CN106084359A - 一种无卤环保型阻燃橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种无卤环保型阻燃橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无卤环保型阻燃橡胶及其制备方法，涉及橡胶材料领域，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶为80‑100份、阻燃抑烟剂为100‑120份、阻燃抑烟协效剂为20‑40份、硬脂酸为1‑2份、氧化锌为2‑4份、硅烷偶联剂S‑i69为1‑4份、防老剂4010为1‑2份、炭黑为20‑50份、硫化促进剂为1‑10份、抗氧剂为2‑4份，本发明的无卤环保型阻燃橡胶，阻燃性能好，不含卤素，在燃烧或高温热裂解时不会产生有毒化合物和腐蚀性气体，并且燃烧时烟密度较小，不会影响周围环境，橡胶力学性能好，安全性高，十分适于工业大规模推广，除此，制备工艺简单，降低生产成本。

Description

一种无卤环保型阻燃橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域，特别涉及一种无卤环保型阻燃橡胶及其制备方法。
背景技术
橡胶输送带,矿井用橡胶导风筒,电线、电缆护套料,电子、电气工业上以及汽车、飞机、火车和轮船等交通工具上使用的橡胶制品的阻燃化处理对其使用安全性非常重要。
目前添加各类阻燃剂是对橡胶材料进行阻燃改性的主要手段。其中,卤系阻燃剂是应用量最大的一类传统阻燃剂,具有添加量小和阻燃效果显著的特点,但其燃烧时产生大量烟雾、毒性物质和强腐蚀性物质而危害环境及人类健康。因此,低烟、低毒和无卤阻燃橡胶的研制和使用已成为国内外阻燃材料研究和发展的主要方向。
针对以上问题，现有技术中中国公开号为CN 104212009 A的发明专利公开了一种无卤阻燃橡胶，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶50-200 份、氧化锌1-10份、硬脂酸1-5份、阻燃剂10-30 份、助燃助剂10-20 份、补强剂20-50 份、软化剂1-10 份和硫化促进剂1-10 份，虽然此发明的无卤阻燃橡胶燃烧时不含卤素，但是其阻燃效果并不理想，且燃烧时产生大量的烟雾，影响环境。
又如中国公开号为CN 104231344 A的发明专利公开了一种无卤阻燃橡胶料，它是由下述重量份的原料组成的，聚乙烯吡啶1-2、丙烯酸十三氟辛酯5-7、甲基丙烯酸锌0.6-1、丁炔二醇0.5-1、硅藻土10-15、氧化镁1-2、氧化铝1-2、三氧化二锑2-3、没食子酸丙酯0.4-1、高硼硼酸钙4-7、邻苯二甲酸二异壬酯6-8、防老剂DOD0.8-2、促进剂CA1-2、硫磺0.9-1、聚环氧琥珀酸0.5-1、天然橡胶svr3l93-100、改性助剂4-5，虽然此发明的橡胶料在燃烧或高温热裂解时不会产生有毒化合物和腐蚀性气体，并且燃烧时烟密度较小，但是，此发明的橡胶材料的力学性能差，阻燃效果差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无卤环保型阻燃橡胶及其制备方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种无卤环保型阻燃橡胶，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶为80-100份、阻燃抑烟剂为 100-120 份、阻燃抑烟协效剂为20-40 份、硬脂酸为1-2份、氧化锌为2-4份、硅烷偶联剂S-i69为1-4份、防老剂4010为1-2份、炭黑为20-50 份、硫化促进剂为1-10 份、抗氧剂为2-4份。
优选的，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶为90份、阻燃抑烟剂为 110份、阻燃抑烟协效剂为30 份、硬脂酸为1.5份、氧化锌为3份、硅烷偶联剂S-i69为2.5份、防老剂4010为1.5份、炭黑为35 份、硫化促进剂为5.5份、抗氧剂为3份。
优选的，所述阻燃抑烟剂为纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的混合物，其中纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的质量比为1:1。
优选的，所述阻燃抑烟协效剂为有机蒙脱土。
一种无卤环保型阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将80-100重量份的丁苯橡胶置入密炼机中进行塑炼，得到塑炼生胶；
（2）将步骤（1）中的塑炼生胶连同100-120 重量份的阻燃抑烟剂、20-40重量份的阻燃抑烟协效剂、1-2重量份的硬脂酸、2-4重量份的氧化锌、1-2重量份的防老剂4010、20-50 重量份的炭黑、2-4重量份的抗氧剂，在密炼机中进行密炼得到密炼胶；
（3）将步骤（2）中的密炼胶置入开炼机中进行开炼得到开炼胶；
（4）向步骤（3）中的开炼胶中加入1-4重量份的硅烷偶联剂S-i69和1-10 重量份的硫化促进剂，硫化得到橡胶材料。
优选的，所述步骤（4）中，硫化温度控制在180-200 ºC，硫化时间为5-10min。
与现有技术相比，本发明的无卤环保型阻燃橡胶，阻燃性能好，不含卤素，在燃烧或高温热裂解时不会产生有毒化合物和腐蚀性气体，并且燃烧时烟密度较小，不会影响周围环境，橡胶力学性能好，安全性高，十分适于工业大规模推广，除此，制备工艺简单，降低生产成本。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1:
一种无卤环保型阻燃橡胶，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶为80份、阻燃抑烟剂为120 份、有机蒙脱土为 20 份、硬脂酸为1份、氧化锌为4份、硅烷偶联剂S-i69为1份、防老剂4010为2份、炭黑为20份、硫化促进剂为1份、抗氧剂为2份，阻燃抑烟剂为纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的混合物，其中纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的质量比为1:1，力学性能最好。
