CN104629100A - 一种耐磨减震的阻燃材料及其制作方法 - Google Patents

一种耐磨减震的阻燃材料及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨减震的阻燃材料及其制作方法，其特征在于，配方中组分及其质量百分比如下：天然橡胶15-20%、顺丁橡胶10-15%、丁苯橡胶10-20%、氯化聚乙烯橡胶5-10%、短纤维2-3%、玻璃纤维1-3%、炭黑（N330）5-10%、白炭黑（SiO2）5-10%、油脂类DOP3-5%、硬脂酸（SA）3-5%、氧化锌（ZnO）1-2%、滑石粉1-2%、纳米氧化镁（MgO）1-2%、四硫化双硅烷（Si-69）2-3%、硫磺（S）3-5%、促进剂CM1-2%、防老剂4010NA1-2%、超支化膨胀型阻燃剂2-3%。本发明得到的阻燃复合材料具有高弹减震性、耐磨性、防滑性，且在一定程度上扩大了复合材料的适用范围和使用寿命，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种耐磨减震的阻燃材料及其制作方法
技术领域
本发明涉及橡胶复合材料及其制备技术领域，具体涉及一种耐磨减震的阻燃材料及其制作方法。
背景技术
天然橡胶作为一种性能优良的高分子材料，早已广泛应用于各种领域中，这些天然橡胶制品和大多数合成橡胶制品一样都是可燃的或易燃的，这是天然橡胶及其制品在应用上的一个严重缺陷，因此，它们的阻燃化是至关重要的。
绝大多数的阻燃橡胶制品都使用添加型阻燃剂进行阻燃。膨胀型阻燃剂是一种当高聚物受热时能在表面生成一层均匀的炭质泡沫层，隔热、隔氧、抑烟、并能防止产生熔滴的新型阻燃剂，具有良好的阻燃性能。
橡胶材料用于部件表面则需要具备的功能是减轻机械部件间的磨损和腐蚀。目前的橡胶层极易磨损脱落，从而导致机械部件间的磨损加快并被腐蚀，使用寿命变短。橡胶材料用于制鞋行业中，则对鞋的舒适性、使用寿命等即鞋底的高弹减震性能、耐磨性能、防滑性能要求格外高。但是，目前市场上各种品种鞋的鞋底高弹减震性能、耐磨性能、防滑性能不高，且不能兼有。如何生产一种多功能，能应用于多领域的橡胶材料，具有重要的意义。
发明内容
为解决目前橡胶材料高弹减震性能、耐磨性能、防滑阻燃性能不能兼有的问题，本发明提供了一种高弹减震、耐磨防滑阻燃复合材料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种耐磨减震的阻燃材料，其特征在于，配方中组分及其质量百分比如下：
天然橡胶15-20%、顺丁橡胶10-15%、丁苯橡胶10-20%、氯化聚乙烯橡胶5-10%、短纤维2-3%、玻璃纤维1-3%、炭黑（N330）5-10%、白炭黑（SiO2）5-10%、油脂类DOP 3-5%、硬脂酸（SA）3-5%、氧化锌（ZnO）1-2%、滑石粉1-2%、纳米氧化镁（MgO）1-2%、四硫化双硅烷（Si-69）2-3%、硫磺（S）3-5%、促进剂CM 1-2%、防老剂4010NA 1-2%、超支化膨胀型阻燃剂2-3%。
上述的短纤维为长度为1-3mm的聚酯短纤维、芳纶短纤维或尼龙短纤维。
上述的超支化膨胀型阻燃剂的制备方法为将浓度为1mol/mL的丙烯酸甲酯5份和二乙醇胺10份在N2中，升温至40℃反应40min，然后加入聚磷酸铵5份，季戊四醇8份，三聚氰胺6份对甲苯磺酸0.5份在N2 保护下，于110℃反应9h。
一种耐磨减震的阻燃材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将天然橡胶破碎后送入炼脱机中薄通炼胶，压制成5-8毫米厚的薄片，涂上隔离剂，停放23-25h；
（2）将塑炼而成的橡胶片中，加入顺丁橡胶、丁苯橡胶和氯化聚乙烯橡胶，一并放入密炼机中，控制转子转速65-75rpm，上顶栓压力0.61-0.63MPa，填充系数0.6，在150-180℃的温度下密炼8-10min；
（3）依次加入短纤维、玻璃纤维、炭黑（N330）、白炭黑（SiO2）、油脂类DOP、硬脂酸（SA）、氧化锌（ZnO）、滑石粉、纳米氧化镁（MgO）密炼8-10min，压制均匀后停机翻仓出料，降温至45-50℃；
（4）将降温后的薄片加入到开炼机中，在55-65℃的温度下依次加入四硫化双硅烷（Si-69）、硫磺（S）、促进剂CM、防老剂4010NA、超支化膨胀型阻燃剂，控制硫化压力为25-30MPa，硫化温度160-165℃，硫化8-10min，再调整开炼机的前后辊间距至0.5-0.8mm薄通3-5遍，即可得用于制备耐磨的合成橡胶材料。
