CN102501481B - 一种氟橡胶复合胶布及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氟橡胶复合胶布及其制备方法，属于防化技术领域。一种氟橡胶复合胶布，以507锦丝绸作为基布材料，双面涂覆阻燃氯化丁基胶层作为主体布，主体布的正面涂覆氟橡胶层。制备时，将507锦丝绸双面浸氯丁胶；将阻燃氯化丁基胶与120#汽油按照质量比为1∶1.5搅拌制成胶浆，然后涂覆于507锦丝绸双面，将氟橡胶与醋酸乙酯按照质量比为1∶2搅拌制成胶浆，然后涂覆于胶布正面，经鼓式或罐式一次硫化后再经二次罐式硫化，即得成品。本发明所述的复合胶布对气态物质较强的防护性能，并对有机溶剂表现出很强的防腐蚀性能，物理机械性能优良，价格低廉，制备方法简单，具有很高的市场价值。

Description

一种氟橡胶复合胶布及其制备方法

技术领域

本发明属于防化技术领域，具体涉及一种氟橡胶复合胶布及其制备方法。

背景技术

氟橡胶复合材料是具有高气密性、高阻隔性、耐腐蚀渗透性及阻燃性能的一种胶布复合材料，其优异的综合性能使其成为防化服领域的主要研究材料之一。

氟橡胶复合材料具有对气态物质较强的防护性能，并对有机溶剂表现出很强的防腐蚀性能，但是我国还未见将氟橡胶复合材料应用于防护服领域的报道，因此，研制一种氟橡胶复合胶布，并将其应用于防化服领域，将填补该材料在我国防化服领域应用的空白，为我国氟橡胶复合材料在防护领域的应用奠定基础。

发明内容

本发明的目的是发明一种氟橡胶复合胶布，本发明的另一个目的是提供该氟橡胶复合胶布的制备方法。

一种氟橡胶复合胶布，以507锦丝绸作为基布材料，双面涂覆阻燃氯化丁基胶层作为主体布，主体布的正面涂覆氟橡胶层。

为满足防化领域的需求，复合胶布需要满足以下技术指标：

防毒性能：对芥子气“液-气”防护时间不小于130min；

拉伸强度：经向不小于9.0kN/m，纬向不小于8.5 kN/m；

撕破强力：经向不小于9.0N，纬向不小于8.0N；

耐热老化性能：在140℃下老化8小时，不粘不脆；

耐寒性：在-25℃±2℃条件下折叠180°，持续5分钟无裂缝；

耐酸强力下降率：强力下降率不大于30%；

耐汽油性：在120#汽油中浸泡30秒，不发黏、无裂纹；

耐洗消性：浸泡三合二溶液1小时，无变色、无裂纹；

耐化学品渗透性能：不低于3级；

阻燃性能：续燃、阴燃时间总和不大于15秒。

复合胶布基布材料的选择：基布材料主要承受强力，起支撑作用，并可以保持其外观尺寸，对提高橡胶制品的耐冲击、耐撕裂、耐磨损、耐疲劳等物理机械性能起着关键的作用，胶布制品对基布材料的性能要求是强度高、伸长率适当、尺寸稳定性好、耐屈挠疲劳性和耐热性好、与橡胶的黏合性好、耐腐蚀性和阻燃性好，此外要求其价格低廉以及相对密度小，以便于轻量化，对几种常见的锦丝绸材料性能做对比，最后确定以507锦丝绸作为基布材料。

所述的阻燃氯化丁基胶的阻燃体系包括以下重量份的各组分：

三氧化二锑 30 十溴二苯乙烷 40

硼酸锌 30。

所述的阻燃氯化丁基胶的硫化体系包括以下重量份的各组分：

ZnO 8 促进剂TT 1.5 促进剂ZDC 1。

常用的涂覆材料有天然橡胶、氯丁胶、氯化丁基胶、氟橡胶等。防化服防护功能材料要求具有良好的气密性、抗液体渗透性、阻燃功能、抗老化性能，且不能释放对人体不利的化学物质，此外要求具有良好的加工性能。氯化丁基胶的结构特性，决定了其在具有良好的综合物理力学性能的前提下，还具有气密性好，耐热，耐老化，黏合性好等特性，最后确定以氯化丁基胶作为制作胶布的涂覆材料。

