CN109851922A - 一种v0阻燃等级感温变色热塑性弹性体tpe及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE及其制备方法，该V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE包括以下按重量份数计算的组分：苯乙烯弹性体15～40份，矿物油5～28份，聚烯烃4～32份，聚烯烃热塑性弹性体5～15份，接枝物或极性共聚物1～10份，阻燃剂25～46份，色粉0.1～3，润滑剂0.1～4份，抗氧剂0.1～0.5份。该V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE具有环保、手感柔软耐析出、耐老化，优越的阻燃性能以及在一定温度阈值下能够变色的等优点，且不需要进行硫化交联、加工工艺简单、耐寒性能优异，具有更好的尺寸精度和表面细腻度。

Description

一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE及其制备方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及TPE材料领域，特别是涉及V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE及其制备方法。

背景技术

阻燃指物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质；这在材料使用范围选择上起指导作用，特别用于建材、船舶，车辆，家电上的材料要求阻燃性高；目前评价阻燃性方法很多，如氧指数测定法、水平或垂直燃烧试验法等；阻燃等级，即物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质，并以此划分的等级制度。塑料阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增；V0级对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭；不能有燃烧物掉下。

随着智能时代的到来，各类电子产品正充斥着我们的生活和我们日常生活异常贴近；随着世界各国对于环保要求的提高，传统的PVC 由于本身的塑化剂和卤素问题在电子电器的产品的使用上备受限制；且PVC热稳定性相对不好，在电缆长期通电以及日光照射下，很容易老化失效，造成隐患；并且PVC在受热老化过程中会释放出有毒害的含氯化合物，和绿色可持续发展相违背。

苯乙烯弹性体由于绿色环保，柔软舒适，软硬度范围宽，耐低温性能优越的优点正逐步替代PVC在电子产品中的应用；然而苯乙烯弹性体由于氧指数低比较容易燃烧，且本身长期耐温性能不是很高，一般SBC类热塑性弹性体正产的长期使用温度一般在70℃一下；且手机或电子设备在充电的过程中由于充电时间和环境的影响，很容易导致高分子材料温度升高甚至过热着火。

现行的温度过高预警的线材设计是，在制备可过温预警的线材时在中间结构处再加配感温变色层；增加了产品的生产工序，且增加了产品的成本。

基于此，有必要推出适用于电子器件接触产品的TPE材料上保证其有优越的阻燃性能，并且材料在达到相应的温度后能够具有变色功能达到警示作用，简化下游产品的生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体 TPE及其制备方法，生产出的TPE材料具有优越的阻燃性能，并且材料在达到相应的温度后能够具有变色功能达到警示作用，简化了下游产品的生产。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，由如下重量份数的原料构成：

优选的，所述苯乙烯弹性体为苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)或者苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物 (SEEPS)中的一种或一种以上的混合物，具体型号如日本可乐丽 4055、美国科腾G1651、1645、1642、中国台湾李长荣7551、中国台湾台橡6151、6154、6014、岳阳石化YH-503T、YH-511。

优选的，所述矿物油为粘度高于30mm²/s(40℃)和闪点高于200℃的饱和直链烷烃油、环烷烃油中的一种或一种以上的混合物；具体型号如台塑150N、380N、克拉玛依KN4010、克拉玛依KNH4006、克拉玛依KN4006、250SN、500SN。

优选的，所述聚烯烃为聚丙烯、聚乙烯中的一种或一种以上的混合物；聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯中的一种或一种以上的混合物；聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或一种以上的混合物；聚丙烯具体型号如中国石化PPH-T03、泰国宝麟PP 1100NK、中国台湾李长荣PP7533、中国台湾台塑PP 5090T、埃克森美孚PP7032、韩国 SK PP R370Y，聚乙烯具体型号如中国石化LLDPE DFDA 7042、陶氏 DNDB-7147、日本普瑞曼MLLDPE SP0540。

优选的，所述聚烯烃热塑性弹性体为POE、EP、EPDM中的一种或一种以上的混合物；具体型号如沙伯基础C0570D、埃克森美孚 Vistamaxx POE3980、埃克森美孚VistamaxxPOE6102、陶氏Engage POE8003、陶氏39001、陶氏Engage POE8150、陶氏Affinity1880G、三井POE DF810、三井EPDM 3072EM、陶氏EPDM 3722P等。

优选的，所述接枝物为聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)，POE 接枝马来酸酐(POE-g-MAH),氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH),三元乙丙橡胶接枝马来酸酐 (EPDM-g-MAH)或者极性共聚物EVA中的一种或一种以上的混合物；具体型号如阿科玛18722,杜邦P353,陶氏化学GR216,科腾1901、 1924及南海柏晨PC-8,台塑EVA7350等。

