[发明专利]三元乙丙橡胶接枝共聚物和无卤阻燃三元乙丙橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料生产技术领域，公开了三元乙丙橡胶接枝共聚物和无卤阻燃三元乙丙橡胶材料及其制备方法，方法包括：在烯烃的交叉复分解反应条件下，在式(2)所示结构的催化剂存在下，将三元乙丙橡胶与式(1)所示结构的阻燃单体进行接枝聚合反应。本发明能够在利用较少量的阻燃剂的前提下得到阻燃性能达到UL‑94 V‑0级的水平，同时具有良好的力学性能的无卤阻燃三元乙丙橡胶材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料生产技术领域，具体地，涉及一种制备三元乙丙橡胶接枝共聚物的方法以及由该方法制备得到的三元乙丙橡胶接枝共聚物、一种制备无卤阻燃三元乙丙橡胶材料的方法以及由该方法制备得到的无卤阻燃三元乙丙橡胶材料。

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。

EPDM的阻燃改性旨在克服EPDM的易燃性，以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，但由于含卤阻燃剂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，因此近年来无卤阻燃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，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(程宪涛等，次磷酸铝协效MCA阻燃三元乙丙橡胶的研究；弹性体,2011,第21卷:59～63页)报道了以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃剂、二乙基次膦酸铝(ADP)和次磷酸铝(PAH)为协效阻燃剂制备无卤阻燃三元乙丙橡胶材料的方法，并研究了其阻燃性能和力学性能。结果表明，当阻燃剂MCA用量为76份、ADP用量为14份、PAH用量为10份时，无卤阻燃三元乙丙橡胶材料垂直燃烧级别达到FV-0，氧指数为30％，拉伸强度为6.7MPa，断裂伸长率为330％。然而，该现有技术中的阻燃剂添加量大且断裂伸长率降低明显。

CN1903895A公布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、硫化制得的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，并较大幅度提高了无卤阻燃三元乙丙橡胶的拉伸强度，然而，其100份三元乙丙橡胶中需加入150份氢氧化镁。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种制备三元乙丙橡胶接枝共聚物的方法以及由该方法制备得到的三元乙丙橡胶接枝共聚物，并且提供一种由三元乙丙橡胶接枝共聚物制备无卤阻燃三元乙丙橡胶材料的方法以及由该方法制备得到的无卤阻燃三元乙丙橡胶材料，利用本发明的方法能够在利用较少量的阻燃剂的前提下得到阻燃性能达到UL-94V-0级的水平，同时具有良好的力学性能的无卤阻燃三元乙丙橡胶材料。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种制备三元乙丙橡胶接枝共聚物的方法，该方法包括：在烯烃的交叉复分解反应条件下，在式(2)所示结构的催化剂存在下，将三元乙丙橡胶与式(1)所示结构的阻燃单体进行接枝聚合反应，

其中，

在式(1)中，R₁₁、R₁₂、R₁₃和R₁₄各自独立地为H和C1-C4的烷基中的至少一种；

在式(2)中，

R₁选自氢、C2-C20的烯基、C2-C20的炔基、C1-C20的烷基、C6-C20的芳基、C2-C20的羧酸酯基、C1-C20的烷氧基、C2-C20的链烯氧基、C2-C20的链炔氧基、C6-C20的芳氧基、C1-C20的烷硫基、C1-C20的烷基磺酰基和C1-C20烷基亚硫酰基；

X₁和X₂各自独立地为阴离子配位体；