对氯化丁基胶进行阻燃性能的改进：

目前常用阻燃剂是含卤化合物、含磷化合物和一些无机化合物，根据阻燃剂阻燃性能好、比重小、无毒无害、环保、对产品无污染等原则和阻燃剂的协同效应，制定了以下四种阻燃体系，每种阻燃体系包括以下重量份的各组份：

一、 三氧化二锑：70%氯化石蜡：氢氧化铝=30:30:40

二、 三氧化二锑：70%氯化石蜡：十溴二苯醚=35:35:35

三、 三氧化二锑:十溴二苯乙烷:硼酸锌=30:40:30

四、 通用型氯丁胶:三氧化二锑:十溴二苯醚=10:30:30

将上述各重量份的阻燃体系与100份氯化丁基胶进行混炼、制成胶片并进行阻燃性能检测，试验结果见表1

表1 四种阻燃体系性能对比

结果表明，第3套体系的配方胶片阻燃体系最佳，十溴二苯乙烷和硼酸锌都是环保型阻燃剂，燃烧无污染而且对人体无毒无害，最终确定“三氧化二锑+十溴二苯乙烷+硼酸锌”为氯化丁基胶的阻燃体系配方。

根据防护服胶布性能的要求对氯化丁基胶的硫化体系进行改进，制定了四种硫化体系，每种阻燃体系包括以下重量份的各组份：

一、促进剂ZDC：促进剂M：促进剂TT=1.0：0.5:1.0

二、 ZnO：促进剂TT：促进剂ZDC=8.0:1.5:1.0

三、 ZnO：树脂：促进剂DM=8.0:10.0:1.0

四、硫磺：促进剂DM：促进剂TE=1.5:1.0:1.0

将上述各重量份的硫化体系制成与100份氯化丁基胶进行混炼、制成胶片并进行物理机械性能检测，试验结果见表2

表2四种不同硫化体系配方胶料的物理机械性能

	一	二	三	四
					硫化条件	151℃×40min	151℃×60min	151℃×60min	151℃×30min
扯断强力（兆帕）	7.14	8.19	7.11	6.74
					拉断伸长率（%）	853	885	753	778
永久变形	20	20	15	18
					硬度（邵）	30	30	36	35
300%定伸（兆帕）	0.71	1.4	0.94	1.39

测试结果表明，第2种硫化体系采用ZnO+促进剂TT+促进剂DM并用配方，其硫化胶料物理机械性能均能满足防护服的各项性能要求，且ZnO+促进剂TT+促进剂DM并用的配方属于无硫硫化，可提高耐老化性能，也可缓解橡胶表面喷霜问题。

复合胶布的功能层必须具有优异的耐有机溶剂、浓酸、等强氧化剂的性能和阻燃功能，而氟橡胶本身具良好的耐热和耐温、耐燃、耐化学药品性能以及优越的耐腐蚀性能，所以选用氟橡胶作为外层复合功能性橡胶材料。

所述氟橡胶的硫化体系包括以下重量份的各组分：

AF 5 BPP 1 MgO 25。

所述的氟橡胶的着色剂为钛黄。

氟橡胶属于特种合成橡胶之一，在航天、设备中得到广泛的使用，但其加工性能不同于通用合成橡胶，需要使用胺类、过氧化物硫化与酸吸收剂、活性剂共同组成硫化体系，且需二次硫化方能使用，经过试验，最终确定使用由AF、BPP、MgO组成的硫化体系。

