CN108203526A - 一种无卤阻燃tpo弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃TPO弹性体材料，由包括以下重量份的原料制成：15‑45份LLDPE、8‑15份均聚PP、15‑30份SEBS、30‑45份白油、10‑20份MCA、2‑5份磷酸三苯酯、2‑5份次磷酸铝、0.1‑0.5份抗氧剂和0.2‑1份偶联剂。本发明还公开了上述无卤阻燃TPO弹性体材料的制备方法。本发明的无卤阻燃TPO弹性体材料，以经LLDPE和均聚PP改性的SEBS为基体，其既具有橡胶的弹性性能，又具有塑料的热塑性能，便于加工制造，且边角料可回收再次使用，同时在加入较少量无卤阻燃剂下，实现了较高的极限氧指数，成本低，且易于加工，能广泛的应用于汽车工业及民用密封领域。

Description

一种无卤阻燃TPO弹性体材料及其制备方法
技术领域
本发明属于TPO弹性体材料技术领域，特别涉及一种无卤阻燃TPO弹性体材料及其制备方法。
背景技术
热塑性弹性体是一类既具有橡胶性能，又可塑化成型的高分子材料，兼有橡胶和塑料的特点。热塑性弹性体主要包括六大类：聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)；聚氨酯类热塑性弹性体；苯乙烯类热塑性弹性体；聚氯乙烯类热塑性弹性体；聚酯类热塑性弹性体；聚酰胺类热塑性弹性体。
TPO具有优异的耐候、耐紫外线及良好的耐温性、耐冲击性能，可用普通热塑性塑料加工设备进行成型加工和可重复使用的优点，发展迅速，已成为热塑性弹性体中增长最快的一个品种，广泛应用于汽车、电子电气、工业及民用等领域。
TPO生产方法分为两种：共混复合型和反应器型。共混复合型又包括机械掺混法和动态硫化法，机械掺混法是最成熟的TPO生产工艺，该法通过双螺杆挤出机将弹性体或橡胶与聚烯烃进行掺混挤出，工艺简单、成本低；同时，在TPO体系填充一定量的油(石蜡基油、环烷基油)来改善加工性，并大大降低了成本，但由于体系中各组分都是易燃材料，大大的限制了TPO的使用范围。
中国专利CN104387681A公布了一种耐老化耐候防水TPO材料及其制备方法，通过双螺杆挤出的方法在PP中添加乙烯类弹性体、光稳定剂来实现，该专利提供的材料具有低温弯折性能及抗撕裂强度，并具备优异的耐老化性能和耐候防水性能。
中国专利CN105670116A公布了一种聚丙烯共混物及其制备方法，通过在螺杆中通入超临界的二氧化碳，使聚丙烯与橡胶或热塑性弹性体的粘度接近，改善了橡胶或热塑性弹性体在聚丙烯基体中的分散，得到力学性能优异聚丙烯聚合物。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种无卤阻燃TPO弹性体材料，以经LLDPE(线性低密度聚乙烯)和均聚PP(聚丙烯)改性的SEBS(氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)为基体，使得该基体既具有橡胶的性能，又具有塑料的热塑性能，和在加入较少量的由MCA(三聚氰胺氰脲酸盐)、磷酸三苯酯和次磷酸铝组成的无卤阻燃剂的情况下，实现了该TPO弹性体材料具有较高的极限氧指数，同时也利用了SEBS具有良好的充油性，在体系加入一定量的白油，大大改善了加工性和降低成本。
本发明的第而目的是提供一种上述无卤阻燃TPO弹性体材料的制备方法，以经LLDPE(线性低密度聚乙烯)和均聚PP(聚丙烯)改性的SEBS(氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)为基体，使得该基体既具有橡胶的性能，又具有塑料的热塑性能，和在加入较少量的由MCA(三聚氰胺氰脲酸盐)、磷酸三苯酯和次磷酸铝组成的无卤阻燃剂的情况下，实现了该TPO弹性体材料具有较高的极限氧指数，同时也利用了SEBS具有良好的充油性，在体系加入一定量的白油，大大改善了加工性和降低成本。
本发明的技术方案如下：
一种无卤阻燃TPO弹性体材料，由包括以下重量份的原料制成：
其中，所述的LLDPE、所述的均聚PP、所述的SEBS和所述的白油的总量为100重量份。
优选为，所述的LLDPE为20-30份；或所述的均聚PP为10-12份；或所述的SEBS为20-25份；或所述的白油为35-40份。
优选为，所述的MCA为15份；或所述的磷酸三苯酯为4份；或所述的次磷酸铝为4份；或所述的抗氧剂为0.3份；或所述的偶联剂为0.5份。
优选为，所述的LLDPE熔融指数为2-20g/10min，更为优选为5g/10min。
优选为，所述的均聚PP的熔融指数为5-20g/10min，更为优选为10g/10min。
优选为，所述的白油为环烷基白油或石蜡基白油中的一种或两种。
优选为，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系。
优选为，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，所述的抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为2∶1。
优选为，所述的偶联剂为KH550、KH-560或KH-570中的一种。
本发明还公开了一种上述的无卤阻燃TPO弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别称取上述的各原料的重量份，待用；先将所述的白油分出若干份，并逐份加到所述的SEBS中，每次加完所述的白油后混匀；加完后静置，得到混合物；
