CN102582169A - 一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶材料技术领域，涉及一种阻燃乙丙橡胶棚布及其制备方法。它以乙丙橡胶为基胶，配合补强填料、无机阻燃填料、矿物阻燃填料、阻燃剂、防老剂体系、硫化体系、压延加工助剂制备出阻燃乙丙橡胶，经压延机与增强织物复合，成型硫化后制备成的乙丙橡胶棚布。上述制备的橡胶棚布氧指数达到30以上，45°角燃烧性能达到难燃级，经向强度≥3000N/30mm，纬向强度≥3000N/30mm，疲劳性能优异，能够实现20％拉伸5万次不断不裂，且具有良好的耐臭氧性、耐天候、耐热空气老化、耐化学介质、耐水性能及电绝缘性能，使用温度范围为-60℃～120℃。本发明可广泛应用于低速列车、准低速列车橡胶风挡和船舶用橡胶胶布。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，涉及一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法。
背景技术
火灾的危害遍及社会的各个领域。在轨道运输领域，火灾不但未能幸免，而且一旦发生，损失巨大。而橡胶棚布作为列车车端橡胶风挡主要材料，是现代有轨列车密封、隔热、隔音的必要部件，其燃烧性能对火灾发生的后果有直接影响，尤其是对于相对封闭的高速运行环境。因此，环保型超低烟、低毒、无卤阻燃乙丙橡胶棚布的研制对于降低列车火灾发生概率，减少公共交通因事故造成的人员伤亡及财产设备损失具有十分重要的意义。
目前国内外已经有大量的各种类型的阻燃乙丙橡胶材料。如专利CN1746212中介绍了一种阻燃橡胶制品，采用氯丁橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶等制备阻燃橡胶布，但是胶料配方中缺少矿物阻燃填料等热阻物质，不能同时起到有效隔绝热源，阻止热量传递的作用，同时胶料中无压延加工助剂，成型胶布为纯胶胶布，无织物复合结构。专利CN1923884中介绍了加入金属氢氧化物、不饱和羧酸盐制得的阻燃三元乙丙橡胶，氧指数可达37。专利CN100999598中介绍了由氢氧化铝、硅酮阻燃协同剂、酚类热稳定剂等制备耐辐照低烟阻燃乙丙橡胶电缆料的方法。专利CN101928431A中介绍了一种阻燃三元乙丙橡胶材料及其制备方法，其阻燃效果可以达到FV-0级。专利CN10138143中介绍了一种阻燃三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法。专利CN101714976A中介绍了一种低烟阻燃的三元乙丙橡胶及其挤出成型的制备方法，具有优良的力学性能、阻燃性能和良好的挤出性能，适用于制造建筑门窗、车辆门窗用阻燃密封条。专利CN101418103中介绍了一种高温无卤阻燃聚丙烯/三元乙丙橡胶电缆料及其制备方法，阻燃体系由聚磷酸铵、硅酮1～3份组成，该电缆料能够通过150℃的热空气老化试验，能够在125℃的环境下长期使用。专利CN101486819中介绍了一种紫外光交联无卤阻燃三元乙丙橡胶电缆料及其制备方法，阻燃体系为金属氢氧化物。专利CN1903895中介绍了一种阻燃三元乙丙橡胶的制备方法，氧指数最高可达36。以上类型阻燃乙丙橡胶主要用于挤出、模压制品，成分中添加大量金属化合物而且无压延加工助剂，造成其工艺性能大幅下降，难以实现薄制品压延成型。
发明内容
本发明的目的是提出一种其工艺性能好、成型效率高的阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法。本发明的技术解决方案是，制备方法为如下之一，制备方法(A)
(1)将阻燃乙丙橡胶各组分按照质量份数投入密炼机中，其中：
在80～110℃条件下密炼15～25min，打卷待用；
(2)密炼后的胶料在双辊炼胶机上返炼5～10min，打卷取下。压延机辊温保持在35℃～50℃之间，启动压延机，将返炼后的胶卷直接置于四辊压延机的1#、2#辊之间及3#、4#辊之间，待胶料完整包覆在2#、3#辊辊面上，增强织物平展置于压延机的2#、3#辊之间进胶方向，双面贴胶成型胶布；
(3)采用鼓式硫化机对压延成型的胶布进行硫化，硫化温度为155～165℃，硫化压力为15～20MPa，硫化时间为10～15min。
