CN108774472A - 一种阻燃抗熔滴的ffc线材用热熔胶膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜及其制备方法，所述FFC线材用热熔胶膜，按照质量百分比，包括如下组分：热塑性苯乙烯系弹性体共聚物20‑50％、改性聚苯醚树脂10‑15％、相容剂8‑10％、阻燃剂25‑35％、协效阻燃剂5‑10％、消烟剂1‑5％和纳米无机物1‑5％；本发明提出的阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，能够减少了卤系阻燃剂的添加用量，并且具有低烟量、阻燃抗熔滴效果好的特点。

Description

一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及高频传输线材技术领域，尤其涉及一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜及其制备方法。
背景技术
目前，有卤环保柔性扁平线缆(亦称有卤环保FFC线)已广泛应用于各种打印机、复印机、绘图仪、扫描仪等相关电子设备的信号传输数据线/电子线领域。现有的FFC线主要是由TPE及其改性材料作为其线缆包覆材料，一般需要有严格的阻燃性能要求，而TPE材料内的聚烯烃弹性体与聚苯乙烯弹性体材料均属于极易燃材料，且改善该类型材料阻燃性能的难度较大；因此往往是采用添加大量的卤系阻燃剂的方式来提高产品的阻燃性能，但随着卤系阻燃剂的增加，对其他方面性能如电气性能、力学性能等损耗影响随之增大，同时由于卤系阻燃剂主要是在燃烧过程产生窒息气体与熔融滴落物带走热量的方式实现阻燃的效果的，因此当材料处于受热分解或燃烧过程中容易产生较多有毒或腐蚀性气体与烟雾的问题，另外，在燃烧试验中生成的熔融滴落物或熔融颗粒物容易出现滴落，甚至可能续燃引发二次火灾的危险。
发明内容
本发明的目的在于提出一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，其能够减少了卤系阻燃剂的添加用量，并且具有低烟量、阻燃抗熔滴效果好的特点。
本发明的另一个目的在于提出一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜的制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，按照质量百分比，包括如下组分：
本发明提供一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，能够大大减少了卤系阻燃剂的添加用量，并且具有低烟量、阻燃抗熔滴效果好的特点。通过采用了一定比例的所述热塑性苯乙烯系弹性体共聚物和所述改性聚苯醚树脂混合作为基体树脂，其中，虽然所述热塑性苯乙烯系弹性体共聚物的其极限氧指数LOI约为18.1％，属于易燃类型材料，(空气中的氧浓度为21％,低于21％属于易燃材料)但利用其本身的高填充性能的特点，保证即使添加阻燃剂以及无机填料后，依然保持较好的伸长率和拉伸强度等物理机械性能，电气性能和力学性能稳定，为添加一定阻燃剂以获得高阻燃效果提供条件，同时利用所述改性聚苯醚树脂的极限氧指数为28-29％，属于自熄类型材料，并具有突出的电绝缘性能，吸水少，介电性能良好的特点，能够在一定程度上提高阻燃效果，有效减少所述阻燃剂的添加量，并且保证了阻燃剂的热稳定性和不易渗析，使其在高聚物中的分散和混合相容性好，满足高阻燃性能的电线电缆材料的要求，同时有助于消烟剂在燃烧过程中降低发烟量，使消烟剂不仅保证了良好的表面活性和粘接的特性，亦有利于提高材料的阻燃效果。
另外，还通过在基体树脂中加入了一定量的纳米无机物，其目的是能够起到在燃烧过程中，呈现阻燃抗熔滴的效果。其中，利用纳米无机物材料为层状结构的特点，有助于在燃烧过程中能够在材料表面搭建形成炭层，作为隔热隔质的屏障，并增加了复合材料燃烧熔体的粘度，减少熔体熔融流动，且适当降低该复合材料的热释放速率，达到抗熔滴效果，同时结合了阻燃剂的阻燃效果，从而实现稳定阻燃抗熔滴的效果。
进一步说明，所述纳米无机物包括有机改性蒙脱土、白炭黑、钛白粉、高岭土和滑石粉中的至少一种。优选有机改性蒙脱土纳米材料，有机改性蒙脱土纳米材料独特的层状一维纳米结构特性，具有较大的比表面积，而且具有优异的机械性能和热性能，大大提高热熔胶膜的阻燃性和抗熔滴效果。
进一步说明，所述热塑性苯乙烯系弹性体共聚物中的苯乙烯/橡胶的质量百分比为13/87～30/70。所述热塑性苯乙烯系弹性体共聚物按ASTM D1238-2004熔融指数测定方法在200℃与5kg载荷下测量得熔融指数为8-12g/10min。
