CN101643553B - 高分子氯丁橡胶发泡材料及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于绝缘材料及防火材料工程领域，具体涉及到一种无毒、无卤、低烟、防火等级达到国际UL94V-0级别的高分子氯丁橡胶发泡材料及其制作工艺，按重量配比取氯丁橡胶原料45％、阻燃剂5％、作为补强剂的碳黑15％、作为填充剂的CaCo315％、作为软化剂的石蜡油10％、发泡剂3％、滑石粉5％、硅土2％，经过原料混合、挤出成型、硫化发泡、防缩处理四个步骤即可获得符合UL94-V0国际标准的高分子氯丁橡胶发泡材料，经过修边、裁切后即可适用于各种绝缘、防火工程。
Description
技术领域
本发明属于绝缘材料及防火材料工程领域，具体涉及到一种高分子氯丁橡胶发泡材料及其制作工艺。
背景技术
目前所广泛使用的绝缘材料及防火材料，普遍采用以橡胶发泡材料为主要填充物，其主要成分包括：作为橡胶原料的氯丁橡胶25％、三元乙丙橡胶30％，作为补强剂的碳黑15％，作为填充剂的CaCo315％，作为软化剂的石蜡油10％，以及发泡剂5％。
但是现有技术中的橡胶发泡材料由于所选取的原料及其配比上的局限，远未达到UL94-V0的国际标准。实践证明，现有技术中的橡胶发泡材料并不能满足的良好的绝缘、防火性能所需，直接限制了绝缘、防火工程的质量。
发明内容
为弥补现有技术的不足，本发明提供了一种无毒、无卤、低烟的高分子氯丁橡胶发泡材料，该高分子氯丁橡胶发泡材料具有优于现有橡胶发泡材料的绝缘、防火性能，更加适用于高质量的绝缘、防火工程。
本发明的高分子氯丁橡胶发泡材料，包括按重量配比的如下成分：
氯丁橡胶原料45％、阻燃剂5％、作为补强剂的碳黑15％、作为填充剂的CaCo315％、作为软化剂的石蜡油10％、发泡剂3％、滑石粉5％、硅土2％。其中滑石粉与硅土作为对发明效果贡献的有效成分，可以大幅度的提高成品高分子氯丁橡胶发泡材料的绝缘、防火性能，测试数据皆达到UL94-V0的国际标准。
较佳的，所述的氯丁橡胶原料由按发泡材料重量配比的氯丁橡胶20％、三元乙丙橡胶15％、丁腈橡胶10％混合组成。
较佳的，所述的阻燃剂为无卤阻燃剂，无卤阻燃剂添加量少、阻燃效率高、低烟、低毒、用途广泛。
同时，本发明还提供了该高分子氯丁橡胶发泡材料的制备工艺，包括如下步骤：
(1)原料混合：按重量配比取氯丁橡胶20％、三元乙丙橡胶15％、丁腈橡胶10％、阻燃剂5％、碳黑15％、CaCo315％、石蜡油10％、发泡剂3％、滑石粉5％、硅土2％，用密炼机将上述原料充分混合；
(2)高温炼胶：用双滚轮直结式炼胶机对步骤(1)的所得物进行高温混炼；
(3)挤出成型：用单螺杆押出机对步骤(2)的所得物进行水冷并挤出成型；
(4)硫化发泡：对步骤(3)的所得物进行硫化发泡处理；
(5)防缩处理：恒温存放步骤(4)的所得物进行防缩处理。
较佳的，步骤(2)中双滚轮直结式炼胶机在120摄氏度的温度条件下对步骤(1)的所得物进行混炼。
较佳的，所述的硫化发泡采用平板硫化机。
较佳的，所述的平板硫化机设有发泡模具，该发泡模具为一扁平的长方体，其上表面设有方形凹槽，步骤(3)的所得物置于凹槽内，该结构的发泡模具基本上消除了挤出时边沿溢出造成的成品密度不均问题，发泡成型后的成品利用率最高。
较佳的，所述的硫化发泡时间为30分钟。
较佳的，所述的恒温存放的温度为100摄氏度。
较佳的，所述的恒温存放所需时间为24小时。
和现有技术相比，本发明的积极效果在于：
无毒、无卤、低烟，具有优异的绝缘、防火性能，成品可以达到UL94-V0的国际标准，能适用于高质量的绝缘、防火工程所需。
附图说明书
图1是本发明的工艺流程示意图。
图2是本发明的生产流程示意图。
图3是本发明的发泡模具结构示意图。
