[发明专利]一种无卤阻燃弹性体组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹性体组合物，特别是一种无卤阻燃弹性体组合物及其应用。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）、氯丁橡胶等含卤化合物具有优良的阻燃性能在电线行业得到广泛的应用，但在火灾或焚烧处理时会产生大量的有毒气体，对人体对环境产生极大的危害，最近，用于替代PVC电线电缆材料的无卤阻燃弹性体的需求呈爆发式增长。

目前，采用不含卤素的阻燃剂使热塑性聚合物或热固性聚合物具有优异阻燃性能的成熟技术方案有许多，如中国专利CN1245443C报道的热塑性模制组合物组成如下：A)20至97重量%的热塑性聚酯，B)1%至40重量%的次膦酸盐和/或二次膦酸盐和/或它们的聚合物，C)1至30重量%的含氮阻燃剂，D)0至5重量%的至少一种具有10至40个碳原子的饱和或不饱和羧酸具有2至40个碳原子的饱和脂肪醇或胺的酯或酰胺，以及E)0至60重量的其他添加剂。此处热塑性聚酯可为聚酯嵌段共聚物，如可从从杜邦公司商购获得的Hytrel?系列产品，含氮阻燃剂具体可为三聚氰胺氰尿酸盐和/或三聚氰胺聚磷酸盐。

中国专利CN1660857B报道了以二烷基次膦酸盐与三聚氰胺氰尿酸盐、和/或三聚氰胺聚磷酸盐、和/硼酸锌的混合物阻燃热塑性聚合物的技术方案，其中热塑性聚合物可为苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚氨酯、聚酰胺、聚醚酯嵌段共聚物等，或它们的组合物。

应用以上的技术方案能制备出阻燃性能、力学性能优异的无卤阻燃弹性体组合物，但是聚合物基的无卤阻燃弹性体组合物在应用于直接包覆金属导体线时，如铜导线，导体中的金属离子对聚合物会产生催化降解作用。常用的聚烯烃类聚合物、聚酯类聚合物、苯乙烯类聚合物皆会产生金属离子催化降解的作用，特别地在120℃以上的温度条件时发生得更为剧烈。在UL1581标准中，温度等级为105℃的电线需要在136℃的烘箱中老化168小时，拉伸强度和断裂伸长率保持率在75%以上，目前的技术方案制备的无卤阻燃弹性体组合物应用于接触铜的绝缘层时，由于铜离子的催化降解作用导致老化后其拉伸强度和断裂伸长率保持率低于75%，因此开发能耐金属离子催化降解的无卤阻燃弹性体组合物非常有必要。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种能耐金属离子催化降解，具有优异机械性能、耐老化性能的无卤阻燃弹性体组合物。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种无卤阻燃弹性体组合物，其特征在于，按重量百分比，包括如下组分：

热塑性聚酯弹性体     15～70％；

苯乙烯类弹性体和/或聚烯烃类弹性体   0～50％；

阻燃剂   25～40％；

减活化剂  0.2-2%。

热塑性聚酯弹性体一般是具有通过酯键将硬段与软段键合的嵌段共聚物。其中硬段可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯或聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯；软段可选自聚醚、聚已内酯、脂肪族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯。

根据结构解决性能的一般性原则，可依据最终使用要求选取不同结构的硬段和软段制备适当的热塑性聚酯弹性体。对于硬段嵌段，聚对苯二甲酸乙二醇酯具有强度高、成本较低、耐热性较好的特点，但是其接触水分更容易产生分解，因此对加工条件要求更为苛刻；聚对苯二甲酸丁二醇酯综合性价比较好，耐热性能比聚对苯二甲酸乙二醇酯稍低，但耐水解性能优于聚对苯二甲酸乙二醇酯，其对加工条件要求没有聚对苯二甲酸乙二醇酯那么苛刻，此外其成本稍高；聚对苯二甲酸丙二醇酯的性能介于聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯之间，耐热性能低于聚对苯二甲酸乙二醇酯（与聚对苯二甲酸丁二醇酯），耐水解稳定性则优于聚对苯二甲酸乙二醇酯，此外，用于制备硬段的乙二醇、丙二醇、丁二醇这三种二元醇工业化量产技术中，只有丙二醇由可再生的生物基原料制备，可以减少对石油等不可再生资源的依赖；聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯具有很高的熔点，熔点为285℃，大约比聚对苯二甲酸乙二醇酯高30℃，因此其耐热性较好；聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯因为其分子链上的两个芳稠环使它比聚对苯二甲酸乙二醇酯具有更高的强度和模量、化学稳定性和水解稳定性、气体阻隔性、热稳定性和氧化稳定性、紫外线阻隔性。

对于软段嵌段的三种类型中，聚醚型嵌段具有更优的耐水解性能；聚已内酯型嵌段赋予更高强度和耐热老化性能、脂肪族聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯型嵌段具有更好耐热性能。