CN103102533A

CN103102533A - 一种高阻燃性能柔性泡沫橡塑绝热制品及其制备方法

Info

Publication number: CN103102533A
Application number: CN2013100384308A
Authority: CN
Inventors: 高占起; 高铁中; 张振球; 高贺勇; 高贺伟; 高贺昌
Original assignee: HEBEI HUAMEI CHEMICALS AND BUILDING MATERIALS GROUP CO Ltd
Current assignee: Huamei energy saving science and Technology Group Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103102533B

Abstract

本发明提供一种高燃烧性能柔性泡沫橡塑绝热制品及其制备方法，制品包括丁腈橡胶：12~15；滑石粉：8~10；聚乙二醇：0.5~0.8；防老剂4020：0.2~0.4；氯化石蜡：15~20；石蜡：0.6~0.9；环氧大豆油：1~2；防老剂RD：0.1~0.3；碳黑：0.4~0.7；聚氯乙烯：7~10；阻燃剂总量：26~36；二辛脂：2~5；偶氮二甲酰胺：8~12；硬脂酸：0.2~0.5；氧化锌：0.4-0.7；硫磺：0.4~0.7；促进剂总量：1.3~1.8。本发明解决了氧指数与烟密度在工艺制作中相互矛盾的技术难题，突破了相互制约的瓶颈。

Description

一种高阻燃性能柔性泡沫橡塑绝热制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及绝热保温材料应用领域，具体涉及阻燃效果要求高，消防安全性好的民生及公共设施绝热保温应用场所。

背景技术

随着社会节能、环保意识的不断增强，民生及公共设施领域越来越多地采用橡塑绝热保温材料。但由于柔性泡沫橡塑绝热制品阻燃性能受氧指数和烟密度指标影响，且产品制作过程中两个指标又相互矛盾，即一般要求氧指数尽量高，而烟密度指标尽可能低。因此现有技术中多数产品氧指数较低，阻燃性能较差，给消防安全带来重大隐患。

由于氧指数和烟密度指标相互矛盾，现有技术无法实现两项指标均保持较高水平，因此，国家标准GB/T17794-2008中对柔性泡沫橡塑绝热制品燃烧性能的氧指数和烟密度指标规定为氧指数≧32%且烟密度≦75，处于较低的要求。

中国专利申请CN102093653A涉及一种彩色橡塑绝热材料及其制备方法，采用聚氯乙烯糊树脂、二亚硝基五亚甲基四胺、防老化剂、丁苯胶、防护蜡、抗氧剂、氯磺化聚乙烯橡胶、二苯胍、巯基苯并噻唑、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙二硫代氨基甲酸锌等制作橡塑绝热材料，并多加一次成品胶密炼加入色料，配合新硫化发泡技术和超长水冷却系统，稳定了产品的性能及色差。但其燃烧性能的氧指数较高为42%时，烟密度为78；而氧指数为32%时，烟密度达到85，导致其产品燃烧性能较差。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明目的是提高柔性泡沫橡塑绝热制品的阻燃性能，以实现提高氧指数，降低烟密度为目的，提供一种高阻燃性能柔性泡沫橡塑绝热制品。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：通过改进产品配方和制作技术达到氧指数≥42%，烟密度≤60。

本发明柔性泡沫橡塑绝热制品，按重量份数计包括以下组份：

表一

组份	重量份	组份	重量份
				丁腈橡胶（NBR）	12~15	石蜡	0.6~0.9
滑石粉	8~10	环氧大豆油（ADDA）	1~2
				聚乙二醇（PEG）	0.5~0.8	防老剂（RD）	0.1~0.3
防老剂（4020）	0.2~0.4	碳黑（C）	0.4~0.7
				氯化石蜡（CLP）	15~20	聚氯乙烯（PVC）	7~10
阻燃剂总量	26~36
				二辛脂（DOP）	2~5	偶氮二甲酰胺（AC）	8~12
硬脂酸（SA）	0.2~0.5	氧化锌（ZnO）	0.4-0.7
				硫磺（S）	0.4~0.7	促进剂总量	1.3~1.8

