CN104072833A - 一种阻燃耐老化橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶40-45份，聚氨酯弹性体30-36份，氯化丁基橡胶10-15份，硫化剂BPO2-3份，硫磺1.2-1.8份，二乙烯羧酸钠2-4份，方解石粉20-30份，硅藻土9-11份，硅酸铝5-7份，炭黑N66014-15份，炭黑N33014-15份，氢氧化镁10-12份，石英粉3-5份，氧化锌5-7份，硬脂酸钙2-4份，硬脂酸钡5-8份，二苯磷酸酯5-7份，三聚氰胺2-4份，硅烷偶联剂KH4501.5-2.5份。本发明具有优异的阻燃耐老化性能，能有效的抑制燃烧过程中烟雾的产生，而且耐臭氧和耐候性优异，还具有高弹性、高硬度、高强度。
Description
技术领域
本发明涉及技术橡胶材料领域，尤其涉及一种阻燃耐老化橡胶材料。
背景技术
橡胶制品的老化是橡胶材料应用中十分突出的问题，橡胶材料在放置及使用过程中会出现发粘、变软、变色、变硬及变脆等问题，产生物理力学性能变化，而且橡胶制品在使用过程中往往伴随着高温，则需要良好的阻燃性能。随着橡胶材料在生活中地位的增加，其橡胶的使用寿命越来越受到人们的重视，为了防止橡胶材料的阻燃性能、老化或改善其耐老化性能，人们在生胶制成橡胶制品的过程中，添加了各种配合组分，各种配合剂对橡胶制品的阻燃、耐老化性能影响甚大，目前的阻燃耐老化橡胶材料仍然满足不了需求，如何制备一种成本低，阻燃、耐老化性能优异的橡胶材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种阻燃耐老化橡胶材料，具有优异的阻燃耐老化性能，能有效的抑制燃烧过程中烟雾的产生，而且耐臭氧和耐候性优异，还具有高弹性、高硬度、高强度。
本发明提出的一种阻燃耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶40-45份，聚氨酯弹性体30-36份，氯化丁基橡胶10-15份，硫化剂BPO2-3份，硫磺1.2-1.8份，二乙烯羧酸钠2-4份，方解石粉20-30份，硅藻土9-11份，硅酸铝5-7份，炭黑N66014-15份，炭黑N33014-15份，氢氧化镁10-12份，石英粉3-5份，氧化锌5-7份，硬脂酸钙2-4份，硬脂酸钡5-8份，二苯磷酸酯5-7份，三聚氰胺2-4份，硅烷偶联剂KH4501.5-2.5份；
在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7-8min，转速为35-45rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼1-3min后，将转速提高至56-58rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5-6min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7-8min，温度为120-130℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼7-9min，温度为120-130℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
优选地，丁苯橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为50-55。
优选地，炭黑N660和炭黑N330的重量比为1:1。
优选地，其原料按重量份包括：丁苯橡胶42-43份，聚氨酯弹性体33-35份，氯化丁基橡胶12-14份，硫化剂BPO2.2-2.6份，硫磺1.4-1.7份，二乙烯羧酸钠2.5-3.2份，方解石粉24-26份，硅藻土9.8-10.6份，硅酸铝5.3-6.7份，炭黑N66014.2-14.5份，炭黑N33014.2-14.5份，氢氧化镁10.8-11.3份，石英粉3.6-4.2份，氧化锌5.8-6.2份，硬脂酸钙2.1-3.2份，硬脂酸钡6-7份，二苯磷酸酯5.8-6.7份，三聚氰胺2.4-3.4份，硅烷偶联剂KH4501.9-2.2份。
优选地，其原料按重量份包括：丁苯橡胶43份，聚氨酯弹性体34份，氯化丁基橡胶13份，硫化剂BPO2.5份，硫磺1.6份，二乙烯羧酸钠3份，方解石粉25份，硅藻土10份，硅酸铝6份，炭黑N66014.3份，炭黑N33014.3份，氢氧化镁11份，石英粉4份，氧化锌6份，硬脂酸钙3份，硬脂酸钡6.5份，二苯磷酸酯6.5份，三聚氰胺3份，硅烷偶联剂KH4502份。
优选地，在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7.6-7.7min，转速为37-42rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼1.3-2.8min后，将转速提高至57rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5.3-5.6min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7.2-7.7min，温度为125-128℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼7.9-8.2min，温度为128-129℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
优选地，在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7.6min，转速为40rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼2min后，将转速提高至57rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5.5min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7.6min，温度为127℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼8min，温度为129℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
