一种用于车用波纹管的低铅阻燃材料、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于车用波纹管技术领域，尤其涉及一种用于车用波纹管的低铅阻燃材 料、其制备方法及应用。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯由于其优异的加工性，耐化学性和机械强度，广泛用于汽车波纹管中。然 而，聚丙烯本身极易燃烧。目前一些汽车线束保护波纹管，车辆在行驶过程中会产生大量的 热量，为防止车辆在运行中由于波纹管发热，或交通事故引起燃烧，而散发出不利于健康含 量高的铅物质，影响人体健康，有必要开发一种环保低铅阻燃的波纹管材料。
[0003] 处于成本和性能的考虑，目前大多数情况下厂所用的阻燃剂主要为磷-氮体系或 溴-锑体系，特别是溴-锑体系。溴-锑体系中使用的三氧化二锑中含有氧化铅，虽然正常情 况下含锑阻燃材料都可以符合欧盟标准，但现在一些国际著名大公司都制定了比R0HS更严 格的标准，德国B0SH公司就规定铅含量必须小于2ppm，这是材料生产厂家很难达到的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供了一种用于车用波纹管 的低铅阻燃材料，本发明的低铅阻燃材料不仅具有优良的阻燃性和机械性能，并且含铅量 极低。
[0005] 本发明采用的技术方案为：一种用于车用波纹管的低铅阻燃材料，包括以下重量 份的原料:聚丙烯70~100份，滑石粉30~50份，黑色母2~5份，偶联剂1~2份，相容剂5~8 份，阻燃剂15~30份，抗冲改性剂3~5份，有机粘土纳米增强弹性体复合材料3~5份，润滑 剂1~3份以及抗氧剂1~3份。
[0006] 优选地，所述偶联剂为环氧树脂与乙烯基三乙氧基硅烷的混合物，其中，环氧树脂 与乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为1:3~5。
[0007] 优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE以及聚丙烯接枝丙烯酸 缩水甘油酯的混合物，其中马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE和聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘 油酯的质量比为:5~7:2~3:3~5。
[0008] 优选地，所述阻燃剂由为质量比为2~4:1的三-(三溴苯氧基)-三嗪和辅助阻燃剂 组成，辅助阻燃剂为质量比为2~4:0.5~0.8:1.6~2.0:0.5~0.8:1.8~2.5的三氧化二 铺、氧化铝、二氧化娃、三氧化二络和氧化钛的混合物，其中，三氧化二铺为铅含量在50ppm 以下的低铅三氧化二锑。这样的三氧化二锑可在市场上购买到。
[0009] 更优选地，所述阻燃剂由为质量比为3:1的三溴苯氧基三嗪和辅助阻燃剂组成，辅 助阻燃剂为质量比为3:0.8:1.6:0.5:2.5的三氧化二锑、氧化铝、二氧化硅、三氧化二铬和 氧化钛的混合物，其中，三氧化二锑为铅含量在50ppm以下的低铅三氧化二锑。
[0010]本发明的辅助阻燃剂通过选择合适配比的三氧化二锑、氧化铝、二氧化硅、三氧化 二铬和氧化钛，不仅可以节省三-(三溴苯氧基)-三嗪的用量，降低成本，还可提高材料的阻 燃性能。
[0011 ]优选地，所述有机粘土纳米增强弹性体复合材料为有机粘土/POE纳米复合材料， 其中，有机粘土占有机粘土/POE纳米复合材料总重量的1 %~3%。
[0012]当有机粘土/POE纳米复合材料中有机粘土的重量含量为1 %~3%时，在受外力作 用时，有机粘土与POE能够产生很好的协同作用，材料结构不易发生破坏，有利于改善材料 的力学性能;但当粘土含量过大时，有机粘土会在材料内部产生聚集，成为应力集中物，材 料易于在粘土粒子集聚处产生破坏，使材料的拉伸强度和冲击强度下降。
[0013]优选地，所述抗冲改性剂为极性TPE与EPDM的共混物，其中，极性TPE的重量百分比 含量为3%~5%。
[0014]发明人发现极性TPE与EPDM具有协同增韧效果，相较于单独使用EPDM，可进一步增 强材料的冲击韧性，特别是当极性TPE的重量百分比含量为3%~5%时，制得的材料的冲击 初性更佳。
[0015] 优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙;所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类 辅助抗氧剂的复配体系。
[0016] 优选地，所述用于车用波纹管的低铅阻燃材料包括以下重量份的原料:聚丙烯100 份，滑石粉40份，黑色母5份，偶联剂1.5份，相容剂6份，阻燃剂12份，抗冲改性剂4份，有机粘 土纳米增强弹性体复合材料4份，润滑剂2份以及抗氧剂2份。
[0017] 本发明还提供了所述的用于车用波纹管的低铅阻燃材料的制备方法，包括以下步 骤：
[0018] 1)将所述原料均匀混合，得混合料；
