CN115521545A - 一种高阻燃性tpv材料 - Google Patents
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Abstract
一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：包括如下重量份数的物质PP/EPDM45‑55份，十溴二苯乙烷20‑25份，三氧化二锑5‑8份，无卤阻燃剂10‑15份，阻燃剂包覆剂3‑5份，抗氧剂1‑3份，润滑剂1‑3份。本发明选用2‑3种无卤阻燃剂、2‑3种阻燃剂包覆剂、十溴二苯乙烷和三氧化二锑进行复配，区别与传统的纯含卤阻燃剂，阻燃剂包覆剂使阻燃剂分散的更加均匀，使TPV材料的阻燃性大幅提升，特别是UL 940.75mm可达到V‑0级。加入部分无卤阻燃剂，可降低阻燃TPV材料的成本，有利于产品的推广；阻燃包覆剂与阻燃剂的预混合，可以有效提升阻燃剂的分散均匀性。有助于缩短UL94中无焰燃烧时间T3。所有材料均环保无污染，体系稳定，保证阻燃性，可应用于多个领域，如汽车、电器、线缆。
Description
技术领域
本发明属于TPV材料制备领域领域，具体地说是一种高阻燃性TPV材料。
背景技术
PP/EPDM型TPV是一种以PP为连续相，硫化的EPDM为分散相的热塑性动态硫化弹性体。其具有优异的力学性能、耐老化性能和良好的介电性能，广泛应用于汽车、电器、线缆等行业。但TPV由EPDM和PP组成，均为碳氢聚合物，不具有阻燃性，导致其使用性能受到了很大的限制，而且给人们的生产生活带来了极大的安全隐患，特别是薄壁产品，例如开关垫片，厚度＜1.0mm，对TPV材料的阻燃性提出了更为严格的要求。
目前通过添加溴锑体系或无卤阻燃剂的方式来进行改性，提高材料的阻燃性能。但添加阻燃剂后，产品可满足UL 941.5mm和3.0mm V-0级，由于TPV中含有石蜡油，易燃性明显，0.75mm的阻燃基本上都是处于V-2的水平。因此目前要解决的是0.75mm的阻燃性。
发明内容
本发明提供一种高阻燃性TPV材料，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：包括如下重量份数的物质PP/EPDM45-55份，十溴二苯乙烷20-25份，三氧化二锑5-8份，无卤阻燃剂10-15份，阻燃剂包覆剂3-5份，抗氧剂1-3份，润滑剂1-3份。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的PP与EPDM之间的比值为：30-40：60-70。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的PP为中石化K8003、中石化K7726、中石化K8303、中石化Y24、中石化9018其中的任意一种。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的十溴二苯乙烷为环保型含卤阻燃剂，溴含量高，热稳定性好，抗紫外线性能佳；为美国雅宝、海王、天一其中的任意一种。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的三氧化二锑为溴系协效阻燃剂，有利于阻燃效果；为沪江、木利、星贝达其中的任意一种。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的EPDM为阿朗新科5469Q、阿朗新科8550、三井3062EM、三井3110M、陶氏4770P、陶氏4520其中的任意一种一种。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的无卤阻燃剂为聚多磷酸铵、三聚氰胺、膨胀型石墨、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝其中任意两种或三种以任意比例混合的混合物。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的阻燃剂包覆剂为乙烯-丙烯酸蜡、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种或多种。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的阻燃剂包覆剂为乙烯-丙烯酸蜡、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂其中任意两种或三种以任意比例混合的混合物。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四[β-丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂1076(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、抗氧剂168(三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)、抗氧剂626(双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯)、抗氧剂618(双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯)其中的任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，所述的润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸镁、硬脂酸锌、二甲基硅油其中的任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物。
如上所述的一种高阻燃性TPV材料，其制备方法包括如下步骤：
步骤一：按照配比称量PP/EPDM，十溴二苯乙烷，三氧化二锑，无卤阻燃剂，阻燃剂包覆剂，抗氧剂，润滑剂；
步骤二：将阻燃剂包覆剂、三氧化二锑、无卤阻燃剂在高速混料机中进行预混合5-8min；