制备方法(B)
(1)将阻燃乙丙橡胶各组分按照质量份数投入密炼机中，
其中：
在80～110℃条件下密炼15～25min，打卷待用；
(2)密炼后的胶料在双辊炼胶机上返炼5～10min，打卷取下。将返炼后的胶卷直接置于三辊压延机的上、中辊之间，压延机的上辊、中辊、下辊辊温保持在35℃～50℃之间，增强织物置于三辊压延机的中、下辊之间，完成第一面擦胶，翻转胶布，对第二面增强织物擦胶，上辊、中辊辊温保持在35℃～50℃之间，下辊辊温保持在70℃～110℃之间，增强织物置于三辊压延机的中、下辊之间，完成第二面擦胶，双面擦胶成型胶布；
(3)采用鼓式硫化机对压延成型的胶布进行硫化，硫化温度为155～165℃，硫化压力为15～20MPa，硫化时间为10～15min。
所述的增强织物是指帆布、涤纶、尼龙、玻璃布或芳纶纤维布或其组合。
所述的乙丙橡胶是指第三单体为亚乙基降冰片烯的三元乙丙橡胶，其中，门尼粘度[ML(1+4)100℃]为40～70，乙烯基含量摩尔比为40％～60％，碘值为15～30g碘/100g胶。
补强填料是指槽法炭黑、沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙或其组合。
无机阻燃填料是指氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、碳酸镁、玻璃微珠或其组合。
矿物阻燃填料是指蒙脱土、硅微粉、云母粉、高岭土或其组合。
阻燃剂是为六溴苯、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、氯化石蜡或其组合。
防老剂是指防老剂BLE、防老剂4010A、防老剂4010、防老剂H、防老剂246、防老剂AW或其组合。
压延加工助剂是指松香衍生物、酚醛树脂、聚乙烯蜡或其组合。
本发明的主要特点是：本发明以乙丙橡胶为基料，配合补强填料、无机阻燃填料、矿物阻燃填料、阻燃剂、防老剂体系、硫化体系、压延加工助剂制备成阻燃乙丙橡胶胶料，然后与单层或多层增强织物复合成型硫化而成三明治结构的乙丙橡胶胶布。该阻燃乙丙橡胶棚布具有良好的工艺性能、阻燃性能，同时具有优异的密封及力学性能、良好的耐疲劳性、耐臭氧性、耐天候、耐热空气老化、耐化学介质、耐水性能和电绝缘性能。其补强填料、压延加工助剂可调节胶料挺性、粘附性及脱辊性；其混炼、压延工艺，可保证胶料具有良好的施工工艺性及压延成型的质量，可操作性强，成品率高，最终实现阻燃乙丙橡胶薄层精密压延，并且压延成型的橡胶层与增强织物复合密实，表面质量高，硫化后阻燃乙丙橡胶胶料与增强织物间粘接强度高，使阻燃乙丙橡胶棚布不仅具有优异的力学性能、耐候性能、耐化学介质、使用寿命长的特点，而且阻燃性能优异，满足车厢安全、密封及连接功能需要。
该阻燃乙丙橡胶棚布氧指数达到30以上，45°角燃烧性能达到难燃级，经向强度≥3000N/30mm，纬向强度≥3000N/30mm，疲劳性能优异，能够实现20％拉伸5万次不断不裂，且具有良好的密封性能及耐天候性、耐化学介质、耐疲劳性能。
本发明阻燃乙丙橡胶棚布可广泛应用于低速列车、准低速列车橡胶风挡和船舶用橡胶胶布。
具体实施方式
该阻燃乙丙橡胶棚布以乙丙橡胶为基料，配合补强填料、无机阻燃填料、矿物阻燃填料、阻燃剂、防老剂体系、硫化体系、压延加工助剂制备成阻燃乙丙橡胶胶料，然后与单层或多层增强织物复合成型硫化而成三明治结构的乙丙橡胶胶布。
阻燃乙丙橡胶的阻燃体系由无机阻燃填料、矿物阻燃填料、阻燃剂组成：无机阻燃填料、矿物阻燃填料不但可以稀释可燃材料浓度而起到的抑制烟雾产生的作用，还可以通过自身或促使其他成分发生物理或化学反应，隔离氧气，吸收燃烧产生的热量，降低燃烧材料表面温度，达到阻止材料继续燃烧的目的；阻燃剂可隔绝材料表面空气和热，同时消除自由基，抑制燃烧连锁反应。
压延加工助剂可调节胶料挺性、粘附性及脱辊性，可实现阻燃乙丙橡胶薄层精密压延成型，保证棚布具有光滑、平整的表面，改善胶料表面性能，提高橡胶与织物的粘结强度。
通过胶料密炼及压延可获得精密厚度及良好表面质量的阻燃乙丙橡胶坯料，其与增强织物再经压延机复合成中间为增强织物、上下表面为橡胶的三明治结构，然后由鼓式硫化，制备出表面光滑、平整，均匀性优良的阻燃乙丙橡胶棚布。