(2)向所述的混合物中，加入所述的LLDPE、所述的均聚PP、所述的MCA、所述的磷酸三苯酯、所述的次磷酸铝、所述的抗氧剂和所述的偶联剂，混匀；然后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得到所述的无卤阻燃TPO弹性体材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，通过选择特定熔融指数的LLDPE和均聚PP对SEBS进行改性，所得到的基体既具有橡胶的弹性性能，又具有塑料的热塑性能，便于加工制造，且边角料可回收再次使用；
二、本发明的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，向改性的SEBS的基体中加入较少量的由MCA(三聚氰胺氰脲酸盐)、磷酸三苯酯和次磷酸铝组成的无卤阻燃剂，实现了该TPO弹性体材料具有较高的极限氧指数，具有简单易行、投资少、效率高的优点，具有显著的经济效益；
三、本发明的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，还利用了SEBS具有良好的充油性，在体系加入一定量的白油，大大改善了加工性和降低成本。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本发明的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，由包括以下重量份的原料制成：
其中，所述的LLDPE、所述的均聚PP、所述的SEBS和所述的白油的总量为100重量份。
所述的LLDPE为20-30份；或所述的均聚PP为10-12份；或所述的SEBS为20-25份；或所述的白油为35-40份；所述的MCA为15份；或所述的磷酸三苯酯为4份；或所述的次磷酸铝为4份；或所述的抗氧剂为0.3份；或所述的偶联剂为0.5份。
所述的LLDPE熔融指数为2-20g/10min；所述的均聚PP的熔融指数为5-20g/10min。
所述的白油为环烷基白油或石蜡基白油中的一种或两种。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系；所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，所述的抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为2∶1。
所述的偶联剂为KH550、KH-560或KH-570中的一种。
本发明还公开了一种上述的无卤阻燃TPO弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别称取上述的各原料的重量份，待用；先将所述的白油分出若干等份，并逐份加到所述的SEBS中，每次加完所述的白油后于高混机中混匀；白油全部加完后静置，得到混合物；
(2)向所述的混合物中，加入所述的LLDPE、所述的均聚PP、所述的MCA、所述的磷酸三苯酯、所述的次磷酸铝、所述的抗氧剂和所述的偶联剂于高混机中混匀；然后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得到所述的无卤阻燃TPO弹性体材料。
为了更好阐述本发明的技术方案，以下通过若干个具体实施例以体现本发明的技术特征，且通过将实施例中制得弹性体材料进行相关的性能测试，以说明本发明的弹性体实现了本发明所提及的发明目的。
以下实施例均按照表1的挤出机工艺进行操作，以制得弹性体材料，螺杆转速：260r/min：
表1
对比例1
(1)称取20份的SEBS和30份石蜡基白油，然后将所称取的白油分成三等分逐步加入SEBS中，每次加完白油后将SEBS与白油的混合物在高混机中混合5min，最后将混合好后的混合物静置24h；
(2)称取35份熔融指数为5g/10min的LLDPE、15份熔融指数为10g/10min的均聚PP、0.3份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，质量比为2∶1)、0.5份KH550，将其与步骤(1)中SEBS的混合物在高混机中混合5min；
(3)用双螺杆挤出机对步骤(2)中的混合物进行挤出造粒便得到无卤阻燃TPO弹性体。
实施例1
(1)称取20份的SEBS和30份石蜡基白油，然后将所称取的白油分成三等分逐步加入SEBS中，每次加完白油后将SEBS与白油的混合物在高混机中混合5min，最后将混合好后的混合物静置24h；
(2)称取35份熔融指数为5g/10min的LLDPE、15份熔融指数为10g/10min的均聚PP、15份MCA、4份磷酸三苯酯、4份次磷酸铝、0.3份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，质量比为2∶1)、0.5份KH550，将其与步骤(1)中SEBS的混合物在高混机中混合5min；
(3)用双螺杆挤出机对步骤(2)中的混合物进行挤出造粒便得到无卤阻燃TPO弹性体。
实施例2
(1)称取15份的SEBS和30份环烷基白油，然后将所称取的白油分成三等分逐步加入SEBS中，每次加完白油后将SEBS与白油的混合物在高混机中混合5min，最后将混合好后的混合物静置24h；
(2)称取35份熔融指数为2g/10min的LLDPE、15份熔融指数为5g/10min的均聚PP、10份MCA、2份磷酸三苯酯、2份次磷酸铝、0.1份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，质量比为2∶1)、0.2份KH560，将其与步骤(1)中SEBS的混合物在高混机中混合5min；
(3)用双螺杆挤出机对步骤(2)中的混合物进行挤出造粒便得到无卤阻燃TPO弹性体。