步骤三：将硫化好的PP/EPDM、十溴二苯乙烷、抗氧剂、润滑剂加入高速混料机中混合10-15min；
步骤四：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，得TPV材料；各温区加工温度为：一区50-80℃、二区160-180℃、三区180-200℃、四区190-210℃、五区190-210℃、六区190-210℃、七区190-210℃、八区190-210℃、九区180-200℃、十区180-200℃、十一区170-190℃、机头170-190℃。主机转速300-400r/min，喂料转速50-80r/min。
本发明的优点是：本发明的目的是选用十溴二苯乙烷、三氧化二锑、无卤阻燃剂和阻燃剂包覆剂复合制备一种高阻燃TPV材料，其0.75mm厚度时阻燃等级可达V-0，且具有优异的力学性能、耐老化性能和良好的介电性能，满足薄壁阻燃制品的要求，应用于汽车、电器、航天等领域。本发明选用2-3种无卤阻燃剂、2-3种阻燃剂包覆剂、十溴二苯乙烷和三氧化二锑进行复配，区别与传统的纯含卤阻燃剂，阻燃剂包覆剂使阻燃剂分散的更加均匀，使TPV材料的阻燃性大幅提升，特别是UL 940.75mm可达到V-0级。加入部分无卤阻燃剂，可降低阻燃TPV材料的成本，有利于产品的推广；阻燃包覆剂与阻燃剂的预混合，可以有效提升阻燃剂的分散均匀性。有助于缩短UL94中无焰燃烧时间T3。所有材料均环保无污染，体系稳定，保证阻燃性，可应用于多个领域，如汽车、电器、线缆。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
步骤一：将乙烯-丙烯酸蜡80g、钛酸酯偶联剂80g三氧化二锑0.32kg、三聚氰胺磷酸盐0.24kg、氢氧化镁0.24kg在高速混料机中进行预混合5-8min。
步骤二：将PP/EPDM 2kg、十溴二苯乙烷0.8kg、抗氧剂10104g、润滑剂芥酸酰胺4g加入高速混料机中混合10-15min。
步骤三：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，注塑制样后，进行相关检测。
实施例2
步骤一：将乙烯-丙烯酸蜡80g、钛酸酯偶联剂80g、三氧化二锑0.32kg、氢氧化镁0.24kg、氢氧化铝0.24kg在高速混料机中进行预混合5-8min。
步骤二：将PP/EPDM 2kg、十溴二苯乙烷1.2kg、抗氧剂10104g、润滑剂芥酸酰胺4g加入高速混料机中混合10-15min。
步骤三：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，注塑制样后，进行相关检测。
实施例3
步骤一：将乙烯-丙烯酸蜡80g、钛酸酯偶联剂80g、三氧化二锑0.32kg、三聚氰胺磷酸盐0.24kg、氢氧化镁0.24kg、硼酸锌0.24kg在高速混料机中进行预混合5-8min。
步骤二：将PP/EPDM 2kg、十溴二苯乙烷0.8kg、抗氧剂10764g、润滑剂油酸酰胺4g加入高速混料机中混合10-15min。
步骤三：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，注塑制样后，进行相关检测。
实施例4
步骤一：将钛酸酯偶联剂80g、硼酸酯偶联剂80g、三氧化二锑0.32kg、三聚氰胺磷酸盐0.24kg、硼酸锌0.24kg在高速混料机中进行预混合5-8min。
步骤二：将PP/EPDM 2kg、十溴二苯乙烷1.2kg、抗氧剂10764g、润滑剂油酸酰胺4g加入高速混料机中混合10-15min。
步骤三：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，注塑制样后，进行相关检测。
对比例1
步骤一：将乙烯-丙烯酸蜡80g、钛酸酯偶联剂80g、三氧化二锑0.32kg在高速混料机中进行预混合5-8min。
步骤二：将PP/EPDM 2kg、十溴二苯乙烷1.2kg、抗氧剂10104g、润滑剂芥酸酰胺4g加入高速混料机中混合10-15min。
步骤三：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，注塑制样后，进行相关检测。
对比例2
步骤一：将PP/EPDM 2kg、十溴二苯乙烷0.8kg、三氧化二锑0.32kg、三聚氰胺磷酸盐0.24kg、氢氧化镁0.24kg、抗氧剂10104g、润滑剂芥酸酰胺4g加入高速混料机中混合10-15min。
步骤二：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，注塑制样后，进行相关检测。
对比例3
步骤一：将乙烯-丙烯酸蜡40g、钛酸酯偶联剂40g、三氧化二锑0.32kg、三聚氰胺磷酸盐0.24kg、氢氧化镁0.24kg、在高速混料机中进行预混合5-8min。
步骤二：将PP/EPDM 2kg、十溴二苯乙烷0.8kg、抗氧剂10104g、润滑剂芥酸酰胺4g加入高速混料机中混合10-15min。
步骤三：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，注塑制样后，进行相关检测。
对比例4
步骤一：将钛酸酯偶联剂80g、硼酸酯偶联剂80g、三氧化二锑0.32kg、三聚氰胺磷酸盐0.24kg、硼酸锌0.12kg在高速混料机中进行预混合5-8min。
步骤二：将PP/EPDM 2kg、十溴二苯乙烷1.2kg、抗氧剂10764g、润滑剂油酸酰胺4g加入高速混料机中混合10-15min。
步骤三：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，注塑制样后，进行相关检测。
表一 实施例及对比例主要成分列表
对实施例1-4以及对比例1-4进行性能测试，其结果如表二所示。
表二 各实施例及对比例测试结果
测试条件为：阻燃测试0.75mm规格样条，按照UL 94进行测试；
阻燃等级的评定依据为：
