一种无卤阻燃型三元乙丙橡胶/聚丙烯复合材料的制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103275403 A (43)申请公布日 2013.09.04 CN 103275403 A *CN103275403A* (21)申请号 201310232834.0 (22)申请日 2013.06.13 C08L 23/16(2006.01) C08L 23/12(2006.01) C08K 13/08(2006.01) C08K 11/00(2006.01) C08K 3/32(2006.01) (71)申请人 西北师范大学 地址 730070 甘肃省兰州市安宁区安宁东路 967 号 (72)发明人 雷自强 高淑玲 张哲 罗鑫圣 雷蕾 李中卫 魏博 王小亮 (。

2、74)专利代理机构 甘肃省知识产权事务中心 62100 代理人 张英荷 (54) 发明名称 一种无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合 材料的制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚 丙烯复合材料， 是以三元乙丙橡胶、 聚丙烯为基 体， 以马铃薯废渣与多聚磷酸铵的混合物为复配 阻燃剂， 按常规工艺混炼而成。 本发明以马铃薯废 渣与多聚磷酸铵的混合物为复配阻燃剂制备的阻 燃型复合材料不仅具有良好的阻燃性能、 抑烟性 能， 而且还具有良好的力学性能， 能广泛应用在各 个工业领域 ； 另外， 本发明复配阻燃剂的成本低 廉， 有效降低了无卤阻燃 EPDM/PP 复合材料的成。

3、 本， 有利于复合材料的推广应用 ； 同时实现了马 铃薯废渣的重复利用， 解决了马铃薯加工行业的 污染问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103275403 A CN 103275403 A *CN103275403A* 1/1 页 2 1. 一种无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 是以三元乙丙橡胶、 聚丙烯为基 体， 以马铃薯废渣与多聚磷酸铵的混合物为复配阻燃剂， 按常规工艺混炼而成。 2. 如权利要求 1 所述无卤阻燃型三元乙丙橡胶 /。

4、 聚丙烯复合材料， 其特征在于 ： 所述 马铃薯废渣是将马铃薯淀粉加工厂废弃的马铃薯废渣于 60 80下干燥至恒重， 粉碎， 过 300 目筛后得到的马铃薯渣粉。 3. 如权利要求 1 或 2 所述无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 其特征在于 ： 所述复配阻燃剂中， 马铃薯废渣与多聚磷酸铵的质量比为 20:1 1:1。 4. 如权利要求 1 或 2 所述无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 其特征在于 ： 所述基体中， 三元乙丙橡胶与聚丙烯的质量比为 4:1 1:1。 5. 如权利要求 1 或 2 所述无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 其特征在于 ： 所述基体与。

5、复配阻燃剂的质量比为 10:1 5:1。 6. 如权利要求 1 或 2 所述无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 其特征在于 ： 原料中还添加基体质量 0.1 1% 的抗氧化剂。 7. 如权利要求 1 或 2 所述无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 其特征在于 ： 原料中还添加基体质量 0.4 0.8% 的促进剂。 8. 如权利要求 1 或 2 所述无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 其特征在于 ： 原料中还添加基体质量 0.1 1% 的润滑剂。 9. 如权利要求 1 或 2 所述无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 其特征在于 ： 原料中还添加基体质量 0。

6、.4 0.8% 的硫化剂。 权 利 要 求 书 CN 103275403 A 2 1/3 页 3 一种无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料的制备方 法 技术领域 0001 本发明属于复合材料技术领域， 涉及一种三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 尤其 涉及一种无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料。 背景技术 0002 三元乙丙橡胶 （EPDM） 是乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物， 是一种具有优异耐候性、 电绝缘性、 耐氧化性和耐臭氧性等优异性能的橡胶。聚丙烯 （PP） 是一种通用塑料， 其力学 性能优良、 耐应力开裂性和耐磨性好， 并有较好的耐热性、 优良的化学稳定性以及优异的加 工。

