CN102219946B - 低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料及其制备方法 - Google Patents

低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低卤环保型CR<氯丁橡胶>闭孔发泡材料及其制作工艺。本发明的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：改性氯丁橡胶60～80份、改性塑料25～35份、碳黑10～20份、镁强粉35～45份、乙烯基硫脲促进剂0.5～1.5份、发泡剂2.5～3.5份、硫化促进剂1.5份、防雾剂1.5～2.5份、防老剂1～3份、抗氧剂1～1.5份、分散剂2～2.5份、流动剂1～1.5份、硬脂酸1～1.5份、氧化锌4～6份、环烷油4～6份、阻燃剂10～20份。本发明的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料大大降低了卤素的含量，符合环保要求，同时还具有优良的耐燃、耐化学试剂等优点。

Description

低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料及其制备方法
技术领域
 本发明涉及发泡材料，具体涉及一种低卤环保型CR<氯丁橡胶>闭孔发泡材料及其制作工艺。
背景技术
目前,市面上的发泡材料大多数都是含有卤素（氟、氯、溴、碘），材料中的卤(氟、氯、溴、碘 )含量超过一定数值所制成的发泡材料在燃烧的时候会产生一种卤化氢气体,会使人畜呼吸产生窒息的现象，属于不环保的产品。因此，在研发和制造这些发泡材料时力求降低材料中的卤素元素含量，使之成为环保型产品，目前还没有发现有关低卤环保型CR（氯丁橡胶）闭孔发泡材料的报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有发泡材料中卤素含量较高的缺点，提供一种低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料及其制备方法。
本发明的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：
改性氯丁橡胶60～80份、改性塑料25～35份、碳黑10～20份、镁强粉35～45份、乙烯基硫脲促进剂0.5～1.5份、发泡剂2.5～3.5份、硫化促进剂2～3份、防雾剂1.5～2.5份、防老剂1～3份、抗氧剂1～1.5份、分散剂2～2.5份、流动剂1～1.5份、硬脂酸1～1.5份、氧化锌4～6份、环烷油4～6份、阻燃剂10～20份。
优选地，由以下重量份配比的原料制得：
改性氯丁橡胶70份、改性塑料30份、碳黑15份、镁强粉40份、乙烯基硫脲促进剂0.8～1.2份、发泡剂3.1份、硫化促进剂2.5份、防雾剂2份、防老剂2份、抗氧剂1.25份、分散剂2.3份、流动剂1.2份、硬脂酸1.1份、氧化锌5份、环烷油5份、阻燃剂15份。
本发明还提供低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
（1）塑炼；
（2）混炼；
（3）热炼、出片；
（4）挤出滤胶；
（5）第一次模内闭孔发泡；
（6）第二次模内闭孔发泡、稳形，然后将二次发泡体冷却至室温得到成品。
优选地，包括以下步骤：
（1）塑炼
将改性氯丁橡胶和改性塑料按配方计算称量，两者投入第一开炼机内塑炼、开炼机辊温控制在80-110度，先以5-6mm辊距通过3-4遍，使之受热压软，再以3-4mm辊距通过3-4遍，以后以2-3mm小辊距薄通10-15min，最后以5-6mm辊距下片冷却停放24小时以上；
（2）混炼
A 、将步骤（1）塑炼后的改性氯丁橡胶和改性塑料混合物投入密炼机内捏炼3-5min，抗氧剂BHT264、分散剂DR-A、流动排气剂D-95、1／2配比量的环保阻燃剂AMP-70投入密炼机内捏炼；
B、将1／2配比量的碳黑，1／2配比量的镁强粉、凡士林、环烷油投入密炼机内；
C、将氧化锌、硬脂酸1801、1／2配比量的AMP-70环保型阻燃剂、防老剂、防雾剂1956投入密炼机捏炼1-2min；
D、将1／2配比量的碳黑、1／2配比量的镁强粉投入密炼机内捏炼1-2min；
E、将发泡剂AC、硫化促进剂、乙烯基硫脲促进剂等投入密炼机内，然后进行加压式捏炼8-10min；
F、混炼辊温控制在115-120℃；
