CN112226049A - 一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料及其母粒的制备方法 - Google Patents

一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料及其母粒的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料及其制备方法，该弹性体热缩管料包括如下重量份的原料：热塑性聚酯弹性体20‑40份、乙烯丙烯酸酯橡胶15‑30份、复合阻燃剂20‑35份、相容剂8‑15份、色母粒3‑5份、抗氧剂0.5‑2份、防霉剂0.3‑1.5份、丙烯酸酯橡胶0‑10份。本发明制得的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料具有优异的阻燃性、耐油性和防霉作用，并具有优异的力学性能和耐高低温性能，综合性能优越。阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法简单高效，便于操作控制，有利于工业化生产，产品性能稳定。

Description

一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料及其母粒的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展和科技的进步，目前热缩管已经日益在汽车、电子电气、国防军工等领域得到了广泛的应用。然而，现有的热缩管料仍存在耐油性能不高、阻燃性和防霉性不好的问题，且耐温、机械等方面的性能较差，限制了其使用，有待进一步改进。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料及其制备方法，该弹性体热缩管料具有优异的阻燃性、耐油性和防霉作用，并具有优异的力学性能和耐高低温性能，综合性能优越。
本发明的另一目的在于提供一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，利于工业化生产。
本发明的目的之一通过下述技术方案实现：
一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002730046580000011
Figure BDA0002730046580000021
本发明的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料采用热塑性聚酯弹性体和乙烯丙烯酸酯橡胶为主要原料，并与复合阻燃剂、色母粒、抗氧剂、防霉剂等相配合，各原料相容性好，互相补益使制得的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料具有优异的阻燃性、耐油性和防霉作用，并具有优异的力学性能和耐高低温性能，综合性能优越。阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法简单高效，便于操作控制，有利于工业化生产，产品性能稳定。
进一步的，所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐-乙烯-丙烯酸酯三元共聚物中的至少一种。本发明通过采用上述相容剂，可以显著提高热塑性聚酯弹性体、乙烯丙烯酸酯橡胶、复合阻燃剂之间的结合力，使弹性体热缩管料的拉伸强度、断裂伸长率、耐油性等明显提高，提高产品的综合性能。
进一步的，所述热塑性聚酯弹性体的硬度为30～50A，熔点为140～160℃，熔融指数(190℃，2.16KG)为3～8g/10min。所述乙烯丙烯酸酯橡胶的门尼粘度(ML1+4，100℃)为15～30。所述丙烯酸酯橡胶优选但不限于为遂宁青龙AR140。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂DSTP、抗氧剂DNP、抗氧剂1010、抗氧剂1024和抗氧剂BHT中的至少一种。优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DSTP和抗氧剂BHT按重量比1-2∶0.4-0.8∶1组成。本发明通过采用上述抗氧剂，可有效抑制复合材料的热降解和氧化降解，提高表面光洁度，抗氧化效果能保持长久。
进一步的，所述色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份计，取载体树脂60-70份、颜料粉5-9份、分散剂4-7份和增效助剂8-15份混合均匀后，形成混合料；然后采用双螺杆挤出机，在150-190℃共混挤出造粒、干燥，制得色母粒。
进一步的，所述载体树脂由LLDPE树脂和EBA树脂按照重量比2-3∶1组成。
进一步的，所述分散剂为聚乙烯蜡和硬脂酸盐中的至少一种。
进一步的，所述增效助剂由乙撑双硬脂酸酰胺、纳米二氧化钛和PVDF树脂按照重量比1∶0.4-0.7∶1-1.5组成。通过采用上述增效助剂，有助提高色母粒的耐候性、耐化学腐蚀性和耐高温性，提高色母粒的力学性能。所述PVDF树脂优选但不限于阿科玛Kynar PVDFHSV900。
本发明的色母粒采用LLDPE树脂和EVA树脂作为载体树脂，以乙撑双硬脂酸酰胺、纳米二氧化钛和PVDF树脂作为增效助剂，并与其他原料相配合，应用于阻燃耐油防霉弹性体热缩管料时，其具有优越的增韧性能和耐候性，可提高弹性体热缩管料的耐磨性能、尺寸稳定性、耐油性和机械强度，使弹性体热缩管料的冲击性能有所提高。
进一步的，所述防霉剂为银离子抗菌剂、锌银离子复合抗菌剂、异噻唑啉酮抗菌剂的至少一种。更进一步的，所述防霉剂是由2-噻唑-4-基苯并咪唑和银离子抗菌剂按照重量比1∶1.2-2组成。所述本发明通过采用上述防霉剂，可以大幅提高弹性体热缩管料的防霉性能，延长其使用寿命。
