：30~65份；第一抗氧剂：0.5~3份；润滑剂：0.8~2.5份。本发明采用一种改良的动态交联法，最低限度的加入聚丙烯树脂使产品既能满足材料的柔软度，耐磨性，又能保证产品的耐热性，满足产品150℃的热过载实验。本发明提供的耐高温热塑性阻燃材料的制备方法工艺简单，操作容易，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃材料，特别涉及一种汽车线用耐高温热塑性阻燃材料。
背景技术
汽车线需要有如下性能：耐磨、阻燃、耐热、耐油、较高的热寿命要求等。现有耐高温125℃的汽车线大部分为交联型材料，也有部分为热塑性材料，但因为要满足较高的耐温等级要求，里面填充了较高比例的聚丙烯树脂，使材料的硬度过高，虽然保证了良好的耐磨性能和耐温性能，却使汽车线束失去了柔软性，对汽车线的生产加工和后期铺设使用造成了不良的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐高温热塑性阻燃材料，采用一种改良的动态交联法，最低限度的加入聚丙烯树脂使产品既能满足材料的柔软度，耐磨性，又能保证最终产品的耐热性，通过产品的热过载实验。
本发明同时还提供一种耐高温热塑性阻燃材料的制备方法。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种耐高温热塑性阻燃材料，包括下列重量份的原料组分：
高密度聚乙烯 30~50份；
聚丙烯树脂 10~40份；
聚烯烃弹性体 5~20份；
可化学交联母粒 5~15份；
阻燃剂 30~65份；
第一抗氧剂 0.5~3份；
润滑剂 0.8~2.5份；
其中：
所述高密度聚乙烯采用熔融指数小于等于2g/10min的高密度聚乙烯和熔融指数大于等于6g/10min的高密度聚乙烯按重量比为1~2：0.5~1组成的混合物；
所述聚丙烯树脂为熔融指数在1g/10min~2g/10min之间的共聚型聚丙烯；
所述聚烯烃弹性体的邵氏A硬度为70~85；
所述阻燃剂为溴系阻燃剂、三氧化二锑、云母粉及滑石粉的混合物；
所述第一抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂DLTP、抗氧剂1010及抗氧剂1024中的三种或四种混合物，所述第一抗氧剂中必须含有抗氧剂300和抗氧剂1024；
所述润滑剂为硬脂酸盐、聚乙烯蜡及硅酮的混合物；
以重量百分比计，所述可化学交联母粒的原料配方如下：
低密聚乙烯 97.5%~98.2%；
过氧化二异丙苯 1.5%~2%；
第二抗氧剂 0.3%~0.5%；
所述过氧化二异丙苯添加量较少，高温下容易交联，不容易完全分散，母粒的形式稀释了过氧化二异丙苯的量，可使高密度聚乙烯和聚丙烯树脂部分交联过程中被剪切细化，均匀的分散在阻燃材料中，阻燃材料形成海岛结构，可增加阻燃材料的耐热性。
上述可化学交联母粒也可以选择通过商购获得的可化学交联材料。
根据本发明的进一步实施方案：
优选地，所述阻燃剂中溴系阻燃剂、三氧化二锑、云母粉及滑石粉四者的重量比为2~3:0.6~2:0.2~0.5:1~3。
优选地，所述润滑剂中硬脂酸盐、聚乙烯蜡及硅酮三者的重量比为1~2：0.8~1.6：0.6~3。
优选地，所述低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min~2.5g/10min。
优选地，所述第二抗氧剂选自抗氧剂300。
本发明中，全部所述的原料均可以通过商购和/或采取已知的手段来制备得到，没有加以特别说明时，均满足标准化工产品要求。
本发明的耐高温热塑性阻燃材料可用于制备汽车线。
本发明采取的又一技术方案是：一种上述的耐高温热塑性阻燃材料的制备方法，包括如下步骤：
(1) 制备可化学交联母粒：按配方，将低密度聚乙烯、过氧化二异丙苯及第二抗氧剂按比例进行喂料，通过双螺杆混炼和单螺杆挤出机挤出造粒制得,挤出工艺温度为90℃~110℃；
(2) 按照配方将高密度聚乙烯、聚丙烯树脂、聚烯烃弹性体、可化学交联母粒、阻燃剂、第一抗氧剂及润滑剂加入到高速搅拌机中使其混合均匀，将混合物先经密炼机密炼，然后依次经双螺杆混炼和单螺杆挤出机挤出造粒，制得耐高温热塑性阻燃材料，其中，密炼温度为175℃~185℃，单螺杆进料段、熔融段及模头温度依次为140℃~160℃、170℃~190℃、200℃~210℃。
