一种低烟无卤耐寒型的阻燃热塑性弹性体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热塑性弹性体技术领域，具体地说，是一种低烟无卤耐寒型的阻燃热 塑性弹性体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热塑性弹性体具有弹性材料的使用性能和塑性材料的加工性能，常被人们称为第 三代橡胶。由于不需要硫化、成型加工简单，与传统硫化橡胶相比，TPE的工业生产流程缩 短了 1 /4,节约能耗达25%?40%，效率提高了 10?20倍，且可重复利用，使用无环境 污染，堪称橡胶工业的又一次技术革命。目前，热塑性弹性体被广泛应用于汽车、建筑、家电 设备、胶管、胶带、电线电缆、电子产品、食品包装、医疗器械等众多行业，特别适宜于煤矿橡 胶制品、汽车橡胶制品、家电橡胶制品、轨道交通橡胶制品和电缆等。热塑性弹性体的新品 种、新技术不断出现，其用途日益广泛。目前技术的热塑性弹性存在两个问题：一是阻燃热 塑性弹性体多是含卤含锑的，要么使用含卤的主题材料，要么添加含卤、锑的阻燃剂，一旦 引燃会产生大量的有毒有害的气体，影响人们的身体健康，污染环境和腐蚀机械设备，现有 的一些无卤阻燃的热塑性弹性体，因大量添加无机阻燃剂，使力学性能大幅度下降，不能用 于制造阻燃输送带、电缆、汽车配件、轨道交通减震件等重要的产品；二是耐寒性能较差，当 环境温度低于-KTC时，硬度增加，弹性变差，强度降低，甚至发脆，影响使用，在我国东北、 西北高寒地区，严冬时的温度低至-40°C以下，露天使用的输送带、电缆、汽车配件、轨道交 通的减震制品必须具有良好的耐寒性能，才能保证正常使用，现有技术的热塑性弹性体不 能满足这些要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种低烟无卤耐寒型的阻燃热塑性弹 性体，满足制造耐寒阻燃输送带、传动带、胶管、电缆、密封制品和减震制品的需要，且在生 产及使用过程无毒无害无污染。
[0004] 本发明的第二个目的是提供该热塑性弹性体的制备方法，工艺简单，易于制造，生 产成本低。
[0005] 本发明的目的通过下述方案予以实现。
[0006] 所述的低烟无卤耐寒型的阻燃热塑性弹性体，其特征在于，按重量份数计，由下述 原料制成： 粉末顺丁橡胶（PBR)30-50份，聚乙烯树脂（PHDPE)20-40份，乙烯-顺丁烯二酸酐共聚 物（EM) 10-30份，粉末丁腈橡胶（PNBR-18) 10份，氧化锌5份，硬质酸2份，石蜡油1-3份， 聚乙烯蜡3-5份，硫磺1-1. 5份，过氧化二异丙苯（DCP) 1-2份，促进剂1-2份，防老剂1-2 份，抗氧剂1-2份，抗静电炭黑10-15份，环氧硅树脂8-10份，芳纶桨柏5-10份，癸二酸二 辛酯（DOS) 10份，磷酸三甲苯酯（TCP)25份，无卤阻燃剂40-60份，硅烷偶联剂1-2份，抗静 电剂4-6份。
[0007] 所述的聚乙烯树脂是粉状的高密度聚乙烯（PHDPE)，密度0. 945-0. 965g/cm3,熔融 指数 0· 1-1. 5g/10min。
[0008] 促进剂可选用2-硫醇基苯并噻唑（促进剂Μ)、二硫化二苯并噻唑（促进剂DM)、 N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促进剂CZ)、二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD)、二乙 基二硫代氨基甲酸镉（促进剂CED)中的一种或组合。
[0009] 防老剂可选用N-苯基-α萘胺（防老剂A)、N-苯基-β萘胺（防老剂D)、2,2， 4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体（树脂状）（防老剂RD)、2, 2'-硫代双（4-甲基-6-叔 丁基苯酚）（防老剂2246-S)、N-异丙基W -苯基对苯二胺（防老剂4010ΝΑ)中的一种 或组合。
[0010] 抗氧剂可选用四[β_ (3,5_二特丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂 1010)、β -(3, 5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯(抗氧剂1076)、2, 6-二特丁基-4-甲 基苯酷(抗氧剂264)中的任意一种。