所述阻燃剂为硼酸锌、三氧化二锑（Sb₂O₃）、氢氧化铝（Al(OH)₃）和氯化聚氯乙烯（CPVC）四种。

所述阻燃剂配方按重量份数计分别为硼酸锌2~4、三氧化二锑（Sb₂O₃）1~3、氢氧化铝（Al(OH)₃）13~19和氯化聚氯乙烯（CPVC）8~12。

上述阻燃剂配方为硼酸锌、三氧化二锑（Sb₂O₃）、氢氧化铝（Al(OH)₃）和氯化聚氯乙烯（CPVC）四种，其阻燃剂总量按重量份数计为26~36。

所述促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）一种。

所述促进剂也可为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）,以及选自六硫化双五甲撑秋兰姆（DPTT）、二苯胍(DPG)或巯基苯并噻唑（M）中的一种或多种。

所述促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）,以及选自六硫化双五甲撑秋兰姆（DPTT）、二苯胍(DPG)或巯基苯并噻唑（M）中的一种或多种时，优选以下配方：

表二

所述促进剂优选为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）、六硫化双五甲撑秋兰姆（DPTT）、二苯胍(DPG)和巯基苯并噻唑（M）四种同时加入配方。

所述促进剂更优选为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）和六硫化双五甲撑秋兰姆（DPTT）两种。

所述促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）和六硫化双五甲撑秋兰姆（DPTT）两种时,优选以下配方：二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）1.0~1.5和六硫化双五甲撑秋兰姆（DPTT）0.1~0.3。

上述促进剂配方为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）一种；或为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）以及选自六硫化双五甲撑秋兰姆（DPTT）、二苯胍(DPG)或巯基苯并噻唑（M）中的一种或多种的配方，其促进剂总量均为1.3~1.8。

本发明的另一目的是提供一种高阻燃性能柔性泡沫橡塑绝热制品的制备方法。

本发明一种高阻燃性能柔性泡沫橡塑绝热制品的制备方法，工艺流程为：

1.配料：按柔性泡沫橡塑绝热制品配方要求精确称重所需原料。

2.密炼、开炼：原料分别进行密炼和开炼，轧成原料胶片备用。

（1）将NBR、滑石粉按所需比例分量称取，与PEG、4020、CLP、石蜡、ADDA、RD、C、PVC与阻燃剂放入密炼机密炼出料。经开炼机混料切片为1号料。

所述NBR、滑石粉的用量分别取原料配方量的70%和80%。

所述密炼机密炼室优选温度至90~140℃出料，更优选密炼至120℃~140℃出料。

所述1号料胶片厚度优选8~10mm，宽度优选400~600mm，长度优选600~800mm，冷却后码放。

（2）将发泡剂AC、SA与分量称取的NBR、DOP、滑石粉混合在90~120℃经密炼、开炼轧成发泡剂胶片为2号料备用。

所述NBR、DOP、滑石粉的用量分别取原料配方量的15%，50%和10%。

所述2号料胶片厚度优选8~10mm，宽度优选400~600mm，长度优选600~800mm，冷却后码放。

（3）将S、ZnO、促进剂与分量称取的DOP、NBR、滑石粉经密炼、开炼轧成硫化促进剂胶片为3号料备用。

所述促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）一种。

上述促进剂配方为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）一种；或为二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）以及选自六硫化双五甲撑秋兰姆（DPTT）、二苯胍(DPG)或巯基苯并噻唑（M）中的一种或多种的配方，其促进剂总量按重量份数计均为1.3~1.8。

所述DOP、NBR、滑石粉的用量分别取原料配方量的50%，15%和10%。所述3号料胶片厚度优选8~10mm，宽度优选400~600mm，长度优选600~800mm，冷却后码放。