本发明以丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶为基料，使本发明具有优异的耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐臭氧和耐候性，还具有高弹性、高硬度、高强度，其中氯化丁基橡胶的硫化性能好，使本发明可以在硫化过程中加速硫化的过程；以硫磺和二乙烯羧酸钠为助硫化剂，与硫化剂BPO形成硫化体系，提高本发明的交联程度，大幅提高本发明的耐热耐老化性能；加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌以补强产品，辅以硬脂酸钙和硬脂酸钡使补强剂和主料之间分散混合均匀，大幅提高产品的耐磨抗撕裂性能，其中炭黑N660、炭黑N330相互配合，进一步提高本发明的耐磨性能；而硅酸铝、氢氧化镁、二苯磷酸酯和三聚氰胺形成了阻燃体系，使本发明在提高氧指数的同时，也提高了抑制烟雾性能，大幅提高了本发明的阻燃性能；硬脂酸钙和硬脂酸钡不仅作为分散剂，还能相互配合形成了复合稳定剂，提高了本发明的稳定性能，降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解等作用，大幅加强了本发明耐老化性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种阻燃耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶40份，聚氨酯弹性体36份，氯化丁基橡胶10份，硫化剂BPO3份，硫磺1.2份，二乙烯羧酸钠4份，方解石粉20份，硅藻土11份，硅酸铝5份，炭黑N66015份，炭黑N33014份，氢氧化镁12份，石英粉3份，氧化锌7份，硬脂酸钙2份，硬脂酸钡8份，二苯磷酸酯5份，三聚氰胺4份，硅烷偶联剂KH4501.5份，其中丁苯橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为55；
在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7min，转速为45rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼1min后，将转速提高至58rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼8min，温度为120℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼9min，温度为120℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
实施例2
本发明提出的一种阻燃耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶45份，聚氨酯弹性体30份，氯化丁基橡胶15份，硫化剂BPO2份，硫磺1.8份，二乙烯羧酸钠2份，方解石粉30份，硅藻土9份，硅酸铝7份，炭黑N66014份，炭黑N33015份，氢氧化镁10份，石英粉5份，氧化锌5份，硬脂酸钙4份，硬脂酸钡5份，二苯磷酸酯7份，三聚氰胺2份，硅烷偶联剂KH4502.5份；
在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7.6min，转速为42rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼1.3min后，将转速提高至57rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5.6min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7.2min，温度为128℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼7.9min，温度为129℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
实施例3
本发明提出的一种阻燃耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶43份，聚氨酯弹性体33份，氯化丁基橡胶14份，硫化剂BPO2.2份，硫磺1.7份，二乙烯羧酸钠2.5份，方解石粉26份，硅藻土9.8份，硅酸铝6.7份，炭黑N66014.2份，炭黑N33014.5份，氢氧化镁10.8份，石英粉4.2份，氧化锌5.8份，硬脂酸钙3.2份，硬脂酸钡6份，二苯磷酸酯6.7份，三聚氰胺2.4份，硅烷偶联剂KH4502.2份，其中丁苯橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为50；
在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7.7min，转速为37rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼2.8min后，将转速提高至57rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5.3min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7.7min，温度为125℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼8.2min，温度为128℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
实施例4
本发明提出的一种阻燃耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶42份，聚氨酯弹性体35份，氯化丁基橡胶12份，硫化剂BPO2.6份，硫磺1.4份，二乙烯羧酸钠3.2份，方解石粉24份，硅藻土10.6份，硅酸铝5.3份，炭黑N66014.2份，炭黑N33014.5份，氢氧化镁11.3份，石英粉3.6份，氧化锌6.2份，硬脂酸钙2.1份，硬脂酸钡7份，二苯磷酸酯5.8份，三聚氰胺3.4份，硅烷偶联剂KH4501.9份；
在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼8min，转速为35rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼3min后，将转速提高至56rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼6min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7min，温度为130℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼7min，温度为130℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