G排胶、冷却；
（3）热炼、出片
将混炼后的胶料投入18寸开炼机内热炼打三角包三次以后，冷却停放24小时，然后再投入18寸开炼机打包翻练两三次，再投入开炼机以8-15mm厚度出片，切条；
（4）挤出滤胶
将出片切条胶投入挤出机内挤出滤胶，挤出成胶胚，挤出机出口温度控制为70-85℃；
（5）第一次模内闭孔发泡
将挤出的胶胚切断，称量，送到第一台硫化机内进行第一次闭孔发泡硫化，硫化压力 1500～1600吨，硫化时间25～45分钟，硫化温度134±5℃，得到第一次发泡体，冷却进行光面处理；
（6）第二次模内闭孔发泡、稳型、定型
将第一次发泡体送到第二台硫化机内，进行第二次发泡硫化定型，硫化压力300～500吨，硫化时间25～45分钟，硫化温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却至室温得到成品。
所述制备方法中，步骤（4）中挤出机的速度优选为500转/分。
与现有技术相比，本发明的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料大大降低了卤素的含量，通过SGS检测，符合新的欧盟标准REACH。同时还具有优良的耐燃性、耐老化、耐油、和耐化学试剂的性能，符合环保要求，而且具有很好的性能。
具体实施方式
以下提供本发明的一些具体实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
本实施例配方如下（注：各原料按重量份）
序号 原材料 型号或规格 重量份 供应商
1 改性CR DCR-31 70 日本电化
2 改性塑料 4045 30 日本三井
3 炭黑 N550 15 苏州
4 镁强粉 1500 40 美国进口
5 促进剂 NA-22 0.9 泉州景博
6 发泡剂 AC-9 3.1 泉州景博
7 硫化促进剂 ETU-75 1.5 金昌盛公司
8 防雾剂 1956 2 艾博特橡胶科技
9 防老剂 ODA 2 德国
         
10 抗氧剂 BHT264 1.4 德国
11 分散剂 DR-A 2.3 艾博特橡胶科技
12 流动剂 D-95 1.2 艾博特橡胶科技
13 硬脂酸 1801 1.1 佛山景博
14 氧化锌 98% 5 上海白石
15 环烷油 4006 5 厦门享润石化
16 无卤阻燃剂 AMP-70 15 艾博特橡胶科技
制备方法：
<1>塑炼
将改性氯丁橡胶DRC-31和改性塑料4045按配方重量称重投入18寸开炼机内进行塑炼，开炼机辊温控制在80-110摄氏度 ，以5-6mm辊距通过3-4遍使之变热压软。再以上3-4mm辊距通过3-4遍 此后以2-3mm小辊距 薄通打三角包10-15min，以后以5-6mm辊距下片冷却停放24小时以上。
<2>混炼
A.将步骤<1>制得的塑炼混合胶投入密炼机内炼3-5min，然后将抗氧剂BHT264、分散剂DR-A流动剂D-95，1\2无卤环保型阻燃剂AMP-70投入密炼机与混合胶捏炼3-4min；
B.将 1\2碳黑、1\2镁强粉、4006油投入密炼机内；
C.将氧化锌98% 硬脂酸1801 1\2无卤阻燃剂AMP-70 防老剂ODA、防雾剂1956投入密炼机内与混合胶捏炼1-2min；
D.将1\2碳黑、1\2 镁强粉投入密炼机内捏炼1-2min；
E.将发泡剂AC，硫化促进剂、促进剂投入密炼机内，然后进行加压捏炼8-10min，重锤压力5KG；
F.混炼时密炼机内温度控制在115摄氏度-120摄氏度；
G.排胶冷却
<3>热炼、出片
将混炼后的胶料投入18寸开放式炼胶机内热炼，并以厚度5-8mm出片冷却停放24小时,然后再投入另一台18寸开放式炼胶机内打三角包，翻炼两三次再投入18寸开放式炼胶机内以8-15mm厚度出片、切条；
<4>挤出滤胶
将出片切条好的胶片投入型号250型挤出机内挤出滤胶,挤出成胶胚、挤出机出口温度控制为70-85℃，转速为550转/分；
<5>第一次模内闭孔发泡
将挤出的胶胚切断称重送到平板硫化机（台湾益宗产）内进行第一闭孔发泡，硫化压力1500-1600吨，硫化发泡时间为25-45分钟，硫化发泡温度为134±5℃，得到第一次发泡体材料冷却并进行光面处理；
<6>第二次模内闭孔发泡稳形定型
将第一次发泡体送到1300吨的平板硫化剂内进行第二次发泡硫化定型，硫化压力300-500吨,硫化时间25-45分钟，硫化压力温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却到室温得到低卤环保型CR闭孔发泡材料成品。