优选的，所述阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、烷基次磷酸盐、次磷酸盐、聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪复配阻燃剂中的一种或一种以上的混合物；具体型号如克莱恩OP935,山东寿光卫东 MCA-15、四川精细化工研究院MPP-A,日本艾迪科FP2200S,杭州捷尔思JLS-PNA220，青岛欧普瑞NP2536，中山康诺德HF600B等。

优选的，所述色粉为温度达到某一特定温度后在热塑性弹性体体系中能够从某一特定颜色变为另外特定颜色的色粉；具体型号如 Clariant PV Fast Yellow HG、PV FastGreen GNX，东莞千色变TCR-31、 TBB-45等。

优选的，所述润滑剂为硅酮粉、硅酮母粒、芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸锌中的一种或一种以上的混合物；具体型号如道康宁公司的 MB50-001、MB50-002、瓦克公司的2418等。

优选的，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸] 季戊四醇酯(抗氧剂1010)β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、中的一种或一种以上的混合物。

本发明的另一个技术方案为：一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照配比称取苯乙烯弹性体、矿物油、聚烯烃、聚烯烃热塑性弹性体、接枝物或极性共聚物、阻燃剂、色粉、润滑剂和抗氧剂；

步骤二：将步骤一称取的苯乙烯弹性体和矿物油加入搅拌桶中搅拌均匀，放置至少2天得到第一混合物；

步骤三：将所述第一混合物与步骤一称量好的聚烯烃、聚烯烃弹性体，和接枝物或极性共聚物加入到搅拌桶中搅拌混合均匀得到第二混合物；

步骤四：将所述第二混合物与步骤一称量好的阻燃剂、色粉、润滑剂和抗氧剂搅拌混合均匀得到预混物；

步骤五：将所述预混物通过双螺杆共混挤出、造粒、干燥得到V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE材料。

优选的，所述预混物挤出、造粒在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的温度为180～210℃，螺杆转速为270r/min～450r/min，螺杆产经比为48:1～58:1。

此TPE材料相对于传统的PVC材料用于电子电器产品具有以下优点：环保无毒、密度低、耐低温性能好、手感柔软；此TPE材料相对于传统的阻燃类TPE材料所做出来的产品具有以下优点：具有高的阻燃性能，耐析出、耐低温性能优越，其中此TPE材料最大的特点就是材料本身在温度达到一定阈值的时候变色，从而达到高温预警和简化下游高温变色预警产品的生产工艺的效果，所以更加适合于做电子设备配件产品。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

实施例1

将15重量份的SEBS 1654放入高速搅拌机内，均匀加入5重量份的矿物油KDN4006，高速搅拌3min，得到第一混合物，将该混合物包装后，放置4天。

先将所需第一混合物20重量份放入高速搅拌机中，加入5重量份的DOWTM 39001、32重量份的PP 1100NK、5重量份的DOW GR216，高速搅拌2min，得到第二混合物。

向第二混合物中加入25重量份的日本艾迪科FP2200S、0.15重量份色粉、0.1重量份润滑剂油酸酰胺、0.1重量份抗氧剂1076，0.1 重量份抗氧剂168，搅拌2.5min，得到预混物。

将所述预混物倒入同向双螺杆挤出机的料斗中，通过同向双螺杆加工分散，切粒，即得V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体材料。

实施例2

将22重量份的SEBS YH-511、10.6重量份的SEBS G1645放入高速搅拌机内，均匀加入9.7重量份的矿物油KDN4006，搅拌1.5min，得到第一混合物，将该混合物包装后，放置2天。

先将所需第一混合物42.3重量份放入高速搅拌机中，加入4重量份的PP 5090T、6.9重量份的Vistamaxx POE 6102、1重量份的接枝物FG 1901,高速搅拌2min，得到第二混合物；

向第二混合物中加入9.4重量份OP935、5.2重量份MPP-A、27.7 份MCA-15、0.3重量份色粉、4份硅酮MB50-001、0.2重量份的抗氧剂1010、0.3重量份抗养剂1076，搅拌3min，得到预混物。

将所述预混物倒入同向双螺杆挤出机的料斗中，通过同向双螺杆加工分散，切粒，即得V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体材料。

实施例3

将15重量份的SEBS YH-503T、6.8重量份的SEBS DP6014放入高速搅拌机内，均匀加入13.2重量份的矿物油150N，搅拌2.5min，得到第一混合物，将该混合物包装后，放置3天。

先将所需第一混合物35重量份放入高速搅拌机中，加入10重量份的PP 1100NK、5.1重量份的陶氏8402、10重量份的PP接枝马来酸酐P353,高速搅拌2min，得到第二混合物；

向第二混合物中加入34重量份NP2536、4.2重量份HF600B、1.5 重量份色粉、2.5份硅酮MB50-002、0.1重量份的抗氧剂1010、0.3 重量份抗氧剂168，搅拌2.5min，得到预混物。

将所述预混物倒入同向双螺杆挤出机的料斗中，通过同向双螺杆加工分散，切粒，即得V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体材料。