进一步说明，所述相容剂为丙烯酸甲酯接枝马来酸酐共聚物、加氢苯乙烯热塑性弹性体接枝马来酸酐共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐共聚物中的任意一种。其中，优选加氢苯乙烯热塑性弹性体接枝马来酸酐共聚物，通过加入一定量相容剂，以促进所述热塑性苯乙烯系弹性体共聚物、改性聚苯醚树脂和纳米无机物之间的混合作用，有效得到均匀稳定的混合物料。
进一步说明，所述阻燃剂为溴系阻燃剂，包括十溴二苯乙烷、十溴代二苯醚DBDP或溴化聚苯乙烯中的任意一种。采用上述的环保阻燃剂，其中优选十溴二苯乙烷环保阻燃剂，可在高聚物中分散和混合相容性好，能够保证良好的热稳定性且不易渗析，从而达到更好的阻燃效果。
进一步说明，所述协效阻燃剂包括氢氧化铝、三氧化二锑、氢氧化镁、硼酸锌和三聚氰胺尿酸盐中的至少一种。通加入适量的协效阻燃剂，协效溴系阻燃剂配合使用，从而更好地提高材料的阻燃效果。
更优选的，所述FFC线材用热熔胶膜，按照质量百分比，包括如下组分：热塑性苯乙烯系弹性体共聚物35％、改性聚苯醚树脂14％、相容剂9％、阻燃剂30％、协效阻燃剂8％、消烟剂2％和纳米无机物3％。
一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)根据配比分别称取热塑性苯乙烯系弹性体共聚物、改性聚苯醚树脂以及相容剂，加入至芳香烃类有机溶剂进行混合，并进行高速分散至均匀混合的树脂液状态；
(2)分别依次加入阻燃剂、协效阻燃剂、消烟剂和纳米无机物，并再次进行高速分散直至形成均匀分散的混合物料；
(3)采用涂布逗号工艺，将步骤(2)获得的混合物料涂布于基材处理面上，涂布温度为60～150℃，烘干，即可得到热熔胶膜产品。先通过将所述热塑性苯乙烯系弹性体共聚物、改性聚苯醚树脂进行充分混合后，再与所述阻燃剂和纳米无机物进行混合，保证其混合效果更加均匀，充分，使阻燃剂和所述纳米无机物的分布更加稳定，从而使形成的热熔胶膜具备更稳定的阻燃抗熔滴效果。
进一步说明，所述基材为PET薄膜，所述PET薄膜经过阻燃处理。
本发明的有益效果：本发明采用了热塑性苯乙烯系弹性体共聚物和改性聚苯醚树脂混合作为基体树脂，不仅能够为添加一定阻燃剂以获得高阻燃效果提供条件，保持较好的伸长率和拉伸强度等物理机械性能，同时利用改性聚苯醚树脂在一定程度上提高阻燃效果，有效减少阻燃剂的添加量，并且保证了阻燃剂的热稳定性和不易渗析，使其在高聚物中的分散和混合相容性好，满足高阻燃性能的电线电缆材料的要求；同时有助于消烟剂在燃烧过程中降低发烟量，使消烟剂不仅能够保证了良好的表面活性和粘接的特性，亦有利于提高材料的阻燃效果；另外通过在基体树脂中加入了一定量的纳米无机物，其目的是能够起到在燃烧过程中，呈现阻燃抗熔滴的效果，使其结合阻燃剂，从而实现稳定阻燃抗熔滴的效果。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例-一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，包括如下步骤：
(1)根据配比分别称取热塑性苯乙烯系弹性体共聚物、改性聚苯醚树脂以及相容剂，加入至芳香烃类有机溶剂进行混合，并使用高速分散设备进行高速分散至均匀混合的树脂液状态；
(2)分别依次加入阻燃剂、协效阻燃剂、消烟剂和纳米无机物，(其中，纳米无机物一般需要处于干燥环境放置保存)，并再次进行高速分散直至形成均匀分散的混合物料；
(3)采用涂布逗号工艺，将步骤(2)获得的混合物料涂布于基材处理面上，涂布温度为60～150℃，烘干，即可得到热熔胶膜产品。
根据上述步骤，仅改变上述组份的配比如下表1，制备获得不同的FFC线材用热熔胶膜产品。
表1不同的FFC线材用热熔胶膜
将由实施例1～3和对比实施例2～3制备获得的FFC线材用热熔胶膜产品分别进行性能测试和评价，其中，测试方法：按照UL94-2013 REV.7-2017标准进行阻燃抗熔滴的对比测试，相关性能指标值参考如下表2：
根据上表2，将每个实施例中分别选择5个样品进行测试，测试样品的规格为：200mm×50mm×0.06mm；每个实施不同的FFC线材用热熔胶膜的测试结果，如下表3所示，
实施例1的测试结果如下表：
由上表可知，由实施例1获得的FFC线材用热熔胶膜均能够达到了VTM-0阻燃等级别，余焰/余灼未燃烧至125mm标尺，烟量低，并且燃烧颗粒或滴落物均不能引燃脱脂棉球，具备良好的阻燃抗熔滴性能。