进一步的，所述复合阻燃剂包括如下重量份的原料：十溴二苯乙烷20-30份、三氧化二锑7-12份、氢氧化镁5-10份。进一步的，所述十溴二苯乙烷为科聚亚FM2100R或雅宝8010中的一种。所述三氧化二锑为宇星或闪星的三氧化二锑，纯度99.8％以上；所述氢氧化镁为雅宝MAGNIFIN H5。
本发明复合阻燃剂可提高复合材料的阻燃性能、力学性能和表面性能，该阻燃剂在阻燃耐油防霉弹性体热缩管料体系中分散性好，分布均匀，提高了弹性体热缩管料的综合性能和产品稳定性。
本发明另一目的通过下述技术方案实现：一种上述阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例将各原料加入到高速混合机混合均匀得到混合物；
(2)、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，熔融挤出造粒，得到阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒。
进一步的，所述步骤(1)中混合温度为60-80℃，高速混合机的转速为500-800r/min，混合时间为15-30min。
进一步的，所述步骤(2)中，双螺杆挤出机的六区间温度分别为：一区间110-130℃，二区间120-140℃，三区间130-150℃，四区间140-160℃，五区间150-170℃，六区间150-170℃。
本发明阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法制备工艺简单高效，便于操作控制，有利于工业化生产。本发明通过严格控制挤出过程的各区温度，能使弹性体热缩管材料挤出稳定，成型性好，表面平整、光泽度高，具有良好的外观，产品性能稳定。
本发明的有益效果在于：本发明的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料采用热塑性聚酯弹性体和乙烯丙烯酸酯橡胶为主要原料，并与复合阻燃剂、色母粒、抗氧剂、防霉剂等相配合，各原料相容性好，互相补益，使制得的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料具有优异的阻燃性、耐油性和防霉作用，并具有优异的力学性能和耐高低温性能，综合性能优越。阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法简单高效，便于操作控制，有利于工业化生产，产品性能稳定。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，包括如下重量份的原料：热塑性聚酯弹性体30份、乙烯丙烯酸酯橡胶22份、复合阻燃剂28份、相容剂12份、色母粒4份、抗氧剂1份、防霉剂0.8份、丙烯酸酯橡胶5份。
进一步的，所述相容剂由马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐-乙烯-丙烯酸酯三元共聚物按照重量比1∶2组成。所述热塑性聚酯弹性体的硬度为44A，熔点为150℃，熔融指数(190℃，2.16KG)为4g/10min。所述乙烯丙烯酸酯橡胶的门尼粘度(ML1+4，100℃)为26。所述丙烯酸酯橡胶优选但不限于为遂宁青龙AR140。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DSTP和抗氧剂BHT按重量比1.5∶0.46∶1组成。
进一步的，所述色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份计，取载体树脂65份、颜料粉7份、分散剂5份和增效助剂11份混合均匀后，形成混合料；然后采用双螺杆挤出机，在170℃共混挤出造粒、干燥，制得色母粒。
进一步的，所述载体树脂由LLDPE树脂和EBA树脂按照重量比2.5∶1组成。所述分散剂为聚乙烯蜡和硬脂酸钾按照重量比1∶2组成。所述增效助剂由乙撑双硬脂酸酰胺、纳米二氧化钛和PVDF树脂按照重量比1∶0.6∶1.2组成。所述PVDF树脂优选但不限于阿科玛KynarPVDF HSV900。进一步的，所述LLDPE树脂优选但不限于埃克森美孚LL 6201XR。所述EBA树脂优选但不限于陶氏杜邦34035。
进一步的，所述防霉剂是由2-噻唑-4-基苯并咪唑和银离子抗菌剂按照重量比1∶1.5组成。
进一步的，所述复合阻燃剂包括如下重量份的原料：十溴二苯乙烷25份、三氧化二锑9份、氢氧化镁7份。进一步的，所述十溴二苯乙烷为科聚亚FM2100R。所述三氧化二锑为宇星的三氧化二锑，纯度99.8％以上。所述氢氧化镁为雅宝MAGNIFIN H5。
上述阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例将各原料加入到高速混合机混合均匀得到混合物；
(2)、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，熔融挤出造粒，得到阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒。
进一步的，所述步骤(1)中混合温度为75℃，高速混合机的转速为600-r/min，混合时间为20min。
进一步的，所述步骤(2)中，双螺杆挤出机的六区间温度分别为：一区间120℃，二区间130℃，三区间140℃，四区间150℃，五区间160℃，六区间160℃。
实施例2
一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，包括如下重量份的原料：热塑性聚酯弹性体20份、乙烯丙烯酸酯橡胶15份、复合阻燃剂20份、相容剂8份、色母粒3份、抗氧剂0.5份、防霉剂0.3份。