图中，1-密炼机，2-双滚轮直结式炼胶机，3-单螺杆押出机，4-平板硫化机，5-发泡模具，51-凹槽。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明，但所陈的实施方式仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，本领域的技术员根据技术常识能轻易想到的同等变换和变形皆属于本发明的保护范畴。
本发明所公开的高分子氯丁橡胶发泡材料，包括按重量配比的如下成分：
氯丁橡胶20％、三元乙丙橡胶15％、丁腈橡胶10％、阻燃剂5％、碳黑15％、CaCo315％、石蜡油10％、发泡剂3％、滑石粉5％、硅土2％，所述的阻燃剂为无卤阻燃剂。
如图1和图2所示，其制备工艺如下：
(1)原料混合：按重量配比取氯丁橡胶20％、三元乙丙橡胶15％、丁腈橡胶10％、阻燃剂5％、碳黑15％、CaCo315％、石蜡油10％、发泡剂3％、滑石粉5％、硅土2％，用密炼机将上述原料充分混合；
(2)高温炼胶：用双滚轮直结式炼胶机对步骤(1)的所得物在120摄氏度的温度条件下进行高温混炼；
(3)挤出成型：用单螺杆押出机对步骤(2)的所得物进行水冷挤出成型；
(4)硫化发泡：采用平板硫化机对步骤(3)的所得物进行硫化发泡处理；
(5)防缩处理：恒温存放步骤(4)的所得物进行防缩处理。
如图3所示，所述的平板硫化机设有发泡模具，该发泡模具为一扁平的长方体，其上表面设有方形凹槽，步骤(3)的所得物置于凹槽内，该结构的发泡模具基本上消除了挤出时边沿溢出造成的成品密度不均问题，发泡成型后的成品利用率最高。
按上述步骤即可获得无毒、无卤、低烟、符合UL94-V0国际标准的高分子氯丁橡胶发泡材料，经过修边、裁切后即可适用于各种绝缘、防火工程，其优良的性能可以用瑞士通用公证行(SGS)以下六项测试或试验项目的数据充分体现。
一、测试项目：遵照RoHSDirective2002/95/EC和其后的修正文件。
测试方法参照IEC62321：2008，电子产品管制物质测试步骤：
(a)测定样品中之铅(Pb)，镉(Cd)含量。利用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES)或原子吸收光谱仪进行测定(AAS)。
(b)测定样品中之汞(Hg)含量。利用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES)或原子吸收光谱仪进行测定(CVAAS)。
(c)测定样品中之六价铬(CrVI)，利用比色法(UV-VIS)进行测定。
(d)测定样品中之聚溴化苯(PBBs)，聚溴化苯醚(PBDEs)含量。利用气相色谱仪及质谱仪(GC/MS)进行测定。
化测结果如下表，其中末能测出系指低于测试限定，采用单位：毫克/千克。
上述测试结果符合欧盟指令2002/95/EC和其后的修正文件。
二、测试项目：检定所提供样品之卤素-氟、氯、溴、碘(Halogen-F、Cl、Br、I)含量。
测试方法参照BSEN14582：2007，利用离子层析仪(IC)方法分析。
化测结果如下表，单位：毫克/千克。
| 测试项目 | CASNo. | 结果 | 测试限定 |
| 氟Fluorine(F) | 007782-41-4 | 未能测出 | 50 |
| 氯Chlorine(CI) | 007782-50-5 | 330 | 50 |
| 溴Bromine(Br) | 007726-95-6 | 未能测出 | 50 |
| 碘Iodine(I) | 007553-56-2 | 未能测出 | 50 |
三、测试项目：检定所提供样品之多环芳香烃(PAHs)含量。
测试方法参照ZEK01.1-08，利用气相色谱仪及质谱仪(GC/MS)方法分析。
测试结果符合德国ZLSZEK01.1-08中类别2之要求。