本发明中高密度聚乙烯采用的是熔融指数小于等于2g/10min的高密度聚乙烯和熔融指数大于等于6g/10min的高密度聚乙烯的混合物，使得阻燃材料具有良好的流动性。本发明中聚烯烃弹性体的邵氏A硬度为70-85，对阻燃材料起到增韧作用。
本发明采用一种改良的动态交联法，最低限度的加入聚丙烯树脂使产品既能满足材料的柔软度，耐磨性，又能保证产品的耐热性，满足产品150℃的热过载实验。
本发明提供的耐高温热塑性阻燃材料的制备方法工艺简单，操作容易，成本低。
具体实施方式
以下实施例中采用的原料均为商购获得的标准工业品。
实施例1
本实施例提供一种耐高温热塑性阻燃材料的制备方法，采用的原料及用量参见表1，其中：
高密度聚乙烯：由熔融指数为2g/10min的高密度聚乙烯和熔融指数为8g/10min的高密度聚乙烯按重量比2：1组成；
聚丙烯树脂：选自熔融指数为1.5g/10min的共聚型聚丙烯；
聚烯烃弹性体：选自乙烯-醋酸乙烯共聚物，其邵氏A硬度为80；
阻燃剂：由溴系阻燃剂、三氧化二锑、云母粉及滑石粉按重量比2:1:0.5:3组成，其中，溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷。
第一抗氧剂：由抗氧剂300、抗氧剂1024、抗氧剂1010及抗氧剂DLTP按重量比1:1:0.5:1.5组成。
润滑剂：由硬脂酸镁、聚乙烯蜡及硅酮按重量比1.5：1：2组成。
可化学交联母粒：自制，由熔融指数为2g/10min的低密度聚乙烯、过氧化二异丙苯及抗氧剂300混合组成，以重量百分比计，低密度聚乙烯为98.1%、过氧化二异丙苯为1.5%、抗氧剂300为0.4%。
耐高温热塑性阻燃材料的制备步骤如下：
(1) 制备可化学交联母粒：按配方，将低密度聚乙烯、过氧化二异丙苯及第二抗氧剂按比例进行喂料，通过双螺杆混炼和单螺杆挤出机挤出造粒制得,挤出工艺温度为90℃~110℃；
(2) 按照配方将高密度聚乙烯、聚丙烯树脂、聚烯烃弹性体、可化学交联母粒、阻燃剂、第一抗氧剂及润滑剂加入到高速搅拌机中使其混合均匀，将混合物先经密炼机密炼，然后依次经双螺杆混炼和单螺杆挤出机挤出造粒，制得耐高温热塑性阻燃材料，其中，密炼温度为175℃~185℃，单螺杆进料段、熔融段及模头温度依次为140℃~160℃、170℃~190℃、200℃~210℃。
实施例2
本实施例提供一种耐高温热塑性阻燃材料的制备方法，采用的原料及用量参见表1，聚烯烃弹性体和第一抗氧剂之外的原料均与实施例1相同。
本例中，所选择的聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物，其邵氏A硬度为75。
本例中，所选择的第一抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂1024及抗氧剂1010的混合物，三者的重量比为0.4:0.4:1。
耐高温热塑性阻燃材料的制备过程同实施例1。
实施例3
本实施例提供一种耐高温热塑性阻燃材料的制备方法，采用的原料及用量参见表1，第一抗氧剂和可化学交联母粒之外的原料均与实施例1相同。
本例中，所选择的第一抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂1024及抗氧剂DLTP的混合物，三者的重量比为0.6:1:1.5。
本例中，可化学交联母粒：自制，由熔融指数为2.5g/10min的低密度聚乙烯、过氧化二异丙苯及抗氧剂300混合组成，以重量百分比计，低密度聚乙烯为97.7%、过氧化二异丙苯为2%、抗氧剂300为0.3%。
耐高温热塑性阻燃材料的制备过程同实施例1。
实施例4
本实施例提供一种耐高温热塑性阻燃材料的制备方法，采用的原料及用量参见表1，高密度聚乙烯和润滑剂之外的原料均与实施例1相同。
本例中，所选择的高密度聚乙烯由熔融指数为0.5g/10min的高密度聚乙烯和熔融指数为6g/10min的高密度聚乙烯按重量比2：1组成。
本例中，所选择的润滑剂由硬脂酸钡、聚乙烯蜡及硅酮按重量比1：1：2组成。
耐高温热塑性阻燃材料的制备过程同实施例1。
实施例5
本实施例提供一种耐高温热塑性阻燃材料的制备方法，采用的原料及用量参见表1，阻燃剂之外的原料均与实施例1相同。
