一種用于車用波紋管的低鉛阻燃材料、其制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于車用波紋管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于車用波紋管的低鉛阻燃材 料、其制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯由于其優(yōu)異的加工性，耐化學(xué)性和機(jī)械強(qiáng)度，廣泛用于汽車波紋管中。然 而，聚丙烯本身極易燃燒。目前一些汽車線束保護(hù)波紋管，車輛在行駛過程中會(huì)產(chǎn)生大量的 熱量，為防止車輛在運(yùn)行中由于波紋管發(fā)熱，或交通事故引起燃燒，而散發(fā)出不利于健康含 量高的鉛物質(zhì)，影響人體健康，有必要開發(fā)一種環(huán)保低鉛阻燃的波紋管材料。
[0003] 處于成本和性能的考慮，目前大多數(shù)情況下廠所用的阻燃劑主要為磷-氮體系或 溴-銻體系，特別是溴-銻體系。溴-銻體系中使用的三氧化二銻中含有氧化鉛，雖然正常情 況下含銻阻燃材料都可以符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)在一些國(guó)際著名大公司都制定了比R0HS更嚴(yán) 格的標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)B0SH公司就規(guī)定鉛含量必須小于2ppm，這是材料生產(chǎn)廠家很難達(dá)到的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供了一種用于車用波紋管 的低鉛阻燃材料，本發(fā)明的低鉛阻燃材料不僅具有優(yōu)良的阻燃性和機(jī)械性能，并且含鉛量 極低。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于車用波紋管的低鉛阻燃材料，包括以下重量 份的原料:聚丙烯70~100份，滑石粉30~50份，黑色母2~5份，偶聯(lián)劑1~2份，相容劑5~8 份，阻燃劑15~30份，抗沖改性劑3~5份，有機(jī)粘土納米增強(qiáng)彈性體復(fù)合材料3~5份，潤(rùn)滑 劑1~3份以及抗氧劑1~3份。
[0006] 優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為環(huán)氧樹脂與乙烯基三乙氧基硅烷的混合物，其中，環(huán)氧樹脂 與乙烯基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為1:3~5。
[0007] 優(yōu)選地，所述相容劑為馬來酸酐接枝PP、馬來酸酐接枝PE以及聚丙烯接枝丙烯酸 縮水甘油酯的混合物，其中馬來酸酐接枝PP、馬來酸酐接枝PE和聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘 油酯的質(zhì)量比為:5~7:2~3:3~5。
[0008] 優(yōu)選地，所述阻燃劑由為質(zhì)量比為2~4:1的三-(三溴苯氧基)-三嗪和輔助阻燃劑 組成，輔助阻燃劑為質(zhì)量比為2~4:0.5~0.8:1.6~2.0:0.5~0.8:1.8~2.5的三氧化二 鋪、氧化鋁、二氧化娃、三氧化二絡(luò)和氧化鈦的混合物，其中，三氧化二鋪為鉛含量在50ppm 以下的低鉛三氧化二銻。這樣的三氧化二銻可在市場(chǎng)上購買到。
[0009] 更優(yōu)選地，所述阻燃劑由為質(zhì)量比為3:1的三溴苯氧基三嗪和輔助阻燃劑組成，輔 助阻燃劑為質(zhì)量比為3:0.8:1.6:0.5:2.5的三氧化二銻、氧化鋁、二氧化硅、三氧化二鉻和 氧化鈦的混合物，其中，三氧化二銻為鉛含量在50ppm以下的低鉛三氧化二銻。
[0010]本發(fā)明的輔助阻燃劑通過選擇合適配比的三氧化二銻、氧化鋁、二氧化硅、三氧化 二鉻和氧化鈦，不僅可以節(jié)省三-(三溴苯氧基)-三嗪的用量，降低成本，還可提高材料的阻 燃性能。
[0011 ]優(yōu)選地，所述有機(jī)粘土納米增強(qiáng)彈性體復(fù)合材料為有機(jī)粘土/POE納米復(fù)合材料， 其中，有機(jī)粘土占有機(jī)粘土/POE納米復(fù)合材料總重量的1 %~3%。
[0012]當(dāng)有機(jī)粘土/POE納米復(fù)合材料中有機(jī)粘土的重量含量為1 %~3%時(shí)，在受外力作 用時(shí)，有機(jī)粘土與POE能夠產(chǎn)生很好的協(xié)同作用，材料結(jié)構(gòu)不易發(fā)生破壞，有利于改善材料 的力學(xué)性能;但當(dāng)粘土含量過大時(shí)，有機(jī)粘土?xí)诓牧蟽?nèi)部產(chǎn)生聚集，成為應(yīng)力集中物，材 料易于在粘土粒子集聚處產(chǎn)生破壞，使材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度下降。
[0013]優(yōu)選地，所述抗沖改性劑為極性TPE與EPDM的共混物，其中，極性TPE的重量百分比 含量為3%~5%。
[0014]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)極性TPE與EPDM具有協(xié)同增韌效果，相較于單獨(dú)使用EPDM，可進(jìn)一步增 強(qiáng)材料的沖擊韌性，特別是當(dāng)極性TPE的重量百分比含量為3%~5%時(shí)，制得的材料的沖擊 初性更佳。
[0015] 優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣;所述抗氧劑為受阻酚類主抗氧劑與亞磷酸酯類 輔助抗氧劑的復(fù)配體系。
[0016] 優(yōu)選地，所述用于車用波紋管的低鉛阻燃材料包括以下重量份的原料:聚丙烯100 份，滑石粉40份，黑色母5份，偶聯(lián)劑1.5份，相容劑6份，阻燃劑12份，抗沖改性劑4份，有機(jī)粘 土納米增強(qiáng)彈性體復(fù)合材料4份，潤(rùn)滑劑2份以及抗氧劑2份。
[0017] 本發(fā)明還提供了所述的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料的制備方法，包括以下步 驟：
[0018] 1)將所述原料均勻混合，得混合料；
