CN106608981A - 一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法，包括材料和制备工艺。本发明采用叶蜡石粉体、二甲基二氯硅烷、氯化石蜡52、三氧化二锑为原料，先用二甲基二氯硅烷对叶蜡石粉体进行活化改性为叶蜡石改性粉体，将氯化石蜡52与三氧化二锑混合为混合阻燃剂，再将叶蜡石改性粉体与混合阻燃剂混合进行键合反应获得兼具阻燃功能的阻燃型叶蜡石橡胶增强剂；通过活化改性和键合反应，使混合阻燃剂能够均匀深入叶蜡石粉体的磷片状结构而不会外逸析出；通过混合阻燃剂中无机类三氧化二锑的配伍，使有机类卤族材料的添加量得以减少继而减轻环境污染的技术方案，将用于橡胶的增强剂和阻燃剂合二为一，达到了降低成本、减轻环境污染的目的。

Description

一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶增强剂的制备方法，具体是指作为添加剂，用于改善橡胶材料的加工性能、提高橡胶制品的理化性能、使橡胶制品具备阻燃性能的一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法。
背景技术
叶蜡石是一种天然硅酸盐矿物，价格低廉，由叶蜡石制成的粉体称为叶蜡石粉体，可作为增强剂用于橡胶。
氯化石蜡和三氧化二锑混合液与橡胶结合能够使胶料具有极佳的阻燃性能，但是氯化石蜡和三氧化二锑混合液无法通过橡胶配合技术添加于胶料内，即使强行添加也无法存在于胶料内，其极易从胶料中逃逸出去或在硫化后的橡胶制品表面逐渐析出形成所谓的“喷霜”现象，从而会逐渐丧失阻燃作用。
橡胶增强剂是添加在橡胶材料中，用于改善橡胶材料的加工性能，提高橡胶制品的理化性能的一种添加剂；橡胶阻燃剂是添加在橡胶材料中，当橡胶制品遇火燃烧分解时，能够分解释放出延缓、阻止燃烧的气体，使燃烧的橡胶制品在离焰数秒钟后能够自动熄灭的一种添加剂；阻燃剂分别有有机类和无机类两种，有机类为卤族材料，有毒，污染环境；由于橡胶材料与无机类阻燃剂不亲和，因此现有技术的橡胶阻燃剂采用有机类卤族材料，有毒，污染环境；现有技术的橡胶增强剂为炭黑、白炭黑等，成本高；因此，现有技术存在成本高、污染环境的问题与不足。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明采用以叶蜡石粉体、二甲基二氯硅烷、氯化石蜡52、三氧化二锑为原料，先用二甲基二氯硅烷对叶蜡石粉体进行活化改性获得叶蜡石改性粉体，将氯化石蜡52与三氧化二锑混合获得混合阻燃剂，再将叶蜡石改性粉体与混合阻燃剂混合进行键合反应获得兼具阻燃功能的阻燃型叶蜡石橡胶增强剂；通过活化改性和键合反应，使混合阻燃剂能够均匀深入叶蜡石粉体的磷片状结构，使混合阻燃剂能够随叶蜡石粉体而永久存在于橡胶材料内而不会外逸析出；同时，由于混合阻燃剂中无机类三氧化二锑的配伍，使有机类卤族材料的添加量得以减少继而减轻环境污染的技术方案，提供一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法，旨在将用于橡胶的增强剂和阻燃剂合二为一，达到降低成本、减轻环境污染的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法，包括材料和制备工艺，其中：
所述的材料为，
叶蜡石Al2(Si4O10)粉体，粒径5～7.5微米；
二甲基二氯硅烷，工业级；
氯化石蜡52，工业级；
三氧化二锑Sb2O3，工业级；
所述的制备工艺，包括混合阻燃剂的预备、叶蜡石改性粉体的预备、阻燃型橡胶增强剂制备，其中，
所述混合阻燃剂的预备
将100份的氯化石蜡52与17份的三氧化二锑投入搅拌机中搅拌，单位为重量，搅拌温度为室温，搅拌转速为100转/分钟，搅拌用时10分钟，获得混合阻燃剂，待用；
所述叶蜡石改性粉体的预备
将100份的叶蜡石Al2(Si4O10)粉体与1份的二甲基二氯硅烷投入高速混合机内进行混合活化改性，单位为重量，混合温度为125℃～150℃，混合转数为4500转/分钟，混合用时10分钟，获得叶蜡石改性粉体；
所述阻燃型橡胶增强剂制备
用真空输送机将100份所述叶蜡石改性粉体移至气流翻腾搅合机内，将5份所述混合阻燃剂经注入口注入至气流翻腾搅合机内，单位为体积，开机搅拌，同时开启内循环高温高速气流，自下而上对机内的物料进行气流翻腾悬浮搅合，气流流速为50～60米/秒，气流温度为300～350℃，搅拌器转速为1000转/分钟，气流翻腾悬浮搅合用时2小时，关机，获得阻燃型橡胶增强剂，该过程亦称为键合反应；之后，输入压缩空气，将沉淀在气流翻腾搅合机内腔底部的所述阻燃型橡胶增强剂，通过底部管路输送至储罐，经室温冷却后计量包装。
工作原理及有益效果
通过活化改性和键合反应，使混合阻燃剂能够均匀深入叶蜡石粉体的磷片状结构，应用于橡胶材料后，所述阻燃型橡胶增强剂中的混合阻燃剂能够随叶蜡石粉体永久存在于橡胶材料内而不会外逸析出；此外，由于混合阻燃剂中的无机类三氧化二锑参与配伍，使有机类卤族材料氯化石蜡52的添加量得以减少，从而减轻了环境污染；阻燃型橡胶增强剂集阻燃功能与增强功能于一身，应用于橡胶材料时，无需再另外添加阻燃剂，因此降低了另外添加阻燃剂的工艺成本；用叶蜡石粉体替代现有技术的炭黑、白炭黑作为橡胶增强剂，因此降低了材料成本。
混合阻燃剂的阻燃原理
试验证明，橡胶制品燃烧初期，混合阻燃剂在橡胶材料的表面形成熔融的隔离膜，隔绝空气，并通过吸热反应降低橡胶材料的表面温度；在高温状态下，三氧化二锑与氯化石蜡52被气化成蒸汽，稀释了橡胶材料表面的氧浓度，由于混合阻燃剂蒸汽的比重大，附于物料表面隔绝空气，并在火焰的上方形成消耗燃烧能量的液滴和固体微粒，进而致燃烧速率减慢或停止，从而达到阻燃作用。
上述，本发明采用以叶蜡石粉体、二甲基二氯硅烷、氯化石蜡52、三氧化二锑为原料，先用二甲基二氯硅烷对叶蜡石粉体进行活化改性获得叶蜡石改性粉体，将氯化石蜡52与三氧化二锑混合获得混合阻燃剂，再将叶蜡石改性粉体与混合阻燃剂混合进行键合反应获得兼具阻燃功能的阻燃型叶蜡石橡胶增强剂；通过活化改性和键合反应，使混合阻燃剂能够均匀深入叶蜡石粉体的磷片状结构，使混合阻燃剂能够随叶蜡石粉体而永久存在于橡胶材料内而不会外逸析出；同时，由于混合阻燃剂中无机类三氧化二锑的配伍，使有机类卤族材料的添加量得以减少继而减轻环境污染的技术方案，克服了现有技术存在成本高、污染环境的问题与不足，所提供的一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法，将用于橡胶的增强剂和阻燃剂合二为一，达到了降低成本、减轻环境污染的目的。
实施例说明
以下通过具体实施例对本发明的一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法作进一步详细说明，所属领域的技术人员可以参照实施例的配方及制备方法制得阻燃型叶蜡石橡胶增强剂，但不应理解为对本发明的任何限制。
具体实施方式
实施例
品名：阻燃型叶蜡石橡胶增强剂
材料：
叶蜡石Al2(Si4O10)粉体，粒径5～7.5微米；
二甲基二氯硅烷，工业级；
氯化石蜡52，工业级；
三氧化二锑Sb2O3，工业级；
制备条件、设备：
环境气压：一个大气压；
环境温度：室温；
制备设备：
搅拌机、高速混合机、气流翻腾搅合机、储罐；
所述气流翻腾搅合机为设有电动搅拌器、设有内循环的高温高速气流装置、密闭的一种混合机。
制备工艺：混合阻燃剂的预备、叶蜡石改性粉体的预备、阻燃型橡胶增强剂制备；
步骤一、混合阻燃剂的预备
将100份的氯化石蜡52与17份的三氧化二锑投入搅拌机中搅拌，单位为重量，搅拌温度为室温，搅拌转速为100转/分钟，搅拌用时10分钟，获得混合阻燃剂，待用；
步骤二、叶蜡石改性粉体的预备
将100份的叶蜡石Al2(Si4O10)粉体与1份的二甲基二氯硅烷投入高速混合机内进行混合活化改性，单位为重量，混合温度为125℃～150℃，混合转数为4500转/分钟，混合用时10分钟，获得叶蜡石改性粉体；
步骤三、阻燃型橡胶增强剂制备
用真空输送机将100份所述叶蜡石改性粉体移至气流翻腾搅合机内，将5份所述混合阻燃剂经注入口注入至气流翻腾搅合机内，单位为体积，开机搅拌，同时开启内循环高温高速气流，自下而上对机内的物料进行气流翻腾悬浮搅合，气流流速为50～60米/秒，气流温度为300～350℃，搅拌器转速为1000转/分钟，气流翻腾悬浮搅合用时2小时，关机，获得阻燃型橡胶增强剂，之后，输入压缩空气，将沉淀在气流翻腾搅合机内腔底部的阻燃型橡胶增强剂，通过底部管路输送至储罐，经室温冷却后计量包装。

