[发明专利]DOPO-LDH复合型阻燃剂及其制备方法和无卤阻燃三元乙丙橡胶材料及其应用

说明书

本发明涉及高分子材料生产技术领域，公开了一种DOPO‑LDH复合型阻燃剂及其制备方法和无卤阻燃三元乙丙橡胶材料及其应用，该阻燃剂为DOPO接枝镁铝型水滑石的复合型阻燃剂，制备该阻燃剂的方法包括：将DOPO与硅烷偶联剂进行桥联；然后在溶剂存在下，将桥联后得到的产物与镁铝型水滑石进行接触。采用由本发明前述方法制备得到的DOPO‑LDH复合型阻燃剂获得的无卤阻燃三元乙丙橡胶材料具有明显优异的机械性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料生产技术领域，具体地，涉及一种DOPO-LDH复合型阻燃剂、一种制备DOPO-LDH复合型阻燃剂的方法以及由该方法制备得到的DOPO-LDH复合型阻燃剂、一种无卤阻燃三元乙丙橡胶材料及其应用。

背景技术

三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物，具有良好的耐候性、电绝缘性、耐臭氧性和耐化学药品等性能。而EPDM的阻燃改性旨在克服EPDM的易燃性，改善其应用的安全性。

目前商品化的阻燃EPDM材料主要采用溴-氧化锑的阻燃体系，但含卤阻燃剂由于燃烧过程会产生有毒有害的腐蚀性气体，正逐渐被新的环保法规所摒弃，因此近来无卤阻燃EPDM的研究广受关注。

目前无卤阻燃EPDM材料大多采用添加环保型的氢氧化镁、氢氧化铝或同其它配合剂协同使用。由于氢氧化物阻燃效率低，例如氢氧化镁填充量高达200份才能使EPDM达到FV-0阻燃级别，此时，EPDM的物理性能尤其是断裂伸长率变得很差。文献(张琦等，纳米氢氧化镁橡胶复合材料的性能研究；橡胶工业,2004,第51卷:14～19页)报道了使用纳米氢氧化镁填充EPDM，其添加量为150份时氧指数可达到30％，但断裂伸长率也只有164％。

为了降低阻燃剂添加量，提高其阻燃效率又研究添加少量硼酸锌作协效剂，例如130份氢氧化镁中添加10份硼酸锌，105份氢氧化铝中添加25份硼酸锌，所得的阻燃EPDM都可达到FV-0。但此时，阻燃剂添加总量依然较大；有现有技术研究表明，加入少量红磷可明显降低氢氧化物的添加量，但红磷的颜色限制了制品的使用范围。

CN1903895A公开了一种无卤阻燃三元乙丙橡胶的制备方法，将三元乙丙橡胶、金属氢氧化物、不饱和羧酸和过氧化物经共混、硫化制得无卤阻燃三元乙丙橡胶。使三元乙丙橡胶材料具备了良好的阻燃性，并较大幅度地提高了无卤阻燃三元乙丙橡胶的拉伸强度，但其在100份三元乙丙橡胶中需加入150份氢氧化镁。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的TPV材料撕裂强度和断裂伸长率较低且其中含有的阻燃剂含量高的缺陷，提供一种能够在较少用量的前提下获得较强的撕裂强度和断裂伸长率的无卤阻燃三元乙丙橡胶材料的DOPO-LDH复合型阻燃剂及其制备方法。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种DOPO-LDH复合型阻燃剂，该阻燃剂为DOPO接枝镁铝型水滑石的复合型阻燃剂。

第二方面，本发明提供一种制备DOPO-LDH复合型阻燃剂的方法，该方法包括：将DOPO与硅烷偶联剂进行桥联；然后在溶剂存在下，将桥联后得到的产物与镁铝型水滑石进行接触。

第三方面，本发明提供由前述方法制备得到的DOPO-LDH复合型阻燃剂。

第四方面，本发明提供一种无卤阻燃三元乙丙橡胶材料，该材料由组分A、组分B和组分C组成，所述组分A为三元乙丙橡胶，所述组分B为本发明前述的DOPO-LDH复合型阻燃剂，所述组分C中含有活化剂、硫化剂和硫化促进剂。

第五方面，本发明提供前述无卤阻燃三元乙丙橡胶材料作为橡胶材料的应用。

采用由本发明前述方法制备得到的DOPO-LDH复合型阻燃剂获得的无卤阻燃三元乙丙橡胶材料具有明显优异的机械性能和力学性能，特别地，例如撕裂强度和断裂伸长率大。