该制备工艺可操作性强，成品率高，制备出的阻燃乙丙橡胶棚布，表面性能优良，织物与胶面结合密实，粘接强度高，不仅具有优异的阻燃性能、密封及力学性能，同时具有良好的耐疲劳性、耐臭氧性、耐天候、耐热空气老化、耐化学介质、耐水性能和电绝缘性能，可广泛应用于低速列车、准低速列车橡胶风挡和船舶用橡胶胶布。
本发明是通过以下技术方案实现的：
该阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法为如下之一，制备方法(A)
(1)将阻燃乙丙橡胶各组分按照质量份数投入密炼机中，其中：
在80～110℃条件下密炼15～25min，打卷待用；
(2)密炼后的胶料在双辊炼胶机上返炼5～10min，打卷取下。压延机辊温保持在35℃～50℃之间，启动压延机，将返炼后的胶卷直接置于四辊压延机的1#、2#辊之间及3#、4#辊之间，待胶料完整包覆在2#、3#辊辊面上，增强织物平展置于压延机的2#、3#辊之间进胶方向，双面贴胶成型胶布；
(3)采用鼓式硫化机对压延成型的胶布进行硫化，硫化温度为155～165℃，硫化压力为15～20MPa，硫化时间为10～15min。
制备方法(B)
(1)将阻燃乙丙橡胶各组分按照质量份数投入密炼机中，
其中：
在80～110℃条件下密炼15～25min，打卷待用；
(2)密炼后的胶料在双辊炼胶机上返炼5～10min，打卷取下。将返炼后的胶卷直接置于三辊压延机的上、中辊之间，压延机的上辊、中辊、下辊辊温保持在35℃～50℃之间，增强织物置于三辊压延机的中、下辊之间，完成第一面擦胶，翻转胶布，对第二面增强织物擦胶，上辊、中辊辊温保持在35℃～50℃之间，下辊辊温保持在70℃～110℃之间，增强织物置于三辊压延机的中、下辊之间，完成第二面擦胶，双面擦胶成型胶布；
(3)采用鼓式硫化机对压延成型的胶布进行硫化，硫化温度为155～165℃，硫化压力为15～20MPa，硫化时间为10～15min。
所述的增强织物是指帆布、涤纶、尼龙、玻璃布或芳纶纤维布或其组合。
所述的乙丙橡胶是指第三单体为亚乙基降冰片烯的三元乙丙橡胶，其中，门尼粘度[ML(1+4)100℃]为40～70，乙烯基含量摩尔比为40％～60％，碘值为15～30g碘/100g胶。
补强填料是指槽法炭黑、沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙或其组合。
无机阻燃填料是指氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、碳酸镁、玻璃微珠或其组合。
矿物阻燃填料是指蒙脱土、硅微粉、云母粉、高岭土或其组合。
阻燃剂是为六溴苯、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、氯化石蜡或其组合。
防老剂是指防老剂BLE、防老剂4010A、防老剂4010、防老剂H、防老剂246、防老剂AW或其组合。
压延加工助剂是指松香衍生物、酚醛树脂、聚乙烯蜡或其组合。
以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步详述。
表1为本发明技术实施例的阻燃乙丙橡胶化学成分及质量份数比，其中各配方中的数字均为质量份数。
表2为本发明技术实施例的增强织物及成型工艺。
对制备的环保型阻燃乙丙橡胶棚布性能测试，主要测试阻燃性能和力学性能。按GB10707测定棚布的氧指数，按TB/T 2402测定棚布的45°角燃烧性能，力学性能测试按照HG/T 2580进行。
按照以上测试方法，对实施例制得的橡胶棚布进行测试，结果如表3。
从测试结果可以看出，阻燃乙丙橡胶棚布氧指数达到30以上，45°角燃烧性能达到难燃级，疲劳性能能够实现20％拉伸5万次不断不裂经向强度≥3000N/30mm，纬向强度≥3000N/30mm。
表2技术实施例的成型工艺
| 实施实例 | 增强织物 | 棚布成型工艺 |
| 1 | 帆布 | A |
| 2 | 帆布 | B |
| 3 | 帆布 | A |
| 4 | 帆布 | A |
| 5 | 帆布 | A |
| 6 | 尼龙 | B |
| 7 | 尼龙 | A |
| 8 | 尼龙 | A |
| 9 | 涤纶 | A |
| 10 | 涤纶 | B |