四、测试项目：检定所提供样品之可抽取全氟辛酸PFOA(PerfluorooctanoicAcid)及可抽取全氟辛烷磺酰基化合物PFOS(Perfluorooctanesulfonate)含量。
测试方法利用液相层析仪及质谱仪(LC/MS)进行测定。
测试结果符合Directive2006/122/EC：
(1)产品成分如含有PFOS超过产品总重量0.005％(或50ppm)则不得在欧盟市场销售；
(2)半成品或零件含有PFOS，且其浓度超过该半成品或零件总重之0.1％(1000ppm)者；或者在纺织品或其他涂料(coatedmaterial)含有PFOS浓度超过1ug/m2者，则均不得在欧盟市场销售。
五、测试项目：检定所提供样品之甲醛(Formaldehyde)含量。
测试方法：参照BSENISO14184-1：1999-Textile-Determinationof FormaldehydePart1：Freeandhydrolyzedformaldehyde(水萃取法waterextractionmethod)。
| 化合物 | 测试结果 | 测试限定 |
| 甲醛(Formaldehyde) | 未能测出 | 10 |
六、试验要求：基于欧洲化学品管理署于2008年10月28日公布的高关注物质清单(根据欧盟第1907/2006号(REACH)法规)，对15种高关注物质进行筛分测试。
样品中检测到含量超过0.1％的15种高关注物质仅含邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。
Claims (9)
1.高分子氯丁橡胶发泡材料，其特征在于：包括按重量配比的氯丁橡胶原料45％、阻燃剂5％、作为补强剂的碳黑15％、作为填充剂的CaCO315％、作为软化剂的石蜡油10％、发泡剂3％、滑石粉5％、硅土2％；所述的氯丁橡胶原料由按发泡材料重量配比的氯丁橡胶20％、三元乙丙橡胶15％、丁腈橡胶10％混合组成。
2.根据权利要求1所述的高分子氯丁橡胶发泡材料，其特征在于：所述的阻燃剂为无卤阻燃剂。
3.高分子氯丁橡胶发泡材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料混合：按重量配比取氯丁橡胶20％、三元乙丙橡胶15％、丁腈橡胶10％、阻燃剂5％、碳黑15％、CaCO315％、石蜡油10％、发泡剂3％、滑石粉5％、硅土2％，用密炼机将上述原料充分混合；
(2)高温炼胶：用双滚轮直结式炼胶机对步骤(1)的所得物进行高温混炼；
(3)挤出成型：用单螺杆押出机对步骤(2)的所得物进行水冷并挤出成型；
(4)硫化发泡：对步骤(3)的所得物进行硫化发泡处理；
(5)防缩处理：恒温存放步骤(4)的所得物进行防缩处理。
4.根据权利要求3所述的高分子氯丁橡胶发泡材料的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中双滚轮直结式炼胶机在120摄氏度的温度条件下对步骤(1)的所得物进行混合炼制。
5.根据权利要求3所述的高分子氯丁橡胶发泡材料的制备工艺，其特征在于：所述的硫化发泡采用平板硫化机。
6.根据权利要求5所述的高分子氯丁橡胶发泡材料的制备工艺，其特征在于：所述的平板硫化机设有发泡模具，该发泡模具为一扁平的长方体，其上表面设有方形凹槽，步骤(3)的所得物置于凹槽内。
7.根据权利要求3所述的氯丁橡胶发泡材料的制备工艺，其特征在于：所述的硫化发泡时间为30分钟。
8.根据权利要求3所述的高分子氯丁橡胶发泡材料的制备工艺，其特征在于：所述的恒温存放的温度为100摄氏度。
9.根据权利要求3或8所述的高分子氯丁橡胶发泡材料的制备工艺，其特征在于：所述的恒温存放所需时间为24小时。
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