CN105219038A - 一种β-环糊精为炭源的膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种β-环糊精为炭源的膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体及其制备方法，属于高分子复合材料领域，涉及一种新型线缆专用热塑性聚醚酯弹性体复合材料。包括：热塑性聚醚酯弹性体，膨胀阻燃体系和阻燃协效剂，按照质量配比：热塑性聚醚酯弹性体100份，磷氮膨胀阻燃体系20～40份，阻燃协效剂0.5～5份；其中，所述膨胀阻燃体系由含酸源、气源和炭源组分混合而成。酸源和气源为有机次膦酸盐阻燃剂和三聚氰胺类阻燃剂中的一种或几种的组合，炭源为β-环糊精。本发明通过选择特定的膨胀阻燃剂，并以绿色环保的β-环糊精作为炭源，对热塑性聚醚酯弹性体进行阻燃改性，得到的阻燃热塑性聚醚酯弹性体，不含卤素，环保安全，阻燃性能达到UL94V-0级。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种β-环糊精为炭源膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性聚醚酯弹性体具有橡胶的柔韧性、高弹性、可回复性，又可以利用热塑性塑料加工方法加工改性，目前在一些领域已经或正在取代传统橡胶。但是，常规混配的热塑性聚醚酯弹性体易燃且有熔滴，限制了热塑性聚醚酯弹性体的应用，因此需要对其进行阻燃改性。
目前商品化的阻燃热塑性聚醚酯弹性体主要通过添加溴系阻燃剂改性，但溴系阻燃剂在燃烧时产生危及人类和环境安全的二噁英，导致部分溴系阻燃剂逐渐被禁止和取代。膨胀型阻燃剂以磷、氮为主要成分，不含卤素，同时含有酸源、气源和炭源，是一种快速发展的新型阻燃剂。然而，达到要求的阻燃性能，膨胀阻燃剂添加量较高，高效并且稳定的成炭剂对提高膨胀型阻燃剂阻燃效率，降低添加量具有重要意义。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种环保无卤膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体；本发明的另一目的是提供上述无卤膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体制备方法。具体技术方案如下：
一种β-环糊精为炭源的膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体，按质量份数计，其原料组份包括：
其中，所述热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)是一类含有聚对苯二甲酸丁二醇酯硬段和脂肪族聚醚软段的线型嵌段共聚物；所述磷氮膨胀阻燃体系由酸源、气源和炭源组分混合而成；所述酸源和气源分别为有机次膦酸盐阻燃剂和三聚氰胺类阻燃剂中的一种或两者的组合，所述炭源为β-环糊精。
所述聚醚酯弹性体的相对分子质量为30,000～60,000g/mol，熔点为170～195℃，邵氏硬度为30～45D。
所述有机次磷酸盐阻燃剂为科莱恩生产的Exolit系列有机次膦酸盐，选自OP935、OP1240、OP1314中的一种。
所述三聚氰胺类阻燃剂为三聚氰胺(MC)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)中的一种或几种。
作为炭源的所述β-环糊精未经二次处理。
所述阻燃协效剂为抗滴落剂，选自有机纳米蒙脱土(OMMT)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的一种或两种。
所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或两种。
上述任一所述的聚醚酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照上述的质量份数称取原料，烘干待用；
(2)将步骤(1)得到的热塑性聚醚酯弹性体、阻燃协效剂和抗氧剂加入高混机中混合均匀；
(3)将步骤(1)得到的酸源、气源和炭源三个组分加入高混机中，混合均匀，复配成膨胀阻燃体系；
(4)将步骤(2)所得的混合物料加入密炼机中，控制加工温度为185～205℃，转速为90～120转/分钟，物料熔融完全后加入步骤(3)所得的膨胀阻燃体系，继续密炼共混；
(5)将步骤(4)的产物快速加入单螺杆挤出切粒机，控制加工温度为135～160℃，挤出造粒，得到所述β-环糊精为炭源的膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体。
本发明的优点和有益效果如下：利用绿色环保成炭剂β-环糊精复配磷氮阻燃剂，组成膨胀阻燃体系，对热塑性聚醚酯弹性体进行阻燃改性。得到的阻燃热塑性聚醚酯弹性体不含卤素，环保安全，阻燃性能达到UL94V-0级。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实例，该领域的工程师可以根据上述发明的内容对本发明进行非本质的改进和调整。