实施例3
(1)称取30份的SEBS和40份环烷基白油，然后将所称取的白油分成三等分逐步加入SEBS中，每次加完白油后将SEBS与白油的混合物在高混机中混合5min，最后将混合好后的混合物静置24h；
(2)称取35份熔融指数为20g/10min的LLDPE、15份熔融指数为20g/10min的均聚PP、20份MCA、5份磷酸三苯酯、5份次磷酸铝、0.5份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，质量比为2∶1)、1份KH570，将其与步骤(1)中SEBS的混合物在高混机中混合5min；
(3)用双螺杆挤出机对步骤(2)中的混合物进行挤出造粒便得到无卤阻燃TPO弹性体。
实施例4
(1)称取25份的SEBS和40份石蜡基白油，然后将所称取的白油分成三等分逐步加入SEBS中，每次加完白油后将SEBS与白油的混合物在高混机中混合5min，最后将混合好后的混合物静置24h；
(2)称取25份熔融指数为15g/10min的LLDPE、10份熔融指数为10g/10min的均聚PP、15份MCA、4份磷酸三苯酯、3份次磷酸铝、0.4份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，质量比为2∶1)、0.8份KH550，将其与步骤(1)中SEBS的混合物在高混机中混合5min；
(3)用双螺杆挤出机对步骤(2)中的混合物进行挤出造粒便得到无卤阻燃TPO弹性体。
实施例5
(1)称取18份的SEBS和42份石蜡基白油，然后将所称取的白油分成三等分逐步加入SEBS中，每次加完白油后将SEBS与白油的混合物在高混机中混合5min，最后将混合好后的混合物静置24h；
(2)称取25份熔融指数为18g/10min的LLDPE、15份熔融指数为12g/10min的均聚PP、18份MCA、4份磷酸三苯酯、5份次磷酸铝、0.3份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，质量比为2∶1)、0.6份KH550，将其与步骤(1)中SEBS的混合物在高混机中混合5min；
(3)用双螺杆挤出机对步骤(2)中的混合物进行挤出造粒便得到无卤阻燃TPO弹性体。
上述实施例和对比例得到的无卤阻燃TPO弹性体材料的性能测试结果见下表2：
表2
从表2可以看出，本发明的无卤阻燃TPO弹性体材料具有较好的断裂伸长率，经过聚烯烃的改性及白油的加入，SEBS有较好的加工性能，特别是向改性的SEBS的基体中加入较少量的由MCA(三聚氰胺氰脲酸盐)、磷酸三苯酯和次磷酸铝组成的无卤阻燃剂后，实现了该TPO弹性体材料具有较高的极限氧指数，具有较好的阻燃性能。该无卤阻燃TPO弹性体环保，成本低，且易于加工，能广泛的应用于汽车工业及民用密封领域。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
其中，所述的LLDPE、所述的均聚PP、所述的SEBS和所述的白油的总量为100重量份。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，所述的LLDPE为20-30份；或所述的均聚PP为10-12份；或所述的SEBS为20-25份；或所述的白油为35-40份。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，所述的MCA为15份；或所述的磷酸三苯酯为4份；或所述的次磷酸铝为4份；或所述的抗氧剂为0.3份；或所述的偶联剂为0.5份。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，所述的LLDPE熔融指数为2-20g/10min。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，所述的均聚PP的熔融指数为5-20g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，所述的白油为环烷基白油或石蜡基白油中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系。
8.根据权利要求7所述的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复配体系，所述的抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为2∶1。
9.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其特征在于，所述的偶联剂为KH550、KH-560或KH-570中的一种。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的无卤阻燃TPO弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别称取权利要求1所述的各原料的重量份，待用；先将所述的白油分出若干份，并逐份加到所述的SEBS中，每次加完所述的白油后混匀；加完后静置，得到混合物；
(2)向所述的混合物中，加入所述的LLDPE、所述的均聚PP、所述的MCA、所述的磷酸三苯酯、所述的次磷酸铝、所述的抗氧剂和所述的偶联剂，混匀；然后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得到所述的无卤阻燃TPO弹性体材料。
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