改性氯丁橡胶DCR-31橡胶分子结构均均一，为极性高分子化合物、分子链的氯原子通过改性具有优良的耐燃性。耐臭氧,耐老化的特性并且有良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂的性能，是闭孔发泡材料中的理想选择。利用改性氯丁橡胶与改性塑料并用能够改善材料的耐气候、耐油、耐化学试剂性能，使用低卤环保型阻燃剂AMP-70，使材料具有阻燃性并在苛刻恶劣的环境条件下燃烧不产生卤化氢气体，符合环保要求，通过SGS检测符合新的欧盟标准REACH。
本发明的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料SGS卤素元素测试结果如下：
测试项目 单位 测试结果 MDL 限值
镉（Cd） mg/kg N.D 2 100
铅（Pb） mg/kg N.D 2 1000
汞（Hg） mg/kg N.D 2 1000
碱性溶液萃取六价铬 mg/kg N.D 2 1000
多溴联苯（PBBS）之和 mg/kg N.D   1000
单溴联苯 mg/kg N.D 5  
二溴联苯 mg/kg N.D 5  
三溴联苯 mg/kg N.D 5  
四溴联苯 mg/kg N.D 5  
五溴联苯 mg/kg N.D 5  
六溴联苯 mg/kg N.D 5  
七溴联苯 mg/kg N.D 5  
八溴联苯 mg/kg N.D 5  
九溴联苯 mg/kg N.D 5  
十溴联苯 mg/kg N.D 5  
多溴联苯醚（PBDES）之和 mg/kg N.D   1000
单溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
二溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
三溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
四溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
五溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
六溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
七溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
八溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
九溴二苯醚 mg/kg N.D 5  
十溴二本醚 mg/kg N.D 5  
（注释：1.mg/kg=PPM；2.N.D=末检出（<MDL）；3.MDL=方法检测限）
由上表可见，本发明的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料卤素含量低，具有优良的环保特点。
实施例2
本实施例配方如下（注：各原料按重量份）
序号 原材料 型号或规格 重量份 供应商
1 改性CR DCR-31 60 日本电化
2 改性塑料 4045 25 日本三井
3 炭黑 N550 10 苏州
4 镁强粉 1500 35 美国进口
5 促进剂 NA-22 0.5 泉州景博
6 发泡剂 AC-9 2.5 泉州景博
7 硫化促进剂 ETU-75 1.5 金昌盛公司
8 防雾剂 1956 1.5 艾博特橡胶科技
9 防老剂 ODA 2 德国
10 抗氧剂 BHT264 1 德国
12 分散剂 DR-A 2 艾博特橡胶科技
13 流动剂 D-95 1 艾博特橡胶科技
14 硬脂酸 1801 1 佛山景博
15 氧化锌 98% 4 上海白石
16 环烷油 4006 4 厦门享润石化
17 无卤阻燃剂 AMP-70 10 艾博特橡胶科技
制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例配方如下（注：各原料按重量份）
序号 原材料 型号或规格 重量份 供应商
1 改性CR DCR-31 80 日本电化
2 改性塑料 4045 35 日本三井
3 炭黑 N550 20 苏州
4 镁强粉 1500 45 美国进口
5 促进剂 NA-22 1.5 泉州景博