发明的有益效果：
本发明加入了所述的超支化膨胀型阻燃剂，大大提高了阻燃剂与橡胶的相容性，从而减少和消除阻燃剂对橡胶制品物理机械性能的不利影响。得到的复合材料具有高弹减震性、耐磨性、防滑性，且在一定程度上扩大了复合材料的适用范围和使用寿命，应用于制鞋中，实现了良好的舒适性和使用寿命；用于部件表面使得机械部件的不易磨损和腐蚀，使用寿命大大延长，具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
实施例1
一种耐磨减震的阻燃材料，其特征在于，配方中组分及其质量百分比如下：天然橡胶20%、顺丁橡胶15%、丁苯橡胶20%、氯化聚乙烯橡胶10%、长度为1-3mm的聚酯短纤维2%、玻璃纤维3%、炭黑（N330）5%、白炭黑（SiO2）5%、油脂类DOP 4%、硬脂酸（SA）3%、氧化锌（ZnO）1%、滑石粉1%、纳米氧化镁（MgO）1%、四硫化双硅烷（Si-69）3%、硫磺（S）3%、促进剂CM 1%、防老剂4010NA 1%、超支化膨胀型阻燃剂2%。
超支化膨胀型阻燃剂的制备方法为将浓度为1mol/mL的丙烯酸甲酯5份和二乙醇胺10份在N2中，升温至40℃反应40min，然后加入聚磷酸铵5份，季戊四醇8份，三聚氰胺6份对甲苯磺酸0.5份在N2 保护下，于110℃反应9h。
一种耐磨减震的阻燃材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将天然橡胶破碎后送入炼脱机中薄通炼胶，压制成5-8毫米厚的薄片，涂上隔离剂，停放24h；
（2）将塑炼而成的橡胶片中，加入顺丁橡胶、丁苯橡胶和氯化聚乙烯橡胶，一并放入密炼机中，控制转子转速70rpm，上顶栓压力0.62MPa，填充系数0.6，在160℃的温度下密炼9min；
（3）依次加入短纤维、玻璃纤维、炭黑（N330）、白炭黑（SiO2）、油脂类DOP、硬脂酸（SA）、氧化锌（ZnO）、滑石粉、纳米氧化镁（MgO）密炼10min，压制均匀后停机翻仓出料，降温至50℃；
（4）将降温后的薄片加入到开炼机中，在55℃的温度下依次加入四硫化双硅烷（Si-69）、硫磺（S）、促进剂CM、防老剂4010NA、超支化膨胀型阻燃剂，控制硫化压力为28MPa，硫化温度163℃，硫化9min，再调整开炼机的前后辊间距至0.6mm薄通4遍，即可得用于制备耐磨的合成橡胶材料。
实施例2
一种耐磨减震的阻燃材料，其特征在于，配方中组分及其质量百分比如下：天然橡胶20%、顺丁橡胶10%、丁苯橡胶20%、氯化聚乙烯橡胶9%、长度为1-3mm的芳纶短纤维2%、玻璃纤维1%、炭黑（N330）10%、白炭黑（SiO2）5%、油脂类DOP 5%、硬脂酸（SA）5%、氧化锌（ZnO）1-2%、滑石粉1-2%、纳米氧化镁（MgO）1-2%、四硫化双硅烷（Si-69）3%、硫磺（S）3%、促进剂CM 2%、防老剂4010NA 2%、超支化膨胀型阻燃剂3%。
超支化膨胀型阻燃剂的制备方法为将浓度为1mol/mL的丙烯酸甲酯5份和二乙醇胺10份在N2中，升温至40℃反应40min，然后加入聚磷酸铵5份，季戊四醇8份，三聚氰胺6份对甲苯磺酸0.5份在N2 保护下，于110℃反应9h。
一种耐磨减震的阻燃材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将天然橡胶破碎后送入炼脱机中薄通炼胶，压制成5-8毫米厚的薄片，涂上隔离剂，停放23h；
（2）将塑炼而成的橡胶片中，加入顺丁橡胶、丁苯橡胶和氯化聚乙烯橡胶，一并放入密炼机中，控制转子转速65rpm，上顶栓压力0.61MPa，填充系数0.6，在150℃的温度下密炼10min；
（3）依次加入短纤维、玻璃纤维、炭黑（N330）、白炭黑（SiO2）、油脂类DOP、硬脂酸（SA）、氧化锌（ZnO）、滑石粉、纳米氧化镁（MgO）密炼8min，压制均匀后停机翻仓出料，降温至50℃；
（4）将降温后的薄片加入到开炼机中，在65℃的温度下依次加入四硫化双硅烷（Si-69）、硫磺（S）、促进剂CM、防老剂4010NA、超支化膨胀型阻燃剂，控制硫化压力为25MPa，硫化温度160℃，硫化10min，再调整开炼机的前后辊间距至0.5mm薄通3遍，即可得用于制备耐磨的合成橡胶材料。
实施例3
