一种高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法和应用。

背景技术：

1、热塑性聚酯弹性体tpc具有传统热固型橡胶的功能和性能，如柔软、回弹性、抗疲劳性等特点，同时还兼具有一般热塑性塑料之加工简易、快速以及可回收再使用的双重优点，此外，tpc还具备优异的抗拉强度、极佳的低温柔韧性、耐油性能，tpc是特种装备线缆理想的护套、绝缘材料。因tpc树脂本体易燃，因此，通常阻燃线缆用tpc需进行阻燃改性，满足线缆阻燃要求。线缆在使用场景会遭遇水、热等因素叠加，为保证线缆具备足够的寿命，通常的线缆产品规范、标准均要求水解测试后抗张强度变化率≤30％。然而，因tpc分子链中的酯键原因，材料遇水后，tpc分子链易断裂，导致tpc耐水解性能不佳。而常规阻燃改性tpc经历水解测试后性能衰减严重，这种情况困扰了线缆材料制造方与使用方，影响了无卤阻燃tpc的广泛运用。

2、碳化二亚胺类抗水解剂因能阻止酯材料水解，通常用于聚酯类材料的抗水解改性，延缓聚酯类材料的水解进程，然而，一方面由于适用于tpc用的碳化二亚胺抗水解剂价格昂贵，另一方面由于碳化二亚胺类材料通过与羧酸反应，属于被动型抗水解剂，通过消耗抗水解剂，仅能延缓材料水解，无法从根本上解决tpc材料在高温高湿下的物性衰减。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题，通过在tpc阻燃改性混炼过程中，引入新型高抗水解助剂，制备出一种兼具机械强度与优异耐水解性能的无卤阻燃热塑性聚酯弹性体材料。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供的一种高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其由以下重量份的组分制备而成：热塑性聚酯弹性体tpc 50-65份，无卤阻燃剂20-35份，抗析出剂5-10份，高抗水解助剂0.5-2份，抗氧剂1-2份，酸中和剂0.2-3份。

4、本发明在常规阻燃tpc配方基础上，通过在制备过程中引入高抗水解助剂，当tpc在挤出线缆后，线缆处于高温高湿环境中，该高抗水解助剂能够链接tpc断裂的分子链，提高tpc分子链长度，避免tpc抗张强度衰减，提高材料在高温高湿环境中的寿命。

5、作为本发明上述方案的进一步改进，所述高抗水解助剂为含有异氰酸酯基团、环氧基和/或氨基的硅烷类化合物。在造粒挤出过程中，硅烷的反应型端基与tpc反应接枝到tpc分子链上，材料遇水后，硅烷水解成硅醇，硅醇缩合提高分子量，进一步交联，从而链接tpc断裂的分子链，提高tpc分子链长度，避免tpc抗张强度衰减，提高材料在高温高湿环境中的寿命。

6、作为本发明上述方案的进一步改进，所述含有异氰酸酯基团、环氧基和/或氨基的硅烷类化合物为3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、异氰酸丙基三甲氧基硅烷。

7、作为本发明上述方案的进一步改进，所述热塑性聚酯弹性体tpc的硬度为20d-80d；

8、和/或，所述热塑性聚酯弹性体tpc的硬段为对苯二甲酸和/或间苯二甲酸与二醇扩链剂构成，所述热塑性聚酯弹性体tpc的软段为聚醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中的至少一种。

9、作为本发明上述方案的进一步改进，所述无卤阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷氮复合阻燃剂、无机阻燃剂中的至少一种。

10、作为本发明上述方案的进一步改进，所述抗析出剂为乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、离聚物中的至少一种。

11、作为本发明上述方案的进一步改进，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、硫代酯抗氧剂中的至少一种。

12、作为本发明上述方案的进一步改进，所述酸中和剂为硼酸锌、氧化锌、氧化镁、氢氧化镁、水滑石、勃姆石的至少一种。酯类物质水解后产生羧酸，羧酸会促进进一步水解，通过加入酸中和剂，可以与羧酸反应，减缓水解。

13、本发明提供的一种制备如前所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

14、s1.按比例将热塑性聚酯弹性体tpc、无卤阻燃剂、高抗水解助剂、抗析出剂、抗氧剂、酸中和剂混合均匀后，得到混合物料；

15、s2.将所述混合物料投入螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，即得高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体。

16、作为本发明上述方案的进一步改进，所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，且其螺杆转速为200rpm，挤出温度控制在180-230℃。

17、本发明提供一种如前所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体在线缆中的应用。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、1.本发明在常规阻燃tpc配方基础上，通过在制备过程中引入高抗水解助剂，当tpc在挤出线缆后，线缆处于高温高湿环境中，该高抗水解助剂链接断裂的分子链，提高tpc分子链长度，避免tpc抗张强度衰减，提高材料在高温高湿环境中的寿命。

20、2.本发明的高抗水解助剂采用含有异氰酸酯基团、环氧基和/或氨基的硅烷类化合物，在造粒挤出过程中，硅烷的反应型端基(异氰酸酯基团、环氧基、氨基)与tpc反应而接枝到tpc分子链上，材料遇水后，硅烷水解成硅醇，硅醇缩合提高分子量，进一步交联，从而链接tpc断裂的分子链，提高tpc分子链长度，避免tpc抗张强度衰减，提高材料在高温高湿环境中的寿命。

21、3.本发明的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体在线缆挤出前常温储存不发生反应，可稳定存放；在线缆挤出后处于高温高湿场景下时，高抗水解助剂链接断裂的分子链，甚至产生交联，避免tpc抗张强度衰减，并提高材料的耐热性能，保证了材料在高温高湿环境中的寿命。

技术特征：

1.一种高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，其由以下重量份的组分制备而成：热塑性聚酯弹性体tpc 50-65份，无卤阻燃剂20-35份，抗析出剂5-10份，高抗水解助剂0.5-2份，抗氧剂1-2份，酸中和剂0.2-3份。

2.根据权利要求1所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述高抗水解助剂为含有异氰酸酯基团、环氧基和/或氨基的硅烷类化合物。

3.根据权利要求2所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述硅烷类化合物为3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或者异氰酸丙基三甲氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述热塑性聚酯弹性体tpc的硬度为20d-80d；

5.根据权利要求1所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述无卤阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷氮复合阻燃剂、无机阻燃剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述抗析出剂为乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、离聚物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、硫代酯抗氧剂中的至少一种；

8.一种制备如权利要求1-7中任一项所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，且其螺杆转速为200rpm，挤出温度控制在180-230℃。

10.一种如权利要求1-7中任一项所述的高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体在线缆中的应用。

技术总结本发明涉及一种高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法和应用，所述高抗水解无卤阻燃热塑性聚酯弹性体由以下重量份的组分制备而成：热塑性聚酯弹性体TPC 50‑65份，无卤阻燃剂20‑35份，抗析出剂5‑10份，高抗水解助剂0.5‑2份，抗氧剂1‑2份，酸中和剂0.2‑3份。本发明在常规阻燃TPC配方基础上，通过在制备过程中引入高抗水解助剂，当TPC在挤出线缆后，线缆处于高温高湿环境中，该高抗水解助剂能够链接TPC断裂的分子链，提高TPC分子链长度，避免TPC抗张强度衰减，提高材料在高温高湿环境中的寿命。技术研发人员：严波,孙刚伟受保护的技术使用者：会通新材料（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14