| 11 | 芳纶纤维 | B |
| 12 | 芳纶纤维 | A |
| 13 | 芳纶纤维 | A |
| 14 | 芳纶纤维 | A |
| 15 | 玻璃布 | B |
| 16 | 玻璃布 | A |
| 17 | 玻璃布 | A |
| 18 | 玻璃布 | A |
| 19 | 玻璃布 | A |
| 20 | 玻璃布 | A |
表3实施例性能测试结果
Claims (9)
1.一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于，制备方法为如下之一，制备方法(A)
(1)将阻燃乙丙橡胶各组分按照质量份数投入密炼机中，其中：
在80～110℃条件下密炼15～20min，打卷待用；
(2)密炼后的胶料在双辊炼胶机上返炼5～10min，打卷取下。压延机辊温保持在35℃～50℃之间，启动压延机，将返炼后的胶卷直接置于四辊压延机的1#、2#辊之间及3#、4#辊之间，待胶料完整包覆在2#、3#辊辊面上，增强织物平展置于压延机的2#、3#辊之间进胶方向，双面贴胶成型胶布；
(3)采用鼓式硫化机对压延成型的胶布进行硫化，硫化温度为155～165℃，硫化压力为15～20MPa，硫化时间为10～15min。
制备方法(B)
(1)将阻燃乙丙橡胶各组分按照质量份数投入密炼机中，
其中：
在80～110℃条件下密炼15～20min，打卷待用；
(2)密炼后的胶料在双辊炼胶机上返炼5～10min，打卷取下。将返炼后的胶卷直接置于三辊压延机的上、中辊之间，压延机的上辊、中辊、下辊辊温保持在35℃～50℃之间，增强织物置于三辊压延机的中、下辊之间，完成第一面擦胶。翻转胶布，对第二面增强织物擦胶，上辊、中辊辊温保持在35℃～50℃之间，下辊辊温保持在70℃～110℃之间，增强织物置于三辊压延机的中、下辊之间，完成第二面擦胶，双面擦胶成型胶布；
(3)采用鼓式硫化机对压延成型的胶布进行硫化，硫化温度为155～165℃，硫化压力为15～20MPa，硫化时间为10～15min。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于：所述的增强织物是指帆布、涤纶、尼龙、玻璃布或芳纶纤维布或其组合。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于：所述的乙丙橡胶是指第三单体为亚乙基降冰片烯的三元乙丙橡胶，其中，门尼粘度[ML(1+4)100℃]为40～70，乙烯基含量摩尔比为40％～60％，碘值为15～30g碘/100g胶。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于：补强填料是指槽法炭黑、沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙或其组合。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于：无机阻燃填料是指氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、碳酸镁、玻璃微珠或其组合。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于：矿物阻燃填料是指蒙脱土、硅微粉、云母粉、高岭土或其组合。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于：阻燃剂是为六溴苯、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、氯化石蜡或其组合。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于：防老剂是指防老剂BLE、防老剂4010A、防老剂4010、防老剂H、防老剂246、防老剂AW或其组合。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃乙丙橡胶棚布的制备方法，其特征在于：压延加工助剂是指松香衍生物、酚醛树脂、聚乙烯蜡或其组合。
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