着色剂赋予产品以各种色彩，本着着色剂着色力强、对温度的敏感性小、耐日晒、无毒的原则，先后选用了金光黄、大红、钛黄等等着色剂分别硫化了试片，对试片做了老化试验，钛黄是一种复合金属氧化物，粒度小、色彩鲜艳，具有优异的耐温、耐候性，属于新型的环保无机颜料，最终选择钛黄作为氟橡胶着色剂。

将以507锦丝绸作为基布材料，氯化丁基胶胶料和氟橡胶胶料作为制作胶布的主体橡胶材料，设计了三种方案：

一、双面涂覆阻燃氯化丁基胶；

二、双面涂覆阻燃氯化丁基胶后在主体布的正面涂覆氟橡胶；

三、正面压涂氟橡胶，反面涂覆阻燃氯化丁基胶；

经试制，对三种方案进行了结果评价，见表3.

表3 三种方案对比分析

从评价结果分析，双面涂覆阻燃氯化丁基胶，然后在主体布的正面涂覆氟橡胶的方案作为复合材料的最佳方案。

本发明是通过以下技术方案实现的：

氟橡胶复合胶布的制备方法，包括以下步骤：

（1） 将507锦丝绸双面浸氯丁胶；

（2） 将阻燃氯化丁基胶与120#汽油按照质量比为1：1.5搅拌制成胶浆，然后将双面浸氯丁胶的507锦丝绸双面涂覆搅拌后的阻燃氯化丁基胶胶浆；

（3） 将氟橡胶与醋酸乙酯按照质量比为1：2搅拌制成胶浆，然后将涂覆阻燃氯化丁基胶的胶布正面涂覆氟橡胶胶浆，制成复合胶布；

（4） 将复合胶布经鼓式或罐式一次硫化；

（5） 将经一次硫化后的复合胶布经二次罐式硫化，即得成品。

胶布的制作工艺常用的有压延法挂胶和刮胶法覆胶。

本发明所述的复合胶布要求抗毒性能、物理机械性能、防腐蚀性能、胶布厚度、单位面积质量性能相互平衡，基于以上要求，确定了以下两条工艺路线：

1) 基布双面浸底胶（氯丁橡胶）处理——双面压延阻燃氯化丁基胶——正面涂覆氟橡胶——一次鼓式硫化（或者罐式硫化）——二次硫化（罐式）——成品胶布

2) 基布双面浸底胶（氯丁橡胶）处理——双面涂覆阻燃氯化丁基橡胶——正面涂覆氟橡胶——一次鼓式硫化（或者罐式硫化）——二次硫化（罐式）——成品胶布

针对选定的工艺路线，用I型三辊压延机进行了工艺路线1的工艺尝试，压延的胶布厚度超过0.5毫米，胶布单位面积质量高达535克/平方米。

采用工艺路线2作为制布工艺，也就是涂胶，涂胶的原理是通过刮刀对织物的压力，膏状胶料涂于织物表面并部分渗入织物组织。单次上胶厚度可控制在0.01毫米左右。经过计算和大量试验，胶布控制在500克/平方米以内，选用120^#汽油与阻燃氯化丁基胶混炼胶以1.5:1制成胶浆，选用醋酸乙酯与氟橡胶混炼胶以2:1制成胶浆，在刮涂过程中严格控制上胶量，制成的胶布厚度为（0.35±0.05）毫米。经性能检测，氟橡胶复合胶布检测结果见表4。

表4 氟橡胶复合胶布性能指标

本发明所述的复合胶布对气态物质较强的防护性能，并对有机溶剂表现出很强的防腐蚀性能，物理机械性能优良，价格低廉，制备方法简单，具有很高的市场价值。

具体实施方式

实施例1

氟橡胶复合胶布，是以507锦丝绸作为基布材，双面涂覆阻燃氯化丁基胶层，正面涂覆氟橡胶层而成，制备时，先将507锦丝绸双面浸氯丁胶；将阻燃氯化丁基胶与120#汽油按照质量比为1：1.5搅拌制成胶浆，然后将双面浸氯丁胶的507锦丝绸双面涂覆搅拌后的阻燃氯化丁基胶；将氟橡胶与醋酸乙酯按照质量比为1：2搅拌制成胶浆，然后将涂覆阻燃氯化丁基胶的胶布正面涂覆氟橡胶胶浆，制成复合胶布；将复合胶布经鼓式一次硫化；将经一次硫化后的复合胶布经二次罐式硫化，即得成品