由表一和表二可知，对比实施例1、3，本发明能取得较好的阻燃效果，第二次施加火焰后余辉时间t3在10S多，v-0级。与现有进口料对比看，材料的阻燃性明显高于进口料；对比实施例1和2，实施例3和4，有机和无机无卤阻燃剂复配添加，提升阻燃效果，单独添加其中一种，需要提高十溴二苯乙烷的添加量。对比实施例2和对比例1，对比例1为常规的只有卤素阻燃剂的方案，提高了十溴二苯乙烷的添加量，但阻燃t3时间不满足≤30S，只能做到V-1级。对比实施例4和对比例4，减少无卤阻燃剂的量，阻燃V-1级。这说明无卤阻燃剂的添加，有利于提升材料的阻燃性。对比实施例3和对比例2，不添加阻燃剂包覆剂，t3时间长，材料阻燃V-1级。对比实施例3和对比例3，降低阻燃剂包覆剂含量，阻燃t3时间不满足≤30S。这说明阻燃剂包覆剂的添加，改善阻燃剂和PP/EPDM两者之间的相容性，阻燃包覆剂与阻燃剂的预混合工艺，可以有效提升阻燃剂的分散均匀性。阻燃剂分散的更加均匀，进一步提升材料的阻燃性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：包括如下重量份数的物质PP/EPDM 45-55份，十溴二苯乙烷20-25份，三氧化二锑5-8份，无卤阻燃剂10-15份，阻燃剂包覆剂3-5份，抗氧剂1-3份，润滑剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：所述的PP与EPDM之间的比值为：30-40：60-70。
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：所述的PP为中石化K8003、中石化K7726、中石化K8303、中石化Y24、中石化9018其中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：所述的EPDM为阿朗新科5469Q、阿朗新科8550、三井3062EM、三井3110M、陶氏4770P、陶氏4520其中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为聚多磷酸铵、三聚氰胺、膨胀型石墨、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝其中任意两种或三种以任意比例混合的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：所述的阻燃剂包覆剂为乙烯-丙烯酸蜡、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂其中任意两种或三种以任意比例混合的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂618其中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：所述的润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸镁、硬脂酸锌、二甲基硅油其中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种高阻燃性TPV材料，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：
步骤一：按照配比称量PP/EPDM，十溴二苯乙烷，三氧化二锑，无卤阻燃剂，阻燃剂包覆剂，抗氧剂，润滑剂；
步骤二：将阻燃剂包覆剂、三氧化二锑、无卤阻燃剂在高速混料机中进行预混合5-8min；
步骤三：将硫化好的PP/EPDM、十溴二苯乙烷、抗氧剂、润滑剂加入高速混料机中混合10-15min；
步骤四：将混合好的料于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出水冷造粒，得TPV材料；各温区加工温度为：一区50-80℃、二区160-180℃、三区180-200℃、四区190-210℃、五区190-210℃、六区190-210℃、七区190-210℃、八区190-210℃、九区180-200℃、十区180-200℃、十一区170-190℃、机头170-190℃。主机转速300-400r/min，喂料转速50-80r/min。
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| CN202210983045.XA CN115521545A (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 一种高阻燃性tpv材料 |
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| CN202210983045.XA Pending CN115521545A (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 一种高阻燃性tpv材料 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101597409A (zh) * | 2008-06-04 | 2009-12-09 | 四川晨光科新塑胶有限责任公司 | 一种膨胀型无卤阻燃热塑性动态硫化橡胶组合物 |
| CN105385028A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-03-09 | 广东聚石化学股份有限公司 | 一种高阻燃聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN109161103A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-08 | 江南大学 | 一种无卤膨胀阻燃tpv复合材料的制备方法 |
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2022
- 2022-08-16 CN CN202210983045.XA patent/CN115521545A/zh active Pending
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