7、性能。将二者共混得到的复合材料既具有 EPDM 的高弹性， 又具有 PP 的可塑性， 克服了三 元乙丙橡胶加工过程中易粘辊的弱点。 当二者以不同比例混炼的时候得到具有不同结构和 用途的复合材料， 广泛应用在各种电子产品外壳、 汽车配件、 门窗密封条、 建筑材料防水板 以及电线电缆等各个方面。但是 EPDM 和 PP 共同具有的致命缺点是易燃， 这使 EPDM/PP 复 合材料的应用受到很大的限制。而在复合材料中添加阻燃剂是解决 EPDM/PP 复合材料的阻 燃性能的主要途径。据报道， 含卤阻燃剂对 EPDM/PP 阻燃效果明显， 但是在燃烧的过程中会 释放大量的有毒气体， 不仅造成环境污染， 。

8、而且在火灾事故中给人员撤离及灭火人员工作 造成很大的威胁。因此， 无卤阻燃研究已经成为阻燃领域研究的热点。膨胀型阻燃剂是最 常用的一种无卤阻燃剂， 膨胀型阻燃剂通常包含三种成分 ： 酸源、 碳源和气源。最常用的酸 源是磷酸、 硼酸、 硫酸、 磷酸铵、 硫酸铵、 脲磷酸盐、 多聚磷酸铵及三聚氰胺磷酸盐等， 碳源为 淀粉、 糊精、 山梨醇、 季戊四醇及酚醛树脂等， 气源为脲、 脲醛树脂、 双氰胺、 三聚氰胺及聚酰 胺等。但是这些阻燃剂成本较高， 给工业领域广泛使用造成了困难。 发明内容 0003 本发明的目的是针对现有技术中存在的问题， 提供一种具有良好阻燃性能、 抑烟 性能和力学性能的无卤阻燃型。

9、三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料。 0004 一、 无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料 本发明无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料， 是以三元乙丙橡胶、 聚丙烯为基 体， 以马铃薯废渣与多聚磷酸铵的混合物为复配阻燃剂， 按常规工艺混炼而成。 0005 所述马铃薯废渣是将马铃薯淀粉加工厂废弃的马铃薯废渣于 6080下干燥至恒 重， 粉碎， 过 300 目筛后得到的马铃薯渣粉。所述复配阻燃剂中， 马铃薯废渣与多聚磷酸铵 的质量比为 20:11:1 ； 所述基体中， 三元乙丙橡胶与聚丙烯的质量比为 4:11:1 ； 所述基体 与复配阻燃剂的质量比为 10:15:1。 0006 为了减少。

10、混炼过程中橡胶老化的目的， 原料中还添加基体质量 0.11% 的抗氧化 剂， 如 ZnO。 0007 为了平衡缩短硫化时间和提高交联密度之间的矛盾目的， 原料中还添加基体质量 0.40.8% 的促进剂， 如 TMTM。 说 明 书 CN 103275403 A 3 2/3 页 4 0008 为了降低橡胶分子间作用力， 原料中还添加基体质量 0.11% 的润滑剂， 如 EBS。 0009 为了促进分子之间的交联， 原料中还添加基体质量 0.40.8% 的硫化剂， 如硫磺。 0010 二、 无卤阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙烯复合材料的性能测试 1、 氧指数测试 测试方法 ： 根据国家标准 JISK。

11、6269-1998 用氧指数测定仪测试极限氧指数。样条标准 为 1006.53mm3。 0011 测试结果 ： 氧指数不低于 31。 0012 2、 抑烟性能测试 测试方法 ： 中华人民共和国国家标准 GB/T 8323.2-2008/180 5659-2 :2006 ： 单室法 测定烟密度试验方法进行， 采用无焰模式。 样片为75mm1 mm正方形， 厚为1. 0 mm 士0.1 mm。 0013 测试结果 ： 烟密度小于 75。 0014 3、 力学性能测试 测试方法 ： 根据国家标准 GB/T528-1998 在微机控制电子万能试验机上测试拉伸强度、 拉断伸长率。 0015 测试结果 ：。

12、 力学性能 ： 抗拉强度 ： 12.510.8MPa， 断裂伸长率 ： 500%320%。 0016 综上所述， 本发明相对于现有技术具有以下有益效果 ： 1、 本发明以马铃薯废渣与多聚磷酸铵的混合物为复配阻燃剂制备的阻燃型复合材料 不仅具有良好的阻燃性能、 抑烟性能， 而且还具有良好的力学性能， 能广泛应用在各个工业 领域 ； 2、 本发明复配阻燃剂的成本低廉， 有效降低了 EPDM/PP 复合材料的成本， 有利于复合 材料的推广应用 ； 3、 本发明实现了马铃薯废渣的重复利用， 解决了马铃薯加工行业的污染问题。 具体实施方式 0017 下面通过具体实施例对本发明阻燃型三元乙丙橡胶 / 聚丙。

