本發(fā)明涉及一種阻燃熱塑性彈性體，特別涉及一種無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
：epdm/pp熱塑性硫化膠(tpv)是一種共混型熱塑性彈性體，具有良好的物理性能，并且可以采用傳統(tǒng)的熱塑性塑料加工設(shè)備和方法進(jìn)行加工，廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、電線電纜、家用電器等行業(yè),可以部分或全部替代常用的中高性能傳統(tǒng)熱固性橡膠(如sbr、cr、epr等),用量逐年增大。但tpv易燃(氧指數(shù)只有18)，這大大限制了其應(yīng)用,因此對(duì)其阻燃性能的研究是必要的。目前,國內(nèi)外對(duì)tpv阻燃性能的研究較少。水滑石是目前用量最大的無機(jī)阻燃劑,其作用時(shí)一方面吸熱分解放出水,減少供給聚合物裂解的熱量并稀釋火焰,另一方面分解產(chǎn)生氧化物覆蓋在聚合物表面隔絕空氣和聚合物,具有熱穩(wěn)定性好、無毒、不揮發(fā)、不析出、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、發(fā)煙量少等優(yōu)點(diǎn),而且資源豐富、價(jià)格便宜,廣泛用于阻燃、消煙和減少材料燃燒時(shí)腐蝕性氣體生成量的場(chǎng)合。但水滑石作為阻燃劑用添加量往往很高，一般在添加量在60%以上才能達(dá)到難燃級(jí)別，高添加量容易導(dǎo)致基體材料力學(xué)性能的惡化，限制其在阻燃領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠，具有無鹵、阻燃性能好、綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)。本發(fā)明還提供一種所述的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠，該無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠是由如下重量份的原料制成：三元乙丙橡膠（epdm）100份、聚丙烯（pp）30~65份、馬來酸酐接枝聚丙烯（mah-pp）5~15份、環(huán)烷油30~60份、炭黑10~50份、無鹵阻燃劑10~50份、硬脂酸1~3份、氧化鋅3~8份、硫磺4.0~8.5份、促進(jìn)劑二硫化四甲基秋蘭姆（tmtd）1~3份、促進(jìn)劑二硫代二苯并噻唑（dm）0.5~3份，防老劑2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體（rd）0.5~2份。本發(fā)明采用功能化改性水滑石為主阻燃劑，配合使用微膠囊紅磷、硼酸鋅等來提高tpv的阻燃性能，對(duì)熱塑性彈性體無鹵阻燃的發(fā)展與應(yīng)用具有深遠(yuǎn)意義。作為優(yōu)選，所述無鹵阻燃劑為功能化改性水滑石、微膠囊紅磷和硼酸鋅三者以質(zhì)量比為10:1~5:0.5~3混合得到的混合物。作為優(yōu)選，所述的功能化改性水滑石表面負(fù)載含氨基的聚合物，其是由含氨基的聚合物通過機(jī)械研磨負(fù)載在水滑石表面制得，所述的含氨基的聚合物為脲醛樹脂或三聚氰胺樹脂。作為優(yōu)選，所述的機(jī)械研磨是在球磨機(jī)中進(jìn)行研磨20～80分鐘，球磨機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速20～40轉(zhuǎn)/分鐘，球磨機(jī)鋼球規(guī)格為φ15~150mm，鋼球充填率為25~45%。作為優(yōu)選，所述的水滑石與含氨基的聚合物的投料質(zhì)量比為1.0：0.2～1.0。一種所述的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的制備方法，該方法包括如下步驟：將原料epdm、pp、mah-pp、環(huán)烷油、炭黑、無鹵阻燃劑、硬脂酸、氧化鋅、硫磺、tmtd、dm和rd經(jīng)機(jī)械混合后擠出造粒，制得無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠。作為優(yōu)選，該方法是首先將pp、mah-pp加入到密煉機(jī)中，混煉溫度180-190℃，塑煉3-5min后，加入epdm混煉，再依次加入無鹵阻燃劑、炭黑、氧化鋅、硬脂酸和環(huán)烷油混煉8-10分鐘，最后加入配方量的硫磺、tmtd、dm和rd混合均勻，在加工溫度170℃~200℃條件下通過擠出機(jī)擠出造粒，制得無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在如下幾方面：1.本發(fā)明制得的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠，采用無鹵阻燃體系，減少了材料使用過程中的“二次危害”；本發(fā)明制得的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠，所用的無鹵阻燃劑，含有酸源（微膠囊紅磷）、炭源和氣源（功能化改性水滑石）以及抑煙助劑（硼酸鋅），具有很好的阻燃效率，減少了小分子阻燃劑的使用量，有利于材料綜合性能的提高；2.本發(fā)明制得的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠，所用的功能化水滑石與基體材料有很好的相容性，具有阻燃增強(qiáng)雙重作用，對(duì)基體材料阻燃的同時(shí)，能提高基體材料的機(jī)械強(qiáng)度；3.本發(fā)明所述的阻燃三元乙丙橡膠發(fā)泡材料利用了功能化水滑石-微膠囊紅磷-硼酸鋅協(xié)同阻燃體系，很大程度上提高阻燃劑的阻燃效率，減少其使用量。本發(fā)明所述的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠具有無鹵、阻燃性能好、綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)，適用于汽車、建筑、電線電纜、家用電器等行業(yè)的使用。本發(fā)明所述的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠不含鹵素、性能優(yōu)異、適用范圍廣、符合環(huán)保要求。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設(shè)備和原料等均可從市場(chǎng)購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。實(shí)施例1將150公斤水滑石加入到連有氮?dú)馔ㄈ牍艿那蚰C(jī)中，球磨機(jī)鋼球規(guī)格為φ150mm，鋼球充填率為38%，在球磨機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，加入45公斤三聚氰胺樹脂研磨40分鐘，制得功能化水滑石，收率為98.3%。實(shí)施例2功能化水滑石的合成操作同實(shí)施例1，原料三聚氰胺樹脂由脲醛樹脂替換。