（4）按配方要求重量分别取出1号料、2号料、3号料在开炼机混轧均匀，切成一定规格的胶条为所述制品原料。

所述胶条优选切成规格为宽100~120mm；厚8~10mm；长度不限的胶条。

3.挤出：将步骤2的胶条喂入挤出机。

控制挤出机通常温度为20~50℃，具体优选为：喂料段20~40℃；塑化段30~45℃；机头段35~40℃。

所述挤出机压力通常控制为0.1~0.5MPa，具体优选为：喂料段压力为0.1~0.3MPa，塑化段压力为0.4~0.5MPa，机头压力为0.4~0.5MPa。

所述挤出机转速优选为15~25转/分。

4.硫化发泡：经机头模具挤出成型的待发泡样品连续进入发泡炉发泡。

所述发泡炉发泡温度优选控制入炉温度40~130℃，出口温度165~185℃。

所述发泡炉调节炉内料棒传输速度优选在1.5~6m/min范围。

所述发泡炉按温度优选分成多区控制，更优选采用6区或7区，最优选采用7区。

所述发泡炉按温度分成7区控制，各区温度优选分别为：一区40~130℃，二区130~135℃，三区135~140℃，四区140~155℃，五区155~165℃，六区165~175℃，七区175~185℃，各区料棒线速度通过各区视孔观察发泡情况进行调节。

5.制品冷却：将发泡炉内发泡成型的制品经传输网带进行风冷降温。

所述冷却距离优选60~80米。

6.裁断包装：冷却后的制品送至裁断机裁切，调整裁断机的速度，使其与冷却传送带速度一致，调整自动计米器，按产品所需尺寸裁断，包装入库。

本发明的有益效果：

1、通过优化配方，保证了产品高氧指数、低烟密度指标的实现，解决了提高氧指数、降低烟密度在工艺制作中相互矛盾的技术难题，突破了相互制约的瓶颈。

2、制品优良的阻燃性能，可满足重要场所消防安全的要求，减少火险隐患。

3、制品物理性能指标均优于GB/T 17794-2008标准，为社会提出了高质量绝热保温材料。

具体实施方式

以下仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

下表三为全部实施例的原料配方。

表三

实施例1

1.配料：按上述柔性泡沫橡塑绝热制品配方要求精确称重所需原料。

（1）称取NBR：8.4kg、滑石粉：6.4kg与PEG：0.5kg、4020:0.2kg、CLP：20kg、石蜡：0.9kg、ADDA：1kg、RD：0.1kg、C:0.4kg、PVC：9kg、硼酸锌：4kg、Sb₂O₃：2kg、Al（OH）₃：16kg、CPVC：10kg放入密炼机密炼室密炼后出料。经开炼机混料切片为1号料。密炼机密炼室温度至140℃出料。胶片厚度10mm，宽度600mm，长度800mm，冷却后码放。

（2）分别称取DOP：1.25kg、AC：11kg、SA:0.2kg与NBR：1.8kg、滑石粉：0.8kg混合在120℃经密炼、开炼轧成发泡剂胶片为2号料备用。胶片厚度10mm，宽度600mm，长度800mm，冷却后码放。

（3）分别称取ZnO：0.4kg、S：0.5kg、促进剂DPTT：0.2kg、促进剂ZDMC：0.8kg、促进剂DPG：0.4kg、促进剂M：0.2kg与NBR：1.8kg、滑石粉：0.8kg、DOP：1.25kg经密炼、开炼轧成硫化促进剂胶片为3号料备用。胶片厚度10mm，宽度600mm，长度800mm，冷却后码放。

（4）按配方要求重量分别取出1号料、2号料、3号料在开炼机混轧均匀，切成一定规格的胶条为所述制品原料。胶条切成规格为宽120mm；厚为10mm的胶条。

3.挤出：将步骤2的胶条喂入挤出机。控制挤出机温度为：喂料段40℃；塑化段45℃；机头段40℃。挤出机压力为：喂料段压力为0.2MPa，塑化段压力为0.4MPa，机头压力为0.5MPa。挤出机转速为15~25转/分。