13、烯复合材料的制备和 性能做进一步说明。 0018 实施例 1 基本配方 ： EPDM/PP 100 份 （4:1） ； 抗氧化剂 ZnO 0.1 份 ； 促进剂 TMTM 0.4 份 ； 润滑剂 EBS 0.1 份 ； 硫化剂 （硫磺） 0.4 份 ； 阻燃剂 10 份 （马铃薯废渣 5 份， 多聚磷酸铵 5 份） 。 0019 混炼工艺 ： （1） 将淀粉厂废弃的马铃薯废渣在 60烘箱中干燥至恒重， 粉碎后过 300 目筛， 取配方 量备用。 0020 （2） 复合材料的混炼 ： 在开炼机 170条件下先将 PP 预热 3min， 再加入 EPDM 博通 5 次， 混匀后依次加入抗氧化剂、 。

14、润滑剂， 混炼 5min ； 加入阻燃剂 （马铃薯废渣粉和多聚磷酸 铵） ， 混炼 10min， 最后加入硫化剂、 促进剂混炼 3min ； 24h 后将试样在 180条件下， 用液压 平板硫化机硫化 30min 后在液压机上冷却 3min， 制成所需规格的片材， 然后制备成标准试 样。 0021 性能指标 ： 氧指数为 31.2， 烟密度为 74， 力学性能指标 ： 抗拉强度为 12.5 MPa， 断 说 明 书 CN 103275403 A 4 3/3 页 5 裂伸长率为 500%。 0022 实施例 2 基本配方 ： EPDM/PP 100 份 （3:1） ； 抗氧化剂 ZnO 0.5 。

15、份 ； 促进剂 TMTM 0.6 份 ； 润滑剂 EBS 0.5份 ； 硫化剂 （硫磺） 0.55份 ； 阻燃剂12.5份 （马铃薯废渣 10份， 多聚磷酸铵2.5份） 。 0023 混炼工艺 ： 同实施例 1。 0024 性能指标 ： 氧指数为32.8， 抑烟性能为75， 力学性能指标 ： 抗拉强度为12.3MPa， 断 裂伸长率为 423%。 0025 实施例 3 基本配方 ： EPDM/PP 100 份 （2:1） ； 抗氧化剂 ZnO 0.8 份 ； 促进剂 TMTM 0.7 份 ； 润滑剂 EBS 0.7 份 ； 硫化剂 （硫磺） 0.68 份 ； 阻燃剂 15 份 （马铃薯废渣 1。

16、4 份， 多聚磷酸铵 1 份） 。 0026 混炼工艺 ： 同实施例 1。 0027 性能指标 ： 氧指数为35， 抑烟性能为72， 力学性能指标 ： 抗拉强度为11.2MPa， 断裂 伸长率为 376%。 0028 实施例 4 基本配方 ： EPDM/PP 100 份 （1:1） ； 抗氧化剂 ZnO 1 份 ； 促进剂 TMTM 0.8 份 ； 润滑剂 EBS 1 份 ； 硫化剂 （硫磺） 0.8 份 ； 阻燃剂 20 份 （马铃薯废渣 19.05 份， 多聚磷酸铵 0.95 份） 。 0029 混炼工艺 ： 同实施例 1。 0030 性能指标 ： 氧指数为32.6， 抑烟性能为71， 力学性能指标 ： 抗拉强度为10.8MPa， 断 裂伸长率为 320%。 0031 实施例 5 基本配方 ： EPDM/PP 100 份 （3:2） ； 抗氧化剂 ZnO 0.6 份 ； 促进剂 TMTM 0.59 份 ； 润滑剂 EBS 0.63 份 ； 硫化剂 （硫磺） 0.61 份 ； 阻燃剂 14 份 （马铃薯废渣 12 份， 多聚磷酸铵 2 份） 。 0032 混炼工艺 ： 同实施例 1。 0033 性能指标 ： 氧指数为31.5， 抑烟性能74， 力学性能指标 ： 抗拉强度为11.9MPa， 断裂 伸长率为 341%。 说 明 书 CN 103275403 A 5 。