实施例2

氟橡胶复合胶布，是以507锦丝绸作为基布材，双面涂覆阻燃氯化丁基胶层，正面涂覆氟橡胶层而成，制备时，先将507锦丝绸双面浸氯丁胶；将阻燃氯化丁基胶与120#汽油按照质量比为1：1.5搅拌制成胶浆，然后将双面浸氯丁胶的507锦丝绸双面涂覆搅拌后的阻燃氯化丁基胶胶浆；将氟橡胶与醋酸乙酯按照质量比为1：2搅拌制成胶浆，然后将涂覆阻燃氯化丁基胶的胶布正面涂覆氟橡胶胶浆，制成复合胶布；将复合胶布经罐式一次硫化；将经一次硫化后的复合胶布经二次罐式硫化，即得成品。

实施例3

氟橡胶复合胶布的制备方法，包括以下步骤：

（1）将507锦丝绸双面浸氯丁胶；

（2）将阻燃氯化丁基胶与120#汽油按照质量比为1：1.5搅拌制成胶浆，然后将双面浸氯丁胶的507锦丝绸双面涂覆搅拌后的阻燃氯化丁基胶胶浆，其中阻燃氯化丁基胶的阻燃体系为三氧化二锑、 十溴二苯乙烷、硼酸锌按照30：40：30的混合物，硫化体系为ZnO、促进剂TT、促进剂ZDC按照质量比为8：1.5:1的混合物；

（3）将氟橡胶与醋酸乙酯按照质量比为1：2搅拌制成胶浆，然后将涂覆阻燃氯化丁基胶的胶布正面涂覆氟橡胶胶浆，制成复合胶布，其中氟橡胶的硫化体系为AF、BPP、MgO按照质量比为5：1：25的混合物，，着色剂为钛黄；

（4）将复合胶布经鼓式一次硫化；

（5）将经一次硫化后的复合胶布经二次罐式硫化，即得成品。

Claims (3)

1.一种氟橡胶复合胶布，其特征是以507锦丝绸作为基布材料，双面涂覆阻燃氯化丁基胶层作为主体布，主体布的正面涂覆氟橡胶层；

所述的阻燃氯化丁基胶的阻燃体系包括以下重量份的各组分：

三氧化二锑 30，十溴二苯乙烷 40，硼酸锌 30；

所述的阻燃氯化丁基胶的硫化体系包括以下重量份的各组分：

ZnO 8，促进剂TT 1.5，促进剂ZDC 1；

所述氟橡胶的硫化体系包括以下重量份的各组分：

AF 5，BPP 1，MgO 25。

2.根据权利要求1所述的一种氟橡胶复合胶布，其特征是所述的氟橡胶的着色剂为钛黄。

3.权利要求1所述的氟橡胶复合胶布的制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）将507锦丝绸双面浸氯丁胶；

（2）将阻燃氯化丁基胶与120#汽油按照质量比为1：1.5搅拌制成胶浆，然后将双面浸氯丁胶的507锦丝绸双面涂覆搅拌后的阻燃氯化丁基胶胶浆；

（3）将氟橡胶与醋酸乙酯按照质量比为1：2搅拌制成胶浆，然后将涂覆阻燃氯化丁基胶的胶布正面涂覆氟橡胶胶浆，制成复合胶布；

（4）将复合胶布经鼓式或罐式一次硫化；

（5）将经一次硫化后的复合胶布经二次罐式硫化，即得成品。