水滑石與脲醛樹脂的投料質(zhì)量比為1.0：0.2，水滑石的加入量為150公斤，球磨機(jī)鋼球規(guī)格為φ15mm，鋼球充填率為25%，滾筒轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分鐘，研磨時(shí)間為80分鐘，收率為97.1%。實(shí)施例3功能化水滑石的合成操作同實(shí)施例1。水滑石與三聚氰胺樹脂的投料質(zhì)量比為1.0：1.0，水滑石的加入量為150公斤，球磨機(jī)鋼球規(guī)格為φ50mm，鋼球充填率為45%，滾筒轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分鐘，研磨時(shí)間為20分鐘，收率為96.8%。實(shí)施例4功能化水滑石的合成操作同實(shí)施例1。水滑石與三聚氰胺樹脂的投料質(zhì)量比為1.0：0.5，水滑石的加入量為150公斤，球磨機(jī)鋼球規(guī)格為φ100mm，鋼球充填率為33%，，滾筒轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，研磨時(shí)間為28分鐘，收率為98.4%。實(shí)施例5一種無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的制備方法，是：將30份pp、5份mah-pp加入到密煉機(jī)中，混煉溫度180℃，塑煉3min后，加入100份epdm混煉，再依次加入無鹵阻燃劑10份（其中功能化改性水滑石（實(shí)施例1制得）、微膠囊紅磷、硼酸鋅三者的質(zhì)量比為10:1:0.5）、炭黑15份、3份氧化鋅、1份硬脂酸、環(huán)烷油30份環(huán)烷油混煉8分鐘，最后加入硫磺4.0份、1份tmtd、0.5份dm、0.5份rd混合均勻，在加工溫度170℃~200℃條件下通過擠出機(jī)擠出造粒，制得無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠，測(cè)得該無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的極限氧指數(shù)為24.8%，鹵素總量為378mg/kg，低于國家標(biāo)準(zhǔn)gbt26526-2011《熱塑性彈性體低煙無鹵阻燃材料規(guī)范》中要求的鹵素總量為1500mg/kg。實(shí)施例6無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的制備操作同實(shí)施例5。無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的配方為epdm100份、pp65份、mah-pp15份、環(huán)烷油60份、炭黑50份、無鹵阻燃劑50份（其中功能化改性水滑石（實(shí)施例2制得）、微膠囊紅磷、硼酸鋅三者的質(zhì)量比為10:3:1.5）、硬脂酸3份、氧化鋅8份、硫磺8.5份、tmtd3份、dm3份rd2份。測(cè)得該無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的極限氧指數(shù)為33.7%，鹵素總量為329mg/kg。實(shí)施例7無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的制備操作同實(shí)施例5。無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的配方為epdm100份、pp35份、mah-pp5份、環(huán)烷油40份、炭黑30份、無鹵阻燃劑25份（其中功能化改性水滑石（實(shí)施例4制得）、微膠囊紅磷、硼酸鋅三者的質(zhì)量比為10:5:3）、硬脂酸1份、氧化鋅4份、硫磺4.5份、tmtd1份、dm1份rd1份。測(cè)得該無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的極限氧指數(shù)為27.4%，鹵素總量為566mg/kg。實(shí)施例8無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的制備操作同實(shí)施例5。無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的配方為epdm100份、pp25份、mah-pp10份、環(huán)烷油35份、炭黑22份、無鹵阻燃劑35份（其中功能化改性水滑石（實(shí)施例5制得）、微膠囊紅磷、硼酸鋅三者的質(zhì)量比為10:3:1.5）、硬脂酸2份、氧化鋅6份、硫磺6份、tmtd2份、dm1份rd2份。測(cè)得該無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的極限氧指數(shù)為28.9%，鹵素總量為452mg/kg。作為比較，實(shí)施例6的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠配方中無鹵阻燃劑（其中功能化改性水滑石、微膠囊紅磷、硼酸鋅三者的質(zhì)量比為10:3:1.5），被相同份數(shù)日本株式會(huì)社生產(chǎn)的無鹵阻燃劑（fp2200s）代替，所得無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠（對(duì)比例）與實(shí)施例5-8制得的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。表1對(duì)比例實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例8極限氧指數(shù)(%)29.624.833.727.428.9拉伸強(qiáng)度(mpa)6.4212.49.3213.512.73拉斷伸長率(%)352423389409364無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠（對(duì)比例）：配方為epdm100份、pp65份、mah-pp15份、環(huán)烷油60份、炭黑50份、無鹵阻燃劑fp2200s50份、硬脂酸3份、氧化鋅8份、硫磺8.5份、tmtd3份、dm3份rd2份，制備工藝同由實(shí)施例6。從極限氧指數(shù)值可以看出，相比進(jìn)口的無鹵阻燃劑fp2200s，發(fā)明所用的無鹵阻燃劑更能有效提高epdm/pp熱塑性硫化膠的阻燃性能，且其對(duì)無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠的力學(xué)性能改性效果優(yōu)于進(jìn)口無鹵阻燃劑產(chǎn)品。本發(fā)明制得的無鹵阻燃epdm/pp熱塑性硫化膠，所用的功能化水滑石與基體材料有很好的相容性，具有阻燃增強(qiáng)雙重作用，對(duì)基體材料阻燃的同時(shí)，能提高基體材料的機(jī)械強(qiáng)度。以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。當(dāng)前第1頁12