Claims (1)

1.一种阻燃型叶蜡石橡胶增强剂的制备方法，包括材料和制备工艺，其特征在于：
所述的材料为，
叶蜡石Al2(Si4O10)粉体，粒径5～7.5微米；
二甲基二氯硅烷，工业级；
氯化石蜡52，工业级；
三氧化二锑Sb2O3，工业级；
所述的制备工艺，包括混合阻燃剂的预备、叶蜡石改性粉体的预备、阻燃型橡胶增强剂制备，其中，
所述混合阻燃剂的预备
将100份的氯化石蜡52与17份的三氧化二锑投入搅拌机中搅拌，单位为重量，搅拌温度为室温，搅拌转速为100转/分钟，搅拌用时10分钟，获得混合阻燃剂，待用；
所述叶蜡石改性粉体的预备
将100份的叶蜡石Al2(Si4O10)粉体与1份的二甲基二氯硅烷投入高速混合机内进行混合活化改性，单位为重量，混合温度为125℃～150℃，混合转数为4500转/分钟，混合用时10分钟，获得叶蜡石改性粉体；
所述阻燃型橡胶增强剂制备
用真空输送机将100份所述叶蜡石改性粉体移至气流翻腾搅合机内，将5份所述混合阻燃剂经注入口注入至气流翻腾搅合机内，单位为体积，开机搅拌，同时开启内循环高温高速气流，自下而上对机内的物料进行气流翻腾悬浮搅合，气流流速为50～60米/秒，气流温度为300～350℃，搅拌器转速为1000转/分钟，气流翻腾悬浮搅合用时2小时，关机，获得阻燃型橡胶增强剂。
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