实施例2的测试结果如下表：
由上表可知，由实施例2获得的FFC线材用热熔胶膜也均能够达到了VTM-0阻燃等级别，余焰/余灼未燃烧至125mm标尺，烟量低，并且燃烧颗粒或滴落物均不能引燃脱脂棉球，具备良好的阻燃抗熔滴性能。
实施例3的测试结果如下表：
由上表可知，由实施例3获得的FFC线材用热熔胶膜也均能够达到了VTM-0阻燃等级别，余焰时间均为0，即撤离火焰后立刻熄灭，没有引燃情况；余焰/余灼未燃烧至125mm标尺，烟量低；并且短时间内的快速熄灭，因燃烧部位温度较高会出现受热熔断滴落的情况，但燃烧颗粒或滴落物均不能引燃脱脂棉球，具备良好的阻燃抗熔滴性能。
对比实施例2的测试结果如下表：
由上表可知，由对比实施例2获得的FFC线材用热熔胶膜虽然能够达到了VTM-0阻燃等级别，且燃烧颗粒或滴落物均不能引燃脱脂棉球，具备一定的阻燃抗熔滴性能，但个别样品的余焰/余灼却燃烧至125mm标尺，发烟量较高。
对比实施例3的测试结果如下表：
(注：“/”代表不能判断，余焰时间是指测试样品点燃后，撤离火焰后持续燃烧时间)
由上表可知，由对比实施例3获得的FFC线材用热熔胶膜未能判断其阻燃等级别，个别样品的余焰/余灼却燃烧至125mm标尺，发烟量较高，并且个别样品燃烧颗粒或滴落物能够引燃脱脂棉球，无法到达阻燃抗熔滴的效果。
因此，综上测试结果，对比实施例1～3和对比实施例2和3的阻燃抗熔滴的性能如下表：
由上表可知，由本发明提出的组分配方制备获得的FFC线材用热熔胶膜，能够达到VTM-0阻燃等级别，具有低烟量且阻燃抗熔滴效果好的特点。而由对比实施例2获得的FFC线材用热熔胶膜，在燃烧过程中的发烟量不稳定；由对比实施例3获得的FFC线材用热熔胶膜的阻燃性能不稳定，而且在燃烧过程中的发烟量以及抗熔滴性能也不稳定。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，其特征在于：按照质量百分比，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，其特征在于：所述纳米无机物包括有机改性蒙脱土、白炭黑、钛白粉、高岭土和滑石粉中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，其特征在于：所述热塑性苯乙烯系弹性体共聚物中的苯乙烯/橡胶的质量百分比为13/87～30/70。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，其特征在于：所述相容剂为丙烯酸甲酯接枝马来酸酐共聚物、加氢苯乙烯热塑性弹性体接枝马来酸酐共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐共聚物中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，其特征在于：所述阻燃剂为溴系阻燃剂，包括十溴二苯乙烷、十溴代二苯醚DBDP或溴化聚苯乙烯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，其特征在于：所述协效阻燃剂包括氢氧化铝、三氧化二锑、氢氧化镁、硼酸锌和三聚氰胺尿酸盐中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，其特征在于：按照质量百分比，包括如下组分：热塑性苯乙烯系弹性体共聚物35％、改性聚苯醚树脂14％、相容剂9％、阻燃剂30％、协效阻燃剂8％、消烟剂2％和纳米无机物3％。
8.一种如权利要求1～7中的任意一项所述的阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)根据配比分别称取热塑性苯乙烯系弹性体共聚物、改性聚苯醚树脂以及相容剂，加入至芳香烃类有机溶剂进行混合，并进行高速分散至均匀混合的树脂液状态；
(2)分别依次加入阻燃剂、协效阻燃剂、消烟剂和纳米无机物，并再次进行高速分散直至形成均匀分散的混合物料；
(3)采用涂布逗号工艺，将步骤(2)获得的混合物料涂布于基材处理面上，涂布温度为60～150℃，烘干，即可得到热熔胶膜产品。
9.根据权利要求8所述的一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜的制备方法，其特征在于：所述基材为PET薄膜，所述PET薄膜经过阻燃处理。
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