一种无卤环保型阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将80重量份的丁苯橡胶置入密炼机中进行塑炼，得到塑炼生胶；
（2）将步骤（1）中的塑炼生胶连同120 重量份的阻燃抑烟剂、20重量份的有机蒙脱土、1重量份的硬脂酸、4重量份的氧化锌、2重量份的防老剂4010、20重量份的炭黑、2重量份的抗氧剂，在密炼机中进行密炼得到密炼胶；
（3）将步骤（2）中的密炼胶置入开炼机中进行开炼得到开炼胶；
（4）向步骤（3）中的开炼胶中加入1重量份的硅烷偶联剂S-i69和1重量份的硫化促进剂，硫化温度控制在180 ºC，硫化时间为10min，硫化得到橡胶材料。
实施例2:
一种无卤环保型阻燃橡胶，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶为90份、阻燃抑烟剂为110份、有机蒙脱土为30 份、硬脂酸为1.5份、氧化锌为3份、硅烷偶联剂S-i69为2.5份、防老剂4010为1.5份、炭黑为35 份、硫化促进剂为5.5份、抗氧剂为3份，阻燃抑烟剂为纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的混合物，其中纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的质量比为1:1，力学性能最好。
一种无卤环保型阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将90重量份的丁苯橡胶置入密炼机中进行塑炼，得到塑炼生胶；
（2）将步骤（1）中的塑炼生胶连同110重量份的阻燃抑烟剂、30重量份的有机蒙脱土、1.5重量份的硬脂酸、3重量份的氧化锌、1.5重量份的防老剂4010、35重量份的炭黑、3重量份的抗氧剂，在密炼机中进行密炼得到密炼胶；
（3）将步骤（2）中的密炼胶置入开炼机中进行开炼得到开炼胶；
（4）向步骤（3）中的开炼胶中加入2.5重量份的硅烷偶联剂S-i69和5.5重量份的硫化促进剂，硫化温度控制在190 ºC，硫化时间为7.5min，硫化得到橡胶材料。
实施例3:
一种无卤环保型阻燃橡胶，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶为100份、阻燃抑烟剂为 100 份、有机蒙脱土为 40 份、硬脂酸为2份、氧化锌为2份、硅烷偶联剂S-i69为4份、防老剂4010为1份、炭黑为20份、硫化促进剂为10 份、抗氧剂为2份，阻燃抑烟剂为纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的混合物，其中纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的质量比为1:1，力学性能最好。
一种无卤环保型阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将100重量份的丁苯橡胶置入密炼机中进行塑炼，得到塑炼生胶；
（2）将步骤（1）中的塑炼生胶连同100重量份的阻燃抑烟剂、40重量份的阻燃抑烟协效剂、2重量份的硬脂酸、2重量份的氧化锌、1重量份的防老剂4010、20重量份的炭黑、2重量份的抗氧剂，在密炼机中进行密炼得到密炼胶；
（3）将步骤（2）中的密炼胶置入开炼机中进行开炼得到开炼胶；
（4）向步骤（3）中的开炼胶中加入4重量份的硅烷偶联剂S-i69和10 重量份的硫化促进剂，硫化温度控制在200 ºC，硫化时间为5min，硫化得到橡胶材料。
实施例1-3的橡胶力学性能和阻燃性能如表1：
序号 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 极限氧指数/%
对照组 15.4 530 16.0
实施例1 12.4 460 34.4
实施例2 12.7 450 35.1
实施例3 12.2 432 36.5
由以上数据可知，本发明的无卤环保型阻燃橡胶，阻燃性能好，力学性能好，十分适于工业大规模推广。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无卤环保型阻燃橡胶，其特征在于，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶为80-100份、阻燃抑烟剂为 100-120 份、阻燃抑烟协效剂为 20-40 份、硬脂酸为1-2份、氧化锌为2-4份、硅烷偶联剂S-i69为1-4份、防老剂4010为1-2份、炭黑为20-50 份、硫化促进剂为1-10 份、抗氧剂为2-4份。
2.根据权利要求1所述的无卤环保型阻燃橡胶，其特征在于，由下列重量份的原料制成：丁苯橡胶为90份、阻燃抑烟剂为 110份、阻燃抑烟协效剂为30 份、硬脂酸为1.5份、氧化锌为3份、硅烷偶联剂S-i69为2.5份、防老剂4010为1.5份、炭黑为35 份、硫化促进剂为5.5份、抗氧剂为3份。
3.根据权利要求1或2所述的无卤环保型阻燃橡胶，其特征在于，所述阻燃抑烟剂为纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的混合物，其中纳米氢氧化镁与纳米氢氧化铝的质量比为1:1。
4.根据权利要求3所述的无卤环保型阻燃橡胶，其特征在于，所述阻燃抑烟协效剂为有机蒙脱土。
5.一种如根据权利要求1所述的无卤环保型阻燃橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将80-100重量份的丁苯橡胶置入密炼机中进行塑炼，得到塑炼生胶；
（2）将步骤（1）中的塑炼生胶连同100-120 重量份的阻燃抑烟剂、20-40重量份的阻燃抑烟协效剂、1-2重量份的硬脂酸、2-4重量份的氧化锌、1-2重量份的防老剂4010、20-50 重量份的炭黑、2-4重量份的抗氧剂，在密炼机中进行密炼得到密炼胶；
（3）将步骤（2）中的密炼胶置入开炼机中进行开炼得到开炼胶；
（4）向步骤（3）中的开炼胶中加入1-4重量份的硅烷偶联剂S-i69和1-10 重量份的硫化促进剂，硫化得到橡胶材料。
6.根据权利要求4所述的无卤环保型阻燃橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，硫化温度控制在180-200 ºC，硫化时间为5-10min。
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