[0019] 2)將步驟1)得到的混合料加入單螺或雙螺擠出機(jī)擠出，控制擠出機(jī)的溫度在180-230°C，經(jīng)過熔融共混、擠出、定模、水冷，制得所述低鉛阻燃材料。
[0020] 本發(fā)明還提供了所述的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料在汽車線束保護(hù)波紋管 中的應(yīng)用。
[0021] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
[0022] 本發(fā)明的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料強(qiáng)度高、耐熱性好，彎曲模量可達(dá) 1 OOOMPa以上，形變溫度可達(dá)48 °C以上；
[0023] 本發(fā)明的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料具有良好的阻燃性低溫性，且抗沖擊破 壞性優(yōu)良；同時(shí)經(jīng)濟(jì)性好、產(chǎn)品成型穩(wěn)定、收縮率小，不超過1.5%。;焊接性能好，安裝施工便 捷，可做到全密封。
[0024] 本發(fā)明的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料制得的波紋管在常溫及耐老化(經(jīng)120 °CX50Hr，120°CX100Hr)后，可達(dá)離火5s內(nèi)自熄；
[0025] 本發(fā)明的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料制得的波紋管耐熱拉伸率好，啞鈴狀試 片加入到160°C，150°C，140°C的高溫箱里，測(cè)定延伸率達(dá)到50%的時(shí)間，以這3點(diǎn)的數(shù)據(jù)作 成耐熱壽命曲線，滿足以100 °C X5000hr; 120 °C XI OOOhr的基準(zhǔn)要求；
[0026] 本發(fā)明的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料制得的波紋管滿足低溫沖擊-40°C/ 24hr后，波紋管沒有斷裂，破損等現(xiàn)象；
[0027] 本發(fā)明的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料制得的波紋管具有良好的熱變形性:尺 寸變化率1 %以下；
[0028]本發(fā)明的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料制得的波紋管耐汽油性及冷卻液、洗滌 液、電池液、潤(rùn)滑油、燈油等化學(xué)試劑。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明 作進(jìn)一步說明。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] -種用于車用波紋管的低鉛阻燃材料，包括以下重量份的原料:聚丙烯70份，滑石 粉30份，黑色母2份，偶聯(lián)劑1.5份，相容劑5份，阻燃劑18份，抗沖改性劑3份，有機(jī)粘土納米 增強(qiáng)彈性體復(fù)合材料3份，潤(rùn)滑劑2份以及抗氧劑2份；
[0032]所述偶聯(lián)劑為環(huán)氧樹脂與乙烯基三乙氧基硅烷的混合物，其中，環(huán)氧樹脂與乙烯 基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為1:4;
[0033]所述相容劑為馬來酸酐接枝PP、馬來酸酐接枝PE以及聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油 酯的混合物，其中馬來酸酐接枝PP、馬來酸酐接枝PE和聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯的質(zhì) 量比為5:2:3;
[0034]所述阻燃劑由為質(zhì)量比為2:1的三_(三溴苯氧基)_三嗪和輔助阻燃劑組成，輔助 阻燃劑為質(zhì)量比為2:0.5:1.8:0.7:1.8的三氧化二鋪、氧化鋁、二氧化娃、三氧化二絡(luò)和氧 化鈦的混合物，其中，三氧化二銻為鉛含量在50ppm以下的低鉛三氧化二銻；
[0035]所述有機(jī)粘土納米增強(qiáng)彈性體復(fù)合材料為有機(jī)粘土/P0E納米復(fù)合材料，其中，有 機(jī)粘土占有機(jī)粘土/P0E納米復(fù)合材料總重量的1 % ;
[0036]所述抗沖改性劑為極性TPE與EPDM的共混物，其中，極性TPE的重量百分比含量為 3%；
[0037] 所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣;所述抗氧劑為受阻酚類主抗氧劑1010與亞磷酸酯類輔助 抗氧劑168的復(fù)配體系。
[0038] 本實(shí)施例的用于車用波紋管的低鉛阻燃材料的制備方法，包括以下步驟：
[0039] 1)將所述原料均勻混合，得混合料；
[0040] 2)將步驟1)得到的混合料加入單螺或雙螺擠出機(jī)擠出，控制擠出機(jī)的溫度在180- 230°C，經(jīng)過熔融共混、擠出、定模、水冷，制得所述低鉛阻燃材料。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042] 一種用于車用波紋管的低鉛阻燃材料，包括以下重量份的原料:聚丙烯90份，滑石 粉40份，黑色母4份，偶聯(lián)劑1份，相容劑6份，阻燃劑15份，抗沖改性劑4份，有機(jī)粘土納米增 強(qiáng)彈性體復(fù)合材料4份，潤(rùn)滑劑1份以及抗氧劑1份；
[0043]所述偶聯(lián)劑為環(huán)氧樹脂與乙烯基三乙氧基硅烷的混合物，其中，環(huán)氧樹脂與乙烯 基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為1:5;
[0044]所述相容劑為馬來酸酐接枝PP、馬來酸酐接枝PE以及聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油 酯的混合物，其中馬來酸酐接枝PP、馬來酸酐接枝PE和聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯的質(zhì) 量比為6:2.5:4;<