[0011] 无卤阻燃剂可选用氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、红磷、聚磷酸铵、三聚氰胺氰脲酸 盐的一种或其组合。
[0012] 硅烷偶联剂可选用乙烯基三氧基硅烷（Α-105)、乙烯基三乙氧基硅烷（Α-151)、乙 烯基三甲氧基硅烷（Α-171)中的任意一种。
[0013] 抗静电剂可选用烷基苯磷酸酯二乙醇胺盐(抗静电剂Ρ)、三羟乙基甲基季铵甲基 硫酸盐(抗静电剂ΤΜ)、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐(抗静电剂SA)中的任意一种。
[0014] 本发明所述的热塑性弹性体的制备方法包括以下步骤： (1) 原材料准备：按配方要求称量原材料； (2) 阻燃剂改性处理：将无卤阻燃剂、芳纶桨柏、抗氧剂加入捏合机中加热搅拌，搅 拌速度为375-400转/分钟，加热至40-60°C，开始喷洒硅烷偶联剂，继续加热搅拌，在 115°C _125°C的温度下搅拌10-15分钟，制成表面改性阻燃剂； (3) 高速混合预塑化：将高密度聚乙烯、乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、氧化锌、硬质酸、 石蜡油、聚乙烯蜡、促进剂、防老剂、抗静电炭黑、环氧硅树脂、癸二酸二辛酯、磷酸三甲苯 酯、、抗静电剂、表面改性阻燃剂依次加入高速混合机中，混合速度为1200-1400转/分钟， 在140°C _150°C的温度下混合10-15分钟，制得预塑化料； (4) 冷混合：将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入粉 末顺丁橡胶、粉状丁腈橡胶、硫磺、过氧化二异丙苯，在常温下混合5-10分钟，混合机速度 为375-400转/分钟； (5) 造粒：将混合后的粉料通过双螺杆造粒机，在螺杆转速300-500转/分钟、温度 165°C _175°C的条件下造粒，即得本发明所述的低烟无卤耐寒型的热塑性弹性体。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1、本发明不含含卤的主体材料和含卤的阻燃剂、配合剂以及发烟量大的锑类阻燃剂， 所以燃烧时发烟量低，且不含有害物质，是一种环保型的阻燃材料。
[0016] 2、本发明选用耐寒的主体材料和耐寒的增塑剂及阻燃剂，使共混物具有良好的耐 寒性能。
[0017] 3、本发明选用PBR、PHDPE与EMA接枝共混，并用PNBR-18作为相容剂，提高了共 混物相容性及动态硫化后的力学性能。
[0018] 4、本发明采用硅烷偶联剂对无机阻燃剂进行表面改性处理，提高了有机物和无机 物的相容性，同时加入了芳纶桨柏增强剂，在提高共混物阻燃性能的同时，同时提高其力学 性能。
[0019] 5、本发明选用环氧硅树脂对共混物增粘，在提高共混物粘合性能的同时，提高共 混物的阻燃性能和力学性能。
[0020] 本发明在具有良好的力学性能和加工性能的前提下，能够在-60°c的环境下长期 使用，且具有优异的阻燃性能和环保性能，同时具有弹性好、工艺简单、能源消耗低、生产效 率高、可回收利用等优点，是制造耐寒阻燃输送带、传动带、胶管、电缆、汽车密封制品和轨 道交通减震制品等广品的良好材料。
【具体实施方式】
[0021] 通过下述实施例有助于对本发明的理解，但不能限制本发明的内容。
[0022] 实施例1 本实施例提供一种低烟无卤耐寒型的阻燃热塑性弹性体，按重量份数计，由下述原料 制成： PBR 30份，PHDPE 30份，EMA 30份，PNBR-18 10份，氧化锌5份，硬质酸2份，石蜡 油1份，聚乙烯蜡3份，硫磺1份，DCP 1. 5份，促进剂M 1份，促进剂DM 0. 5份，防老剂RD 1份，防老剂4010NA 1份，抗氧剂1010 1份，抗静电炭黑10份，环氧娃树脂10份，芳纟仑桨 柏8份，DOS 10份，TCP 25份，氢氧化铝20份，硼酸锌10份，聚磷酸铵10份，硅烷偶联剂 A-105 1份，抗静电剂P 4份。
[0023] PHDPE 的密度 0· 945-0. 965g/cm3,熔融指数 0· 1-1. 5g/10min。
[0024] 本实施例的制备方法包括以下步骤： (1) 原材料准备：按配方要求称量原材料； (2) 阻燃剂改性处理：将无卤阻燃剂、芳纶桨柏、抗氧剂加入捏合机中加热搅拌，搅 拌速度为375-400转/分钟，加热至40-60°