[精華回顧]無鹵阻燃TPE電線電纜絕緣材料的開發(fā)和應(yīng)用

    報(bào)告人：雷華 博士

    浙江大學(xué)

    江蘇鼎啟鐘華新型材料科技有限公司
    具有通用塑料加工性能，又有著類似交聯(lián)橡膠性能的高分子合金材料 ；

    SEBS分子結(jié)構(gòu)中的雙鍵被飽和，因此具有耐老化的特性；
    安全無毒、穩(wěn)定性好、質(zhì)地柔軟、外觀漂亮、手感舒適、回彈性能好和很強(qiáng)的防濕滑性；
    具有可回收性，因此具有環(huán)保的特點(diǎn)；
    基于SEBS的TPE還具有很高的電絕緣性。 
    基于前述特點(diǎn)，TPE材料可取代PVC用作電線電纜的絕緣材料。目前應(yīng)用在低溫、耐老化及需要良好觸感的領(lǐng)域，特別是一些高檔電子消費(fèi)品領(lǐng)域，如耳機(jī)線、電子線、電源線、信號線等。 
    TPE材料本身可燃，要用作電線電纜絕緣材料，還需要解決一個(gè)阻燃問題？
    溴系阻燃劑，協(xié)同三氧化二銻 
    缺點(diǎn)：產(chǎn)生濃煙和有害物質(zhì)，會引起人體窒息
    無鹵阻燃體系
    （1）無機(jī)氫氧化物體系；
    缺點(diǎn)：阻燃效率低，添加量大，材料力學(xué)性能損失嚴(yán)重；

    （2）磷氮復(fù)合體系；

    缺點(diǎn)：存在易吸潮和遷移析出問題
    無鹵阻燃TPE的開發(fā)，目的：研發(fā)新型的電纜用無鹵阻燃TPE配方體系 

    （1）合適的無鹵阻燃體系，這是解決易燃高分子材料阻燃問題的核心；
    （2）無鹵阻燃體系的阻燃效率低于鹵素阻燃體系，因此其填充量要遠(yuǎn)高于鹵系阻燃劑，這會導(dǎo)致材料力學(xué)性能的惡化，那么在阻燃體系高填充量下如何保持高分子材料的力學(xué)性能成為關(guān)鍵，即需要兼顧材料阻燃性能與力學(xué)性能的平衡；
    （3）在無鹵阻燃劑阻燃的高分子材料配方體系中，無鹵阻燃劑的重量比例很高，接近甚至超過基體樹脂材料，而無鹵阻燃劑在顆粒形態(tài)（粉末狀）及比重上（大于樹脂）與基體樹脂差別也較大，因此阻燃體系與基體樹脂間的混合與分散也很重要，這將決定了材料的均勻性，因此需要開發(fā)在阻燃體系高填充下適合無鹵阻燃體系和高分子材料的性能特點(diǎn)的加工工藝和加工設(shè)備。 
    具有阻燃效果的阻燃體系
    ①APP（聚磷酸銨）體系；
    ②有機(jī)次磷酸鹽；
    ③無機(jī)氫氧化鋁和氫氧化鎂體系；
    ④有機(jī)硅阻燃體系；
    ⑤紅磷；
    ⑥有機(jī)磷酸酯（如RDP、BDP）。

    甲基磷酸甲酯鋁的失重溫度略低于二乙基次磷酸鋁，但仍然很高，滿足聚合物基體材料加工的需要。
    甲基磷酸甲酯鋁中磷含量高于二乙基次磷酸鋁的磷含量，更高的磷含量具有更好的阻燃性能。
    從結(jié)構(gòu)上可看到，也存在甲基等有機(jī)基團(tuán)，可增加阻燃劑與基體樹脂間的相容性。

    復(fù)配阻燃體系的組成
    有機(jī)磷酸鹽 ；
    高分子量三聚氰胺衍生物 ；
    高分子量多羥基化合物；
    復(fù)配體系特點(diǎn)：

    （1）高阻燃性；
    （2）無遷移析出；
    （3）不吸潮；
    （4）無顏色和氣味困擾
    阻燃超細(xì)粉體的表面處理及分散技術(shù) 
    主要目的：改變阻燃劑的表面特性
    解決兩個(gè)問題：

    （1）解決力學(xué)性能的下降；
    （2）阻燃劑的遷移析出

    也可以通過對比處理與未處理阻燃劑粉體填充于TPE材料中的力學(xué)性能
    處理效果的簡單鑒別

    使用高分子量長碳鏈表面處理劑在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行原位的增容。
    比如：馬來酸酐接枝聚合物（PP、PE、EVA、SEBS） 

    可以促進(jìn)高分子量長碳鏈表面活性劑對阻燃劑顆粒的包覆，以及加強(qiáng)長碳鏈表面活性劑與聚合物基體長碳鏈的相互纏繞，提高粉體阻燃劑與基體樹脂間的相互作用力，進(jìn)一步提高無鹵阻燃高分子材料的力學(xué)性能

    親水性粉體與親油性聚合物基體增容技術(shù)
    無鹵阻燃TPE配方體系 
    阻燃體系
    白油
    SEBS
    聚烯烴
    其他助劑
    配方體系中需要關(guān)注的問題
    白油的選擇
    白油與SEBS的比例
    聚烯烴樹脂與彈性體組分的比例
    其他助劑-潤滑助劑及防護(hù)體系

    硬度
    熔指
    阻燃性能
    力學(xué)性能
    電絕緣性（較少關(guān)注）
    電纜料關(guān)注的性能要點(diǎn)
    加工特性
    線材的表面特性
    線材的阻燃特性
    線材的力學(xué)性能（強(qiáng)度和伸長率）
    線材的耐熱等級（熱老化特性）

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