4.硫化发泡：经机头模具挤出成型的待发泡胶片连续进入发泡炉发泡。调节发泡炉炉内料棒传输速度在1.5~6m/min范围。发泡炉按温度分成7区控制，各区温度分别为：一区80~125℃，二区132±2℃，三区137±2℃，四区150±2℃，五区160±2℃，六区170±2℃，七区180±2℃，各区料棒线速度通过各区视孔观察发泡情况进行调节。

5.制品冷却：将发泡炉内发泡成型的制品经传输网带进行风冷降温，冷却距离为80米。

6.裁断包装：冷却后的制品送至裁断机裁切,调整裁断机的速度，使其与冷却传送带速度一致，调整自动计米器，按产品所需尺寸裁断，包装入库。

所得产品为柔性泡沫橡塑绝热制品，产品检测数据列于表四。

实施例2

采用实施例1的方式制备柔性泡沫橡塑绝热制品，不同之处在于：

（1）步骤1按照表三的配方称取原料，步骤2密炼、开炼中（1）步中阻燃剂配比为：硼酸锌:2.5kg、Sb₂O₃：2kg、Al（OH）₃:15.5kg、CPVC：9kg。

（2）步骤2密炼、开炼中（3）步为：将ZnO：0.5kg、S：0.7kg、DPG：0.6kg、ZDMC：0.9kg与分量称取的DOP：1kg、NBR：2.25kg、滑石粉：0.9kg经密炼、开炼轧成硫化促进剂胶片为3号料备用。

实施例3

（1）步骤1按照表三的配方称取原料，步骤2密炼、开炼中（1）步中阻燃剂配比为：硼酸锌:3kg、Sb₂O₃：3kg、Al（OH）₃:17kg、CPVC：8kg。

（2）步骤2密炼、开炼中（3）步为：将ZnO：0.6kg、S：0.6kg、DPTT：0.3kg、ZDMC：1.4kg与分量称取的DOP：1.5kg、NBR：2.1kg、滑石粉：0.9kg经密炼、开炼轧成硫化促进剂胶片为3号料备用。

实施例4

（1）步骤1按照表三的配方称取原料，步骤2密炼、开炼中（1）步中阻燃剂配比为：硼酸锌:2kg、Sb₂O₃：1kg、Al（OH）₃:13kg、CPVC：10kg。

（2）步骤2密炼、开炼中（3）步为：将ZnO：0.6kg、S：0.4kg、M：0.4kg、ZDMC：1.4kg与分量称取的DOP：2.5kg、NBR：2.1kg、滑石粉：1kg经密炼、开炼轧成硫化促进剂胶片为3号料备用。

实施例5

（1）步骤1按照表三的配方称取原料，步骤2密炼、开炼中（1）步中阻燃剂配比为：硼酸锌:3kg、Sb₂O₃：2kg、Al（OH）₃:19kg、CPVC：12kg。

（2）步骤2密炼、开炼中（3）步为：将ZnO：0.7kg、S：0.6kg、ZDMC：1.5kg、DPTT：0.3kg与分量称取的DOP：1kg、NBR：1.8kg、滑石粉：0.8kg经密炼、开炼轧成硫化促进剂胶片为3号料备用。

实施例6

采用实施例5的方式制备柔性泡沫橡塑绝热制品，不同之处在于，步骤1按照表三的配方称取原料，步骤2密炼、开炼中（3）步为：将ZnO：0.7kg、S：0.6kg、ZDMC：1.5kg与分量称取的DOP：1kg、NBR：1.8kg、滑石粉：0.8kg经密炼、开炼轧成硫化促进剂胶片为3号料备用。

对比例1

采用实施例1的方式制备柔性泡沫橡塑绝热制品，不同之处在于，配料、密炼及开炼过程采用中国专利申请CN102093653A实施例三的配方及密炼、开炼过程制备柔性泡沫橡塑绝热制品，产品检测数据列于表四。

表四

从表四可知，本发明通过优化配方，保证了产品高氧指数、低烟密度指标的实现，氧指数最高达到45%以上，烟密度最低为41，解决了提高氧指数、降低烟密度在工艺制作中相互矛盾的技术难题，突破了相互制约的瓶颈。