进一步的，所述相容剂由马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐-乙烯-丙烯酸酯三元共聚物按照重量比1∶1组成。所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DSTP和抗氧剂BHT按重量比1∶0.4∶1组成。所述热塑性聚酯弹性体的硬度为36A，熔点为143℃，熔融指数(190℃，2.16KG)为6g/10min。所述乙烯丙烯酸酯橡胶的门尼粘度(ML1+4，100℃)为22。
进一步的，所述色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份计，取载体树脂60份、颜料粉5份、分散剂47份和增效助剂8份混合均匀后，形成混合料；然后采用双螺杆挤出机，在150℃共混挤出造粒、干燥，制得色母粒。进一步的，所述载体树脂由LLDPE树脂和EBA树脂按照重量比2∶1组成。所述分散剂为聚乙烯蜡。
进一步的，所述增效助剂由乙撑双硬脂酸酰胺、纳米二氧化钛和PVDF树脂按照重量比1∶0.4∶1组成。
进一步的，所述防霉剂是由2-噻唑-4-基苯并咪唑和银离子抗菌剂按照重量比1∶1.2组成。
进一步的，所述复合阻燃剂包括如下重量份的原料：十溴二苯乙烷20份、三氧化二锑7份、氢氧化镁5份。进一步的，所述十溴二苯乙烷为科聚亚雅宝8010。所述三氧化二锑为闪星的三氧化二锑，纯度99.8％以上；所述氢氧化镁为雅宝MAGNIFIN H5。
上述阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例将各原料加入到高速混合机混合均匀得到混合物；
(2)、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，熔融挤出造粒，得到阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒。
进一步的，所述步骤(1)中混合温度为60℃，高速混合机的转速为500-r/min，混合时间为30min。
进一步的，所述步骤(2)中，双螺杆挤出机的六区间温度分别为：一区间110℃，二区间120℃，三区间130℃，四区间140℃，五区间150℃，六区间150℃。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3
一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，包括如下重量份的原料：热塑性聚酯弹性体40份、乙烯丙烯酸酯橡胶30份、复合阻燃剂35份、相容剂15份、色母粒5份、抗氧剂2份、防霉剂1.5份、丙烯酸酯橡胶10份。所述热塑性聚酯弹性体的硬度为42A，熔点为148℃，熔融指数(190℃，2.16KG)为4g/10min。所述乙烯丙烯酸酯橡胶的门尼粘度(ML1+4，100℃)为25。
进一步的，所述相容剂由马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和马来酸酐-乙烯-丙烯酸酯三元共聚物按照重量比1∶0.2∶1.8组成。
进一步的，所述色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份计，取载体树脂70份、颜料粉9份、分散剂7份和增效助剂15份混合均匀后，形成混合料；然后采用双螺杆挤出机，在190℃共混挤出造粒、干燥，制得色母粒。
进一步的，所述载体树脂由LLDPE树脂和EBA树脂按照重量比3∶1组成。所述分散剂为聚乙烯蜡和硬脂酸钾按照重量比1∶2组成。
进一步的，所述增效助剂由乙撑双硬脂酸酰胺、纳米二氧化钛和PVDF树脂按照重量比1∶0.7∶1.5组成。更进一步的，所述防霉剂是由2-噻唑-4-基苯并咪唑和银离子抗菌剂按照重量比1∶2组成。
进一步的，所述复合阻燃剂包括如下重量份的原料：十溴二苯乙烷30份、三氧化二锑12份、氢氧化镁10份。进一步的，所述十溴二苯乙烷为科聚亚FM2100R。所述三氧化二锑为宇星的三氧化二锑，纯度99.8％以上；所述氢氧化镁为雅宝MAGNIFIN H5。
上述阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例将各原料加入到高速混合机混合均匀得到混合物；
(2)、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，熔融挤出造粒，得到阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒。
进一步的，所述步骤(1)中混合温度为80℃，高速混合机的转速为800r/min，混合时间为15min。
进一步的，所述步骤(2)中，双螺杆挤出机的六区间温度分别为：一区间130℃，二区间140℃，三区间150℃，四区间160℃，五区间170℃，六区间170℃。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4
一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，包括如下重量份的原料：热塑性聚酯弹性体30份、乙烯丙烯酸酯橡胶25份、复合阻燃剂25份、相容12份、色母粒4份、抗氧剂1.5份、防霉剂1.2份、丙烯酸酯橡胶6份。
进一步的，所述色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份计，取载体树脂66份、颜料粉8份、分散剂6份和增效助剂12份混合均匀后，形成混合料；然后采用双螺杆挤出机，在180℃共混挤出造粒、干燥，制得色母粒。进一步的，所述载体树脂由LLDPE树脂和EBA树脂按照重量比2.5∶1组成。