一种耐磨减震的阻燃材料，其特征在于，配方中组分及其质量百分比如下：天然橡胶20%、顺丁橡胶15%、丁苯橡胶14%、氯化聚乙烯橡胶5%、长度为1-3mm的尼龙短纤维3%、玻璃纤维3%、炭黑（N330）10%、白炭黑（SiO2）5%、油脂类DOP 3%、硬脂酸（SA）3%、氧化锌（ZnO）2%、滑石粉2%、纳米氧化镁（MgO）2%、四硫化双硅烷（Si-69）3%、硫磺（S）3%、促进剂CM 2%、防老剂4010NA 2%、超支化膨胀型阻燃剂3%。
超支化膨胀型阻燃剂的制备方法为将浓度为1mol/mL的丙烯酸甲酯5份和二乙醇胺10份在N2中，升温至40℃反应40min，然后加入聚磷酸铵5份，季戊四醇8份，三聚氰胺6份对甲苯磺酸0.5份在N2 保护下，于110℃反应9h。
一种耐磨减震的阻燃材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将天然橡胶破碎后送入炼脱机中薄通炼胶，压制成5-8毫米厚的薄片，涂上隔离剂，停放25h；
（2）将塑炼而成的橡胶片中，加入顺丁橡胶、丁苯橡胶和氯化聚乙烯橡胶，一并放入密炼机中，控制转子转速75rpm，上顶栓压力0.63MPa，填充系数0.6，在180℃的温度下密炼8min；
（3）依次加入短纤维、玻璃纤维、炭黑（N330）、白炭黑（SiO2）、油脂类DOP、硬脂酸（SA）、氧化锌（ZnO）、滑石粉、纳米氧化镁（MgO）密炼8-10min，压制均匀后停机翻仓出料，降温至45℃；
（4）将降温后的薄片加入到开炼机中，在55℃的温度下依次加入四硫化双硅烷（Si-69）、硫磺（S）、促进剂CM、防老剂4010NA、超支化膨胀型阻燃剂，控制硫化压力为25MPa，硫化温度165℃，硫化10min，再调整开炼机的前后辊间距至0.5-0.8mm薄通5遍，即可得用于制备耐磨的合成橡胶材料。

Claims (4)

1.一种耐磨减震的阻燃材料，其特征在于，配方中组分及其质量百分比如下：
天然橡胶15-20%、顺丁橡胶10-15%、丁苯橡胶10-20%、氯化聚乙烯橡胶5-10%、短纤维2-3%、玻璃纤维1-3%、炭黑（N330）5-10%、白炭黑（SiO2）5-10%、油脂类DOP 3-5%、硬脂酸（SA）3-5%、氧化锌（ZnO）1-2%、滑石粉1-2%、纳米氧化镁（MgO）1-2%、四硫化双硅烷（Si-69）2-3%、硫磺（S）3-5%、促进剂CM 1-2%、防老剂4010NA 1-2%、超支化膨胀型阻燃剂2-3%。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨减震的阻燃材料，其特征在于，所述的短纤维为长度为1-3mm的聚酯短纤维、芳纶短纤维或尼龙短纤维。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨减震的阻燃材料，其特征在于，所述的超支化膨胀型阻燃剂的制备方法为将浓度为1mol/mL的丙烯酸甲酯5份和二乙醇胺10份在N2中，升温至40℃反应40min，然后加入聚磷酸铵5份，季戊四醇8份，三聚氰胺6份对甲苯磺酸0.5份在N2 保护下，于110℃反应9h。
4.一种耐磨减震的阻燃材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将天然橡胶破碎后送入炼脱机中薄通炼胶，压制成5-8毫米厚的薄片，涂上隔离剂，停放23-25h；
（2）将塑炼而成的橡胶片中，加入顺丁橡胶、丁苯橡胶和氯化聚乙烯橡胶，一并放入密炼机中，控制转子转速65-75rpm，上顶栓压力0.61-0.63MPa，填充系数0.6，在150-180℃的温度下密炼8-10min；
（3）依次加入短纤维、玻璃纤维、炭黑（N330）、白炭黑（SiO2）、油脂类DOP、硬脂酸（SA）、氧化锌（ZnO）、滑石粉、纳米氧化镁（MgO）密炼8-10min，压制均匀后停机翻仓出料，降温至45-50℃；
（4）将降温后的薄片加入到开炼机中，在55-65℃的温度下依次加入四硫化双硅烷（Si-69）、硫磺（S）、促进剂CM、防老剂4010NA、超支化膨胀型阻燃剂，控制硫化压力为25-30MPa，硫化温度160-165℃，硫化8-10min，再调整开炼机的前后辊间距至0.5-0.8mm薄通3-5遍，即可得用于制备耐磨的合成橡胶材料。
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