[0019] 2)将步骤1)得到的混合料加入单螺或双螺挤出机挤出，控制挤出机的温度在180-230°C，经过熔融共混、挤出、定模、水冷，制得所述低铅阻燃材料。
[0020] 本发明还提供了所述的用于车用波纹管的低铅阻燃材料在汽车线束保护波纹管 中的应用。
[0021] 相对于现有技术，本发明的有益效果为：
[0022] 本发明的用于车用波纹管的低铅阻燃材料强度高、耐热性好，弯曲模量可达 1 OOOMPa以上，形变温度可达48 °C以上；
[0023] 本发明的用于车用波纹管的低铅阻燃材料具有良好的阻燃性低温性，且抗冲击破 坏性优良；同时经济性好、产品成型稳定、收缩率小，不超过1.5%。;焊接性能好，安装施工便 捷，可做到全密封。
[0024] 本发明的用于车用波纹管的低铅阻燃材料制得的波纹管在常温及耐老化(经120 °CX50Hr，120°CX100Hr)后，可达离火5s内自熄；
[0025] 本发明的用于车用波纹管的低铅阻燃材料制得的波纹管耐热拉伸率好，哑铃状试 片加入到160°C，150°C，140°C的高温箱里，测定延伸率达到50%的时间，以这3点的数据作 成耐热寿命曲线，满足以100 °C X5000hr; 120 °C XI OOOhr的基准要求；
[0026] 本发明的用于车用波纹管的低铅阻燃材料制得的波纹管满足低温冲击-40°C/ 24hr后，波纹管没有断裂，破损等现象；
[0027] 本发明的用于车用波纹管的低铅阻燃材料制得的波纹管具有良好的热变形性:尺 寸变化率1 %以下；
[0028]本发明的用于车用波纹管的低铅阻燃材料制得的波纹管耐汽油性及冷却液、洗涤 液、电池液、润滑油、灯油等化学试剂。
【具体实施方式】
[0029]为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明 作进一步说明。
[0030] 实施例1
[0031] -种用于车用波纹管的低铅阻燃材料，包括以下重量份的原料:聚丙烯70份，滑石 粉30份，黑色母2份，偶联剂1.5份，相容剂5份，阻燃剂18份，抗冲改性剂3份，有机粘土纳米 增强弹性体复合材料3份，润滑剂2份以及抗氧剂2份；
[0032]所述偶联剂为环氧树脂与乙烯基三乙氧基硅烷的混合物，其中，环氧树脂与乙烯 基三乙氧基硅烷的质量比为1:4;
[0033]所述相容剂为马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE以及聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油 酯的混合物，其中马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE和聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯的质 量比为5:2:3;
[0034]所述阻燃剂由为质量比为2:1的三_(三溴苯氧基)_三嗪和辅助阻燃剂组成，辅助 阻燃剂为质量比为2:0.5:1.8:0.7:1.8的三氧化二铺、氧化铝、二氧化娃、三氧化二络和氧 化钛的混合物，其中，三氧化二锑为铅含量在50ppm以下的低铅三氧化二锑；
[0035]所述有机粘土纳米增强弹性体复合材料为有机粘土/P0E纳米复合材料，其中，有 机粘土占有机粘土/P0E纳米复合材料总重量的1 % ;
[0036]所述抗冲改性剂为极性TPE与EPDM的共混物，其中，极性TPE的重量百分比含量为 3%；
[0037] 所述润滑剂为硬脂酸钙;所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂1010与亚磷酸酯类辅助 抗氧剂168的复配体系。
[0038] 本实施例的用于车用波纹管的低铅阻燃材料的制备方法，包括以下步骤：
[0039] 1)将所述原料均匀混合，得混合料；
[0040] 2)将步骤1)得到的混合料加入单螺或双螺挤出机挤出，控制挤出机的温度在180- 230°C，经过熔融共混、挤出、定模、水冷，制得所述低铅阻燃材料。
[0041 ] 实施例2
[0042] 一种用于车用波纹管的低铅阻燃材料，包括以下重量份的原料:聚丙烯90份，滑石 粉40份，黑色母4份，偶联剂1份，相容剂6份，阻燃剂15份，抗冲改性剂4份，有机粘土纳米增 强弹性体复合材料4份，润滑剂1份以及抗氧剂1份；
[0043]所述偶联剂为环氧树脂与乙烯基三乙氧基硅烷的混合物，其中，环氧树脂与乙烯 基三乙氧基硅烷的质量比为1:5;
[0044]所述相容剂为马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE以及聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油 酯的混合物，其中马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE和聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯的质 量比为6:2.5:4;<