实施例5
本发明提出的一种阻燃耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶43份，聚氨酯弹性体34份，氯化丁基橡胶13份，硫化剂BPO2.5份，硫磺1.6份，二乙烯羧酸钠3份，方解石粉25份，硅藻土10份，硅酸铝6份，炭黑N66014.3份，炭黑N33014.3份，氢氧化镁11份，石英粉4份，氧化锌6份，硬脂酸钙3份，硬脂酸钡6.5份，二苯磷酸酯6.5份，三聚氰胺3份，硅烷偶联剂KH4502份；
在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7.6min，转速为40rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼2min后，将转速提高至57rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5.5min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7.6min，温度为127℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼8min，温度为129℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种阻燃耐老化橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：
丁苯橡胶40-45份，聚氨酯弹性体30-36份，氯化丁基橡胶10-15份，硫化剂BPO2-3份，硫磺1.2-1.8份，二乙烯羧酸钠2-4份，方解石粉20-30份，硅藻土9-11份，硅酸铝5-7份，炭黑N66014-15份，炭黑N33014-15份，氢氧化镁10-12份，石英粉3-5份，氧化锌5-7份，硬脂酸钙2-4份，硬脂酸钡5-8份，二苯磷酸酯5-7份，三聚氰胺2-4份，硅烷偶联剂KH4501.5-2.5份；
在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7-8min，转速为35-45rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼1-3min后，将转速提高至56-58rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5-6min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7-8min，温度为120-130℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼7-9min，温度为120-130℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
2.如权利要求1所述的阻燃耐老化橡胶材料，其特征在于，丁苯橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为50-55。
3.如权利要求1或2所述的阻燃耐老化橡胶材料，其特征在于，炭黑N660和炭黑N330的重量比为1:1。
4.如权利要求1-3任一项所述的阻燃耐老化橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁苯橡胶42-43份，聚氨酯弹性体33-35份，氯化丁基橡胶12-14份，硫化剂BPO2.2-2.6份，硫磺1.4-1.7份，二乙烯羧酸钠2.5-3.2份，方解石粉24-26份，硅藻土9.8-10.6份，硅酸铝5.3-6.7份，炭黑N66014.2-14.5份，炭黑N33014.2-14.5份，氢氧化镁10.8-11.3份，石英粉3.6-4.2份，氧化锌5.8-6.2份，硬脂酸钙2.1-3.2份，硬脂酸钡6-7份，二苯磷酸酯5.8-6.7份，三聚氰胺2.4-3.4份，硅烷偶联剂KH4501.9-2.2份。
5.如权利要求1-4中任一项所述阻燃耐老化橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁苯橡胶43份，聚氨酯弹性体34份，氯化丁基橡胶13份，硫化剂BPO2.5份，硫磺1.6份，二乙烯羧酸钠3份，方解石粉25份，硅藻土10份，硅酸铝6份，炭黑N66014.3份，炭黑N33014.3份，氢氧化镁11份，石英粉4份，氧化锌6份，硬脂酸钙3份，硬脂酸钡6.5份，二苯磷酸酯6.5份，三聚氰胺3份，硅烷偶联剂KH4502份。
6.如权利要求1-5中任一项所述阻燃耐老化橡胶材料，其特征在于，在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7.6-7.7min，转速为37-42rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼1.3-2.8min后，将转速提高至57rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5.3-5.6min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7.2-7.7min，温度为125-128℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼7.9-8.2min，温度为128-129℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
7.如权利要求1-6中任一项所述阻燃耐老化橡胶材料，其特征在于，在制备过程中，先将丁苯橡胶、聚氨酯弹性体和氯化丁基橡胶在密炼机上进行塑炼7.6min，转速为40rpm，继续加入硅烷偶联剂KH450混炼2min后，将转速提高至57rpm，接着加入方解石粉、硅藻土、硅酸铝、炭黑N660、炭黑N330、氢氧化镁、石英粉、氧化锌、二苯磷酸酯、三聚氰胺混炼5.5min，再加入硬脂酸钙和硬脂酸钡混炼7.6min，温度为127℃时排胶，出片，然后在得到的物料中加入硫化剂BPO、硫磺和二乙烯羧酸钠混炼8min，温度为129℃时排料得到阻燃耐老化橡胶材料。
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