6 发泡剂 AC-9 3.5 泉州景博
7 硫化促进剂 ETU-75 3 金昌盛公司
8 防雾剂 1956 2.5 艾博特橡胶科技
9 防老剂 ODA 2.5 德国
         
10 抗氧剂 BHT264 1.5 德国
11 分散剂 DR-A 2.5 艾博特橡胶科技
12 流动剂 D-95 1.5 艾博特橡胶科技
13 硬脂酸 1801 1.5 佛山景博
14 氧化锌 98% 6 上海白石
15 环烷油 4006 6 厦门享润石化
16 无卤阻燃剂 AMP-70 20 艾博特橡胶科技
制备方法同实施例1。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料，其特征是，由以下重量份配比的原料制得：
改性氯丁橡胶60～80份、改性塑料25～35份、碳黑10～20份、镁强粉35～45份、乙烯基硫脲促进剂0.5～1.5份、发泡剂2.5～3.5份、硫化促进剂2～3份、防雾剂1.5～2.5份、防老剂1～3份、抗氧剂1～1.5份、分散剂2～2.5份、流动剂1～1.5份、硬脂酸1～1.5份、氧化锌4～6份、环烷油4～6份、阻燃剂10～20份；所述改性氯丁橡胶为DCR-31型改性氯丁橡胶；所述改性塑料为4045型改性塑料；所述阻燃剂为无卤型阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料，其特征是，由以下重量份配比的原料制得：
改性氯丁橡胶70份、改性塑料30份、碳黑15份、镁强粉40份、乙烯基硫脲促进剂0.8～1.2份、发泡剂3.1份、硫化促进剂2.5份、防雾剂2份、防老剂2份、抗氧剂1.25份、分散剂2.3份、流动剂1.2份、硬脂酸1.1份、氧化锌5份、环烷油5份、阻燃剂15份。
3.权利要求1或者2所述低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）塑炼；
（2）混炼；
（3）热炼、出片；
（4）挤出滤胶；
（5）第一次模内闭孔发泡；
（6）第二次模内闭孔发泡、稳形，然后将二次发泡体冷却至室温得到成品。
4.根据权利要求3所述的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）塑炼
将改性氯丁橡胶和改性塑料按配方计算称量，两者投入第一开炼机内塑炼、开炼机辊温控制在80-110度，先以5-6mm辊距通过3-4遍，使之受热压软，再以3-4mm辊距通过3-4遍，以后以2-3mm小辊距薄通10-15min，最后以5-6mm辊距下片冷却停放24小时以上；
（2）混炼
A 、将步骤（1）塑炼后的改性氯丁橡胶和改性塑料混合物投入密炼机内捏炼3-5min，抗氧剂BHT264、分散剂DR-A、流动剂D-95、1／2配比量的环保阻燃剂AMP-70投入密炼机内捏炼；
B、将1／2配比量的碳黑，1／2配比量的镁强粉、凡士林、环烷油投入密炼机内；
C、将氧化锌、硬脂酸1801、1／2配比量的AMP-70环保型阻燃剂、防老剂、防雾剂1956投入密炼机捏炼1-2min；
D、将1／2配比量的碳黑、1／2配比量的镁强粉投入密炼机内捏炼1-2min；
E、将发泡剂AC、硫化促进剂、乙烯基硫脲促进剂投入密炼机内，然后进行加压式捏炼8-10min；
F、混炼辊温控制在115-120℃；
G排胶、冷却；
（3）热炼、出片
将混炼后的胶料投入18寸开炼机内热炼打三角包三次以后，冷却停放24小时，然后再投入18寸开炼机打包翻练两三次，再投入开炼机以8-15mm厚度出片，切条；
（4）挤出滤胶
将出片切条胶投入挤出机内挤出滤胶，挤出成胶胚，挤出机出口温度控制为70-85℃；
（5）第一次模内闭孔发泡
将挤出的胶胚切断，称量，送到第一台硫化机内进行第一次闭孔发泡硫化，硫化压力 1500～1600吨，硫化时间25～45分钟，硫化温度134±5℃，得到第一次发泡体，冷却进行光面处理；
（6）第二次模内闭孔发泡、稳型、定型
将第一次发泡体送到第二台硫化机内，进行第二次发泡硫化定型，硫化压力300～500吨，硫化时间25～45分钟，硫化温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却至室温得到成品。
5.根据权利要求3或者4所述的低卤环保型氯丁橡胶闭孔发泡材料的制备方法，其特征是，所述步骤（4）中挤出机的速度为500转/分。
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