CN106674767A - 一种低硬度无卤阻燃混炼胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低硬度无卤阻燃混炼胶，由以下重量百分比的组分组成：乙丙橡胶：40‑48％，补强填充剂12‑23％，软化剂5‑8％，阻燃剂20‑30％，其它配合剂1‑5％，防老剂1‑4％，硫化促进剂1‑1.8％。本发明阻燃性好，且燃烧时不产生卤化物，有利于环保，并且硬度低，拉伸强度高，能够满足一般低硬度产品的性能要求，同时具有较好的老化性能，填补了当前阻燃胶的空白。

Description

一种低硬度无卤阻燃混炼胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶领域，特别涉及一种低硬度无卤阻燃混炼胶及其制备方法。
背景技术
随着现代社会经济的不断发展，橡胶使用范围的不断扩大，种类也日趋繁杂和多样化，已成为现代工业发展和社会生活中不可缺少的重要配件。橡胶多为碳链高分子，氧指数一般不高，本身具有可燃性，这种性质一直阻碍着橡胶行业的发展。
目前国内制作阻燃橡胶最有效的方法是将三氧化二锑与卤化物并用。此方法填充量较小，阻燃效果好，但是材料本身含有卤素，燃烧时会释放毒性气体，会对人体及大气环境产生损害。随着人们对环境问题的重视以及相关环保法规的陆续出台，此种方法的使用越来越受到限制，橡胶行业工作者们开始尝试使用无卤填料来达到阻燃的要求。
制作无卤阻燃橡胶过去常采用的方法是大量填充金属氢氧化物，有时会并用适量的硼酸锌，利用金属氢氧化物受热易分解产生水的特点达到阻燃效果。此方法的缺陷是填充量大，做出来的胶料硬度往往很高，加工性能较差，而且对物理性能的损害极大。
乙丙橡胶本身氧指数在18％左右，属于易燃胶种，且生胶的基础硬度较高，为获得较低的硬度需要添加软化剂。而常用的石蜡油软化剂与乙丙橡胶的相容性好，但是本身易燃，大量添加会降低阻燃性能。磷酸酯类的增塑剂对阻燃性有益处，但是与乙丙橡胶的极性相差太大，用量过多容易喷出。所以目前常见的乙丙胶无卤阻燃胶料的硬度都比较高，低硬度的研究鲜有报道。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种低硬度无卤阻燃混炼胶，该混炼胶产品硬度低，拉伸强度较高，阻燃性好，且不含卤素，燃烧时不产生异味，同时具有较好的老化性能。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种低硬度无卤阻燃混炼胶，按质量份数，所述低硬度无卤阻燃混炼胶的组成如下：
乙丙橡胶：40-48％，
补强填充剂 12-23％，
阻燃剂 20-30％，
软化剂 5-8％，
配合剂 1-5％，
防老剂 1-3％，
硫化促进剂 1-1.8％。
优选的，所述低硬度无卤阻燃混炼胶的组成成分如下：
乙丙橡胶 40-45％，
补强填充剂 15-20％，
阻燃剂 25-30％，
软化剂 5-7％，
配合剂 3％，
防老剂 3.2％，
硫化促进剂 1.8％。
优选的，所述低硬度无卤阻燃混炼胶的组成成分如下：
乙丙橡胶 42％，
补强填充剂 20％，
阻燃剂 25％，
软化剂 5％，
配合剂 3％，
防老剂 3.2％，
硫化促进剂 1.8％。
所述乙丙橡胶的牌号为EPDM4869。该牌号的EPDM充油100份，基础硬度低，可以填充大量的阻燃剂及其他填料，且能够保证一定的拉伸强度。
所述补强填充剂为改性陶土JD-80A。改性陶土的补强性虽然不如炭黑，但比一般的硬质陶土、滑石粉、碳酸钙要好，且不具有炭黑的易燃性，增硬效果又比白炭黑低很多，是制作无卤阻燃橡胶比较理想的补强填充剂。
所述软化剂为石蜡油P2280。软化剂选用与乙丙橡胶相容性好的石蜡油P2280以免造成喷油，影响产品外观。P2280的运动粘度较高，有助于燃烧过程形成结碳，利于阻燃。
所述防老剂为防老剂2246和防护蜡Antilux 654的混合物。添加适量的防老剂，可以使产品达到热老化的要求。
所述硫化促进剂为硫磺和促进剂EG-4、硫载体DTDM的混合物。
所述阻燃剂为聚磷酸铵HT-208和磷氮系阻燃剂100E的混合物。这两种阻燃剂都是无卤环保的阻燃剂，但单用都不能达到理想的阻燃效果，需以一定比例并用。
所述配合剂为氧化锌、硬脂酸和加工助剂WB212的混合物。
本发明还提供一种低硬度无卤阻燃混炼胶的制备方法，根据配方的性能要求特点，所述制备方法依次包括以下步骤：
(1)根据原料配比进行备料，备料顺序如下：
乙丙橡胶→补强填充剂、阻燃剂→防老剂、配合剂→软化剂→硫化促进剂；
(2)第一道混炼，将乙丙橡胶和防老剂、阻燃剂及配合剂先投入密炼机中进行混炼，混炼时间60s；先投入软化剂，再将补强填充剂一起投入到密炼机中，混炼80-100s后进行上顶栓清扫，最后再混炼50-70s后卸料出片，制成A炼胶备用；
(3)第二道混炼，将A混炼胶加入硫化促进剂，混炼60-90秒，清扫后再次混炼30-60秒，保证混炼分散充分后下片备用。