进一步的，所述增效助剂由乙撑双硬脂酸酰胺、纳米二氧化钛和PVDF树脂按照重量比1∶0.6∶1.4组成。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例1中的色母粒采用卡博特色母粒PE2772替代实施例1的色母粒，本对比例中的阻燃剂采用阻燃剂SF-100替代实施例1中的复合阻燃剂。本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例1采用中石化燕山LDPE100-AC替代实施例1中的乙烯丙烯酸酯橡胶。本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
将实施例1-4和对比例1-2的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料压片，经12Mrad剂量高能电子束辐照交联后，测试结果如下：
Figure BDA0002730046580000091
Figure BDA0002730046580000101
上表中的耐液性测定为：采用实施例1-4和对比例1-2的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料制得的热缩管分别浸泡在五种液体中，所述五种液体分别是：IRM903汽油；15号液压油(GJB 1177-1991石油基航空液压油)；8号润滑油(GB 439-1990航空喷气飞机润滑油)；5％NaCl溶液；飞机抗冻液(GB/T20856-2007航空器牛顿型除冰、防冰液ISO I型。实施例1-4经过耐液性(23℃，24hrs)测试后，击穿强度仍大于12kv/mm，测试方法为ASTMD 2671；测试拉伸强度＞12MPa；断裂伸长率＞250％，测定方法为ASTM D 638；而对比例1-2经过耐液性(23℃，24hrs)测试后，对比例1的拉伸强度＞11MPa，断裂伸长率＜230％；对比例2的拉伸强度＜10.4MPa，断裂伸长率＜210％。
本发明制得的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料具有优异的阻燃性、耐油性和防霉作用，并具有优异的力学性能和耐高低温性能，综合性能优越。阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法简单高效，便于操作控制，有利于工业化生产，产品性能稳定。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，其特征在于：包括如下重量份的原料：
热塑性聚酯弹性体 20-40份
乙烯丙烯酸酯橡胶 15-30份
复合阻燃剂 20-35份
相容剂 8-15份
色母粒 3-5份
抗氧剂 0.5-2份
防霉剂 0.3-1.5份
丙烯酸酯橡胶 0-10份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂DSTP、抗氧剂DNP、抗氧剂1010、抗氧剂1024和抗氧剂BHT中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料及其制备方法，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐-乙烯-丙烯酸酯三元共聚物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料及其制备方法，其特征在于：所述防霉剂为银离子抗菌剂、锌银离子复合抗菌剂、异噻唑啉酮抗菌剂的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，其特征在于：所述色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份计，取载体树脂60-70份、颜料粉5-9份、分散剂4-7份和增效助剂8-15份混合均匀后，形成混合料；然后采用双螺杆挤出机，在150-190℃共混挤出造粒、干燥，制得色母粒。
6.根据权利要求5所述的一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，其特征在于：所述载体树脂由LLDPE树脂和EBA树脂按照重量比2-3:1组成。
7.根据权利要求5所述的一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯蜡和硬脂酸盐中的至少一种。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、按比例将各原料加入到高速混合机混合均匀得到混合物；
（2）、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，熔融挤出造粒，得到阻燃耐油防霉弹性体热缩管料母粒。
9.根据权利要求8所述的一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中混合温度为60-80℃，高速混合机的转速为500- 800r/min，混合时间为15-30min。
10.根据权利要求8所述的一种阻燃耐油防霉弹性体热缩管料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的六区间温度分别为：一区间110-130℃，二区间120-140℃，三区间130-150℃，四区间140-160℃，五区间150-170℃，六区间150-170℃。
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