[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。

目前出现了很多专为无卤阻燃电线而开发的复合材料，以聚烯烃/无机阻燃剂（由于需要添加大量的阻燃剂而影响了复合物的机械性能，如柔性弹性不足）、聚烯烃或弹性体/膨胀型阻燃剂（耐温性能较差）、改性聚苯醚/磷氮系阻燃剂（耐候性能差，做浅色产品容易产生黄变）、聚氨酯/磷氮系阻燃剂等体系为主（耐水解性能差，由于聚氨酯流动性好在挤出成型过程中难以控制）。以综合性能优异的聚酯弹性体为基础有望开发出力学性能、柔性、耐候、耐水解等综合性能皆优异的复合物。

中国专利CN101663357A公开了以聚苯醚、聚苯乙烯-聚（乙烯-丁烯）-聚苯乙烯三嵌段共聚物、聚丁烯、乙烯-丙烯橡胶、矿物油、双酚A双（苯基磷酸酯）、氢氧化镁、多磷酸三聚氰胺、白色颜料为组分的组合物，组合物具有优异的阻燃性能、力学性能和耐候性能，能够用于电线电缆的制备。中国转咯CN101496115A公开了一种以共聚酯弹性体和/或共聚酰胺弹性体为基体、以次膦酸盐或二次膦酸盐为主要阻燃剂的阻燃复合物，该复合物在阻燃、力学等方面具有优异的性能。然而，使用三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、聚磷酸铵、次膦酸盐或二次膦酸盐等粉状的含磷或含氮的阻燃剂的组合物在加工过程中会产生“焦料”析出物，这会降低生产效率和影响产品的品质。中国专利CN101827885A公开了一种阻燃剂组合物，以哌嗪及三聚氰胺的（聚/焦）磷酸盐化合物、有机硅油、以及高级脂肪族单羧酸的单酰胺化合物和/或高级脂肪族羧酸的单酯化合物为必须成分，成功的解决了焦料析出问题，但是，该方案主要适用于常规的注塑级树脂组合物中，如聚丙烯、聚乙烯等，对于用于挤出电线的弹性体组合物极可能会由于添加了有机硅油而产生螺杆打滑而无法稳定生产或加工等问题。

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有效抑制加工过程中“焦料”析出，改善了加工性能的，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，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％；

加工助剂    2-5%；

其中，所述阻燃剂为磷酸哌嗪、三聚氰胺磷酸盐和聚磷酸铵的混合物。

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。