本发明采用充油乙丙橡胶为主胶，该橡胶可以大量填充各种阻燃剂和无机填料，且能保证胶料所需的基础物理性能。以EPDM为主胶，使本发明的耐臭氧性能优异，且老化性能很好，保证了制品的使用寿命。由于炭黑本身具有易燃性以及白炭黑增硬效果大，做低硬度的胶料需要再大量添加软化油，从而破坏阻燃性，本发明选择增硬效果较小且本身难燃改性陶土作为补强填充剂。阻燃剂采用无卤阻燃剂100E与HT-208按一定比例配合使用，并达到相应的填充量，从而满足胶料的阻燃要求。
本发明低硬度无卤阻燃混炼胶的最突出性能为阻燃性好，且燃烧时不产生卤化物，有利于环保，并且硬度低，拉伸强度高，能够满足一般低硬度产品的性能要求，同时具有较好的老化性能，填补了当前阻燃胶的空白。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
按质量分数，本发明低硬度无卤阻燃混炼胶的组成如下：
乙丙橡胶 40-48％，
补强填充剂 12-23％，
阻燃剂 20-30％，
软化剂 5-8％，
配合剂 1-5％，
防老剂 1-3％，
硫化促进剂 1-1.8％。
实施例1-4
按照以下步骤制造本发明的低硬度无卤阻燃混炼胶。
(1)备胶，根据表1的配比，依次把原材料称量准确，搁置备用。备料顺序如下：乙丙橡胶→补强填充剂、阻燃剂→防老剂、配合剂→软化剂→硫化促进剂。
(2)第一道混炼，将乙丙橡胶和防老剂、阻燃剂及配合剂先投入密炼机中进行混炼，混炼时间60s；先投入软化剂，再将补强填充剂一起投入到密炼机中，混炼80-100s后进行上顶栓清扫，最后再混炼50-70s后卸料出片，制成A混炼胶备用；
(3)第二道混炼，将A混炼胶加入硫化促进剂，混炼60-90秒，清扫后再次混炼30-60秒，保证混炼分散充分后下片完成制备。
表1 实施例1～4中的成分配比
表2 实施例1-4的混炼时间
表3 实施例1-4所制成的低硬度无卤阻燃混炼胶的性能参数
从表3可以看到，本发明的低硬度无卤阻燃橡胶具有以下特点：
首先，本发明能够离火自熄，能够满足一般的阻燃性能的要求。第二，本发明硬度低，拉伸强度高，物理性能优，加工性能好。第三，本发明耐臭氧性能优异，且老化性能很好，保证了制品的使用寿命。在以上实施例的性能测试中，实施例2的物理性能最优，这是因为其含胶率适中，且补强填充剂的用量较多，但是混炼时间较长，加工性能不如其他三个实施例。4个实施例的样品均能离火自熄，都能够满足一般的阻燃性能的要求。在满足其他物理性能要求的前提下，可以根据乙丙胶和阻燃剂的价格变化，合理选取最优性价比的配合方案。
本发明作为低硬度无卤阻燃混炼胶，本发明产品的硬度低，拉伸强度较高，阻燃性好，且不含卤素，燃烧时不产生异味，同时具有较好的老化性能，填补了当前阻燃胶的空白。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种低硬度无卤阻燃混炼胶，其特征在于，按质量分数，所述低硬度无卤阻燃混炼胶的组成如下：
乙丙橡胶 40-48％，
补强填充剂 12-23％，
阻燃剂 20-30％，
软化剂 5-8％，
配合剂 1-5％，
防老剂 1-4％，
硫化促进剂 1-1.8％。
2.根据权利要求1所述的低硬度无卤阻燃混炼胶，其特征在于，所述乙丙橡胶牌号为EPDM4869。
3.根据权利要求1所述的低硬度无卤阻燃混炼胶，其特征在于，所述补强填充剂为改性陶土JD-80A。
4.根据权利要求1所述的低硬度无卤阻燃混炼胶，其特征在于，所述软化剂为石蜡油P2280。
5.根据权利要求1所述的低硬度无卤阻燃混炼胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂2246、防护蜡Antilux 654的混合物。
6.根据权利要求1所述的低硬度无卤阻燃专用混炼胶，其特征在于，所述硫化促进剂为硫磺和促进剂EG-4、硫载体DTDM的混合物。
7.根据权利要求1所述的低硬度无卤阻燃混炼胶，其特征在于，所述配合剂为氧化锌、硬脂酸和加工助剂WB212的混合物。
8.根据权利要求1所述的低硬度无卤阻燃混炼胶，其特征在于，所述阻燃剂为聚磷酸铵HT-208和磷氮系阻燃剂100E的混合物。
9.根据权利要求1～8任一所述的低硬度无卤阻燃混炼胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法依次包括以下步骤：
(1)根据原料配比进行备料，备料顺序如下：
乙丙橡胶→补强填充剂、阻燃剂→防老剂、配合剂→软化剂→硫化促进剂；
(2)第一道混炼，将乙丙橡胶和防老剂、阻燃剂及配合剂先投入密炼机中进行混炼，混炼时间60s；先投入软化剂，再将补强填充剂投入到密炼机中，混炼80-100s后进行上顶栓清扫，再混炼60-80s后再次清扫；最后再混炼50-70s后卸料出片，制成A混炼胶备用；
(3)第二道混炼，将A混炼胶加入硫化促进剂，混炼60-90秒，清扫后再次混炼30-60秒，保证混炼分散充分后下片备用。
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