实施例4

将22.3重量份的SEBS 6154放入高速搅拌机内，均匀加入28重量份的矿物油KN4006，搅拌3min，得到第一混合物，将该混合物包装后，放置2天。

先将所需第一混合物50.3重量份放入高速搅拌机中，加入10重量份的PP R370Y、5.6重量份的Vistamaxx POE 3980、3重量份的阿科玛18722,高速搅拌2min，得到第二混合物；

向第二混合物中加入34重量份JLS-PNA220、0.3重量份色粉、 2.6份硅酮2418、0.2重量份的抗氧剂168、0.07重量份抗氧剂1010，搅拌3min，得到预混物。

将所述预混物倒入同向双螺杆挤出机的料斗中，通过同向双螺杆加工分散，切粒，即得V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体材料。

实施例5

将25重量份的SEBS DP6014、15重量份的SEBS G1645放入高速搅拌机内，均匀加入10.5重量份的矿物油380N，搅拌3min，得到第一混合物，将该混合物包装后，放置2天。

先将所需第一混合物50.5重量份放入高速搅拌机中，加入4.8 重量份的MLLDPESP0540、5重量份的Vistamaxx POE 6202、2重量份的EVA 7350,高速搅拌2min，得到第二混合物；

向第二混合物中加入41.3重量份NP2536、4.7重量份的OP935、 3.0重量份色粉、2.6份硅酮MB50-001、0.2重量份的抗氧剂1076、 0.07重量份抗氧剂1010，搅拌3min，得到预混物。

将所述预混物倒入同向双螺杆挤出机的料斗中，通过同向双螺杆加工分散，切粒，即得V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体材料。

实施例6

将17重量份的SEBS 6153放入高速搅拌机内，均匀加入17.5重量份的矿物油150N，搅拌2.5min，得到第一混合物，将该混合物包装后，放置2天。

先将所需第一混合物34.5重量份放入高速搅拌机中，加入13重量份的PP 5090T、10重量份的Vistamaxx POE 3980、5重量份的Engage 8402、4重量份的接枝物PC-8,高速搅拌2min，得到第二混合物；

向第二混合物中加入16重量份MCA-15、14重量份的HF600B、 0.35重量份色粉、2份硅酮2418、0.25重量份的抗氧剂168、0.1重量份1010，搅拌3min，得到预混物。

将所述预混物倒入同向双螺杆挤出机的料斗中，通过同向双螺杆加工分散，切粒，即得V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体材料。

上述实施例的V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，其主要性能的测试结果如下表所示。

由上表可知，本发明的V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，具有优异的力学性能和高的阻燃等级，耐低温性能良好，在特定的温度范围下能够变色，且降低后能够变回原来的颜色而不影响热塑性弹性体本身的性能，且本发明所述V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体 TPE加工过程无需硫化交联，操作工艺简单，生产高效。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE其特征在于，包括以下按重量份数计算的组分：

2.根据权利要求1所述的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，其特征在于，所述苯乙烯弹性体为苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)或者苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，其特征在于，所述矿物油为粘度高于30mm²/s(40℃)和闪点高于200℃的饱和直链烷烃油、环烷烃油中的一种或一种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，其特征在于，所述聚烯烃为聚丙烯、聚乙烯中的一种或一种以上的混合物；聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯中的一种或一种以上的混合物；聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或一种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，其特征在于，所述聚烯烃热塑性弹性体为POE、EP、EPDM中的一种或一种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，其特征在于，所述接枝物为聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)，POE接枝马来酸酐(POE-g-MAH),氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH),三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)或者极性共聚物EVA中的一种或一种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，其特征在于，所述色粉为温度达到某一特定温度后在热塑性弹性体体系中能够从某一特定颜色变为另外特定颜色的色粉。

8.根据权利要求1所述的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、中的一种或一种以上的混合物。

9.如权利要求1-8任一项中的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：按照配比称取苯乙烯弹性体、矿物油、聚烯烃、聚烯烃热塑性弹性体、接枝物或极性共聚物、阻燃剂、色粉、润滑剂和抗氧剂；

步骤二：将步骤一称取的苯乙烯弹性体和矿物油加入搅拌桶中搅拌均匀，放置至少2天得到第一混合物；

步骤三：将所述第一混合物与步骤一称量好的聚烯烃、聚烯烃弹性体，和接枝物或极性共聚物加入到搅拌桶中搅拌混合均匀得到第二混合物；

步骤四：将所述第二混合物与步骤一称量好的阻燃剂、色粉、润滑剂和抗氧剂搅拌混合均匀得到预混物；

步骤五：将所述预混物通过双螺杆共混挤出、造粒、干燥得到V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE材料。

10.根据权利要求9所述的一种V0阻燃等级感温变色热塑性弹性体TPE的制备方法，其特征在于，所述预混物挤出、造粒在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的温度为180～210℃，螺杆转速为270r/min～450r/min，螺杆产经比为48:1～58:1。