[发明专利]一种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法。这种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶是由以下的原料组成：热塑性聚氨酯弹性体、硅橡胶混炼胶、阻燃剂、交联剂、相容剂、催化剂。同时也公开了一种通过动态硫化制备阻燃热塑性动态硫化硅橡胶的方法。本发明所制备得到的阻燃热塑性动态硫化硅橡胶具有阻燃性好、手感舒适、可回收、力学性能优异等特性，可广泛适用于电子电气、汽车、军工、通讯等领域。

技术领域

本发明涉及一种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法。

背景技术

动态硫化是一种新兴的橡胶硫化技术，是将未硫化的橡胶在高剪切作用下与热塑性材料共同熔融共混，同时加入硫化剂使其硫化的过程。在这个过程中，热固性的橡胶相(分散相)以某一粒径范围被均匀地分散在热塑性材料(连续相)中，同时橡胶相颗粒完成交联，最终得到热塑性动态硫化橡胶(TPV)。动态硫化的最大特点是将本身为热固性的橡胶相承载于热塑性材料中，从而将热固性橡胶和热塑性的塑料特性结合起来，同时便于材料的加工和回收利用。

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种性能优异的热塑性弹性体，其分为聚醚类和聚酯类两大类，由异氰酸酯和多元醇聚合而成，具有优异的力学性能、耐油性、耐磨性，但其耐候性和加工性能较差。其中，聚醚型的TPU具有优异的力学性能，同时具有更强的耐水解性和耐候性，一直广受市场青睐。但是聚醚型TPU的阻燃性差，极大的限制了其在各行各业的应用。

硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上连有两个有机基团的橡胶，硅橡胶手感极佳，耐候性好，能够在-40-200℃之间保持力学性能稳定，并保持一定的韧性、回弹性和硬度。同时，硅橡胶有优异的阻燃性能，其在燃烧时会在表面生成一层碳化层以隔绝空气从而阻止火焰的持续燃烧。

为此将TPU与硅橡胶的特性结合起来，能够有效的解决上述问题。现有技术中，US4500688、CN106751736A都通过不同的动态硫化体系制备了TPU/硅橡胶热塑性弹性体，但是并没有进一步地研究阻燃型热塑性动态硫化硅橡胶。CN108485011A通过动态硫化方法制备了以苯乙烯-异戊二烯-丁二烯/聚丙烯为基材的阻燃性热塑性硫化橡胶，但其基材与阻燃机理与本发明的阻燃热塑性动态硫化硅橡胶有本质的区别。CN106349685A通过简单共混方法制备了一种阻燃聚氨酯线缆料，与本发明的阻燃热塑性动态硫化硅橡胶同样有本质的区别。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是运用动态硫化方法，提供一种具有阻燃性好、可回收、力学性能优异的阻燃热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法。本发明通过动态硫化一步制备具有阻燃特性的热塑性动态硫化硅橡胶，同时避免了简单共混时阻燃剂的加入对于材料性能的巨大破坏，所得到的产品具有丝滑的手感，同时具有优异的力学性能和阻燃性。

本发明所采取的技术方案是：

一种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶，是由以下质量份的原料组成：热塑性聚氨酯弹性体30～70份、硅橡胶混炼胶30～70份、阻燃剂10～30份、交联剂1～5份、相容剂5～20份、催化剂0.01～0.5份。

优选的，这种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶中，热塑性聚氨酯弹性体为聚醚型TPU、聚酯型TPU中的至少一种。

优选的，这种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶中，热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度为60A～95A。

优选的，这种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶中，硅橡胶混炼胶为经过白炭黑补强的甲基乙烯基硅橡胶(或称为甲基乙烯基生胶)；进一步优选的，甲基乙烯基硅橡胶生胶经白炭黑补强的方法为气相法或沉淀法。

优选的，这种阻燃热塑性动态硫化硅橡胶中，硅橡胶混炼胶中的乙烯基摩尔含量为0.04％～0.5％。