本例中，所选择的阻燃剂：由溴系阻燃剂、三氧化二锑、云母粉及滑石粉按重量比3:1:0.3:2组成，其中，溴系阻燃剂选自十溴二苯乙烷。
耐高温热塑性阻燃材料的制备过程同实施例1。
对比例1
本对比例提供一种耐高温热塑性阻燃材料的制备方法，采用的原料及用量参见表1，可化学交联母粒之外的原料与用量均与实施例1相同。
本对比例1中不使用可化学交联母粒。
耐高温热塑性阻燃材料的制备方法如下：按照配方将高密度聚乙烯、聚丙烯树脂、聚烯烃弹性体、阻燃剂、第一抗氧剂及润滑剂加入到高速搅拌机中使其混合均匀，将混合物先经密炼机密炼，然后依次经双螺杆混炼和单螺杆挤出机挤出造粒，制得耐高温热塑性阻燃材料，其中，密炼温度为175℃~185℃，单螺杆进料段、熔融段及模头温度依次为140℃~160℃、170℃~190℃、200℃~210℃。
表1为实施例1~5及对比例1的原料组成
对实施例1~5及对比例1制备的耐高温热塑性阻燃材料的各项性能进行了测试。结构参见表2。为了便于比较，还在表2中列出了该企业标准对该材料所规定的的指标值。
表2实施例1~5及对比例1耐高温热塑性阻燃材料性能
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种耐高温热塑性阻燃材料，其特征在于：包括下列重量份的原料组分：
高密度聚乙烯 30~50份；
聚丙烯树脂 10~40份；
聚烯烃弹性体 5~20份；
可化学交联母粒 5~15份；
阻燃剂 30~65份；
第一抗氧剂 0.5~3份；
润滑剂 0.8~2.5份；
其中：
所述高密度聚乙烯采用熔融指数小于等于2g/10min的高密度聚乙烯和熔融指数大于等于6g/10min的高密度聚乙烯按重量比为1~2：0.5~1组成的混合物；
所述聚丙烯树脂为熔融指数在1g/10min~2g/10min之间的共聚型聚丙烯；
所述聚烯烃弹性体的邵氏A硬度为70~85；
所述阻燃剂为溴系阻燃剂、三氧化二锑、云母粉及滑石粉的混合物；
所述第一抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂DLTP、抗氧剂1010及抗氧剂1024中的三种或四种混合物，所述第一抗氧剂中必须含有抗氧剂300和抗氧剂1024；
所述润滑剂为硬脂酸盐、聚乙烯蜡及硅酮的混合物；
以重量百分比计，所述可化学交联母粒的原料配方如下：
低密聚乙烯 97.5%~98.2%；
过氧化二异丙苯 1.5%~2%；
第二抗氧剂 0.3%~0.5% 。
2.根据权利要求1所述的耐高温热塑性阻燃材料，其特征在于：所述阻燃剂中溴系阻燃剂、三氧化二锑、云母粉及滑石粉四者的重量比为2~3:0.6~2:0.2~0.5:1~3。
3.根据权利要求1所述的耐高温热塑性阻燃材料，其特征在于：所述润滑剂中硬脂酸盐、聚乙烯蜡及硅酮三者的重量比为1~2：0.8~1.6：0.6~3。
4.根据权利要求1所述的耐高温热塑性阻燃材料，其特征在于：所述低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min~2.5g/10min。
5.根据权利要求1所述的耐高温热塑性阻燃材料，其特征在于：所述第二抗氧剂选自抗氧剂300。
6.一种如权利要求1至5中任一项权利要求所述的耐高温热塑性阻燃材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1) 制备可化学交联母粒：按配方，将低密度聚乙烯、过氧化二异丙苯及第二抗氧剂按比例进行喂料，通过双螺杆混炼和单螺杆挤出机挤出造粒制得，挤出工艺温度为90℃~110℃；
(2) 按照配方将高密度聚乙烯、聚丙烯树脂、聚烯烃弹性体、可化学交联母粒、阻燃剂、第一抗氧剂及润滑剂加入到高速搅拌机中使其混合均匀，将混合物先经密炼机密炼，然后依次经双螺杆混炼和单螺杆挤出机挤出造粒，制得耐高温热塑性阻燃材料，其中，密炼温度为175℃~185℃，单螺杆进料段、熔融段及模头温度依次为140℃~160℃、170℃~190℃、200℃~210℃。
7.一种如权利要求1至5中任一项权利要求所述的耐高温热塑性阻燃材料用于汽车线。
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