Claims

1.一种高阻燃性能柔性泡沫橡塑绝热制品，按重量份数计包括以下组份：

丁腈橡胶：12~15；滑石粉：8~10；聚乙二醇：0.5~0.8；防老剂4020：0.2~0.4；氯化石蜡：15~20；石蜡：0.6~0.9；环氧大豆油：1~2；防老剂RD：0.1~0.3；碳黑：0.4~0.7；聚氯乙烯：7~10；阻燃剂总量26~36；二辛脂：2~5；偶氮二甲酰胺：8~12；硬脂酸：0.2~0.5；氧化锌：0.4~0.7；硫磺：0.4~0.7；促进剂总量：1.3~1.8。

2.根据权利要求1所述橡塑绝热制品，其特征在于，阻燃剂为硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化铝和氯化聚氯乙烯四种。

3.根据权利要求1或2所述橡塑绝热制品，其特征在于，阻燃剂配方按重量份数计为硼酸锌2~4、三氧化二锑1~3、氢氧化铝13~19和氯化聚氯乙烯8~12。

4.根据权利要求1~3任意一项所述橡塑绝热制品，其特征在于，促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌一种；或为二甲基二硫代氨基甲酸锌,以及选自六硫化双五甲撑秋兰姆、二苯胍或巯基苯并噻唑中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述橡塑绝热制品，其特征在于，促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌,以及选自六硫化双五甲撑秋兰姆、二苯胍或巯基苯并噻唑中的一种或多种时，促进剂按重量份数计为：二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.5~1.5、六硫化双五甲撑秋兰姆：0.1~0.3、二苯胍：0.4~0.8或巯基苯并噻唑：0.2~0.4。

6.根据权利要求1~5任意一项所述橡塑绝热制品，其特征在于，促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌、六硫化双五甲撑秋兰姆、二苯胍和巯基苯并噻唑四种。

7.根据权利要求1~6任意一项所述橡塑绝热制品，其特征在于，促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌和六硫化双五甲撑秋兰姆两种；优选促进剂按重量份数计为：二甲基二硫代氨基甲酸锌1.0~1.5和六硫化双五甲撑秋兰姆0.1~0.3。

8.根据权利要求1~7任意一项所述橡塑绝热制品的制备方法，工艺流程为：

1）配料：按柔性泡沫橡塑绝热制品配方要求精确称重所需原料；

2）密炼、开炼：原料分别进行密炼和开炼，轧成原料胶片备用；

（1）将NBR、滑石粉按所需比例分量称取，与PEG、4020、CLP、石蜡、ADDA、RD、C、PVC和阻燃剂放入密炼机密炼出料；经开炼机混料切片为1号料；

（2）将发泡剂AC、SA与分量称取的NBR、DOP、滑石粉混合经密炼、开炼轧成发泡剂胶片为2号料备用；

（3）将S、ZnO、促进剂与分量称取的DOP、NBR、滑石粉经密炼、开炼轧成硫化促进剂胶片为3号料备用；

（4）按配方要求重量分别取出1号料、2号料、3号料在开炼机混轧均匀，切成一定规格的胶条为所述制品原料；

3）挤出：将胶条喂入挤出机；

4）硫化发泡：待发泡样品连续进入发泡炉发泡；

5）制品冷却；

6）裁断包装。

9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，密炼、开炼过程1号料中NBR、滑石粉的用量分别取原料配方量的70%和80%；和/或2号料中NBR、滑石粉、DOP的用量分别取原料配方量的15%、10%和50%；和/或3号料中NBR、滑石粉、DOP的用量分别取原料配方量的15%、10%和50%。

10.根据权利要求7或8所述制备方法，其特征在于，发泡炉按温度分成多区；优选采用6区或7区控制；更优选采用7区；最优选7区控制时，各区温度分别为：一区40~130℃，二区130~135℃，三区135~140℃，四区140~155℃，五区155~165℃，六区165~175℃，七区175~185℃。