CN104072833B - 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 (8)
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;
丁苯橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为50-55。
2.如权利要求1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。
3.如权利要求1-2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。
4.如权利要求3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。
5.如权利要求1-2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。
6.如权利要求3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1-2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。
8.如权利要求3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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