下述实施例的β-环糊精为炭源的膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体，按如下加工方法制备而成：
(1)按照配比称量热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)、三聚氰胺系列阻燃剂(MPP/MCA/MC)、抗氧剂(168/1010)以及β-环糊精，于95℃烘12h；
(2)将热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)、阻燃协效剂(OMMT/PTFE)和抗氧剂(168/1010)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
(3)将酸源(OP935/OP1240/OP1314)、气源(MPP/MCA/MC)和炭源(β-环糊精)三个组分加入高混机中以500r/min的转速混合1-5min；
(4)将步骤(2)的共混物料加入密炼机，控制加工温度为185～205℃，转速90～120转/分钟，密练3min后，加入步骤(3)所得膨胀阻燃体系，继续密练共混5min；
(5)将步骤(4)所得物料立即加入单螺杆挤出切粒机，控制加工温度为135～160℃，挤出造粒，得到所述无卤膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体。
实施例1
本实施例制备的无卤膨胀阻燃TPEE的原料配方如下：
实施例2
本实施例制备的无卤膨胀阻燃TPEE的原料配方如下：
实施例3
本实施例制备的无卤膨胀阻燃TPEE的原料配方如下：
实施例4
本实施例制备的无卤膨胀阻燃TPEE的原料配方如下：
实施例5
本实施例制备的无卤膨胀阻燃TPEE的原料配方如下：
实施例6
本实施例制备的无卤膨胀阻燃TPEE的原料配方如下：
对上述实施例1～6中的原料配方加工制得的无卤膨胀阻燃TPEE进行阻燃性能测试，依据UL94标准，UL94测试均能达到1.6mmV-0级别。
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认识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，凡根据本发明的精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种β-环糊精为炭源的膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体，其特征在于，按质量份数计，其原料组份包括：
其中，所述热塑性聚醚酯弹性体是一类含有聚对苯二甲酸丁二醇酯硬段和脂肪族聚醚软段的线型嵌段共聚物；
所述磷氮膨胀阻燃体系由酸源、气源和炭源组分混合而成；所述酸源和气源分别为有机次膦酸盐阻燃剂和三聚氰胺类阻燃剂中的一种或两者的组合，所述炭源为β-环糊精。
2.根据权利要求1所述的聚醚酯弹性体，其特征在于，所述聚醚酯弹性体的相对分子质量为30,000～60,000g/mol，熔点为170～195℃，邵氏硬度为30～45D。
3.根据权利要求1所述的聚醚酯弹性体，其特征在于，所述有机次磷酸盐阻燃剂为科莱恩生产的Exolit系列有机次膦酸盐，选自OP935、OP1240、OP1314中的一种。
4.根据权利要求1所述的聚醚酯弹性体，其特征在于，所述三聚氰胺类阻燃剂为三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的聚醚酯弹性体，其特征在于，作为炭源的所述β-环糊精未经二次处理。
6.根据权利要求1所述的聚醚酯弹性体，其特征在于，所述阻燃协效剂为抗滴落剂，选自有机纳米蒙脱土、聚二甲基硅氧烷中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的聚醚酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或两种。
8.权利要求1至7任一所述的聚醚酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照权利要求1所述的质量份数称取原料，烘干待用；
(2)将步骤(1)得到的热塑性聚醚酯弹性体、阻燃协效剂和抗氧剂加入高混机中混合均匀；
(3)将步骤(1)得到的酸源、气源和炭源三个组分加入高混机中，混合均匀，复配成膨胀阻燃体系；
(4)将步骤(2)所得的混合物料加入密炼机中，控制加工温度为185～205℃，转速为90～120转/分钟，物料熔融完全后加入步骤(3)所得的膨胀阻燃体系，继续密炼共混；
(5)将步骤(4)的产物快速加入单螺杆挤出切粒机，控制加工温度为135～160℃，挤出造粒，得到所述β-环糊精为炭源的膨胀阻燃热塑性聚醚酯弹性体。
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