CN106674768A - 一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，由下列重量份的原料制成：三元乙丙橡胶100份、无机阻燃剂80‑100份、磷氮阻燃剂20‑30份、协效阻燃剂15‑25份。本发明对整个配方的阻燃性能，机械性能进行综合考虑，其拉伸强度大于12MPa，断裂伸长率大于500%，邵氏A硬度小于70，LOI大于等于30%，能达到UL94‑V0级垂直燃烧试验。是一种综合性能好的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料。广泛应用于电线电缆绝缘、护套、密封圈等需要阻燃的场所。

Description

一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料
技术领域
本发明涉及一种三元乙丙橡胶料，尤其涉及一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料。
背景技术
随着经济的发展和人们环保意识的增强，传统的含卤素胶料因其燃烧发烟量大，产生有毒致癌物质等，已逐步被无卤低烟胶料所取代。现有的无卤低烟胶料主要是三元乙丙橡胶添加氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂，但要想达到较好的阻燃效果需要至少添加到60%以上，这样就大大降低了胶料的机械性能，影响挤出性能，并且硬度比较高。而且用于电线电缆上很难达到VW-1垂直燃烧试验。
因此，如何开发一种硬度低，阻燃性能好，能达到UL94-V0级垂直燃烧试验，并且用于电线电缆上符合UL1581标准的VW-1垂直燃烧实验要求的无卤低烟胶料是本发明研究的问题。
发明内容
本发明提供了一种机械性能好，阻燃性能高的无卤低烟胶料，其目的是解决现有低烟无卤胶料阻燃剂添加量大，硬度高，自熄性能差的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，由下列重量份的原料制成 ：三元乙丙橡胶100份、无机阻燃剂80-100份、磷氮阻燃剂20-30份、协效阻燃剂15-25份。
上述方案中，所述无机阻燃剂选自氢氧化铝和/或氢氧化镁。
上述方案中，所述磷氮阻燃剂选自下列材料的一种或多种：聚磷酸铵、微胶囊化聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐、氰尿酸三聚氰胺、聚三聚氰胺磷酸盐、无机次磷酸铝、有机次磷酸铝，磷酸三苯酯，季戊四醇磷酸酯。
上述方案中，所述协效阻燃剂选自硼酸锌和/或微胶囊化红磷。
上述方案中，原料配方还包含15-20份的增塑剂、2-3份的抗氧剂、2份氧化锌、3份改性剂、1份硬脂酸、1.5份硅酮粉、2.5份炭黑、1份硫化剂、2-3份硫化促进剂。
上述方案中，所述增塑剂选自下列材料的一种或多种：石蜡油、汽缸油、磷酸三甲苯酯。
上述方案中，所述抗氧剂选自下列材料的一种或多种：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、2-巯基苯并咪唑。
上述方案中，所述改性剂选自下列材料的一种或多种：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚硅氧烷、钛酸酯偶联剂。
上述方案中所述硫化剂选自下列材料的一种或多种：硫磺、过氧化物、金属氧化物。
上述方案中，所述硫化促进剂选自下列材料的一种或多种：二乙基二硫代氨基甲酸锌、六硫化(四硫化)双五甲撑秋兰姆、二硫化二苯骈噻唑。
按照上述技术方案运用，本发明具有以下有益效果：
本发明通过添加磷氮阻燃剂、协效阻燃剂与无机阻燃剂复配，降低了无机阻燃剂的添加量，从而使硬度降低而又提高了阻燃性能，使其具有较好的自熄性；解决了因只添加无机阻燃剂，需要量大，机械性能差，硬度高，挤出性能差，难以达到VW-1级垂直燃烧试验等问题。本发明对对整个配方的阻燃性能，机械性能进行进行综合考虑，其拉伸强度大于12MPa，断裂伸长率大于500%，邵氏A硬度小于70，LOI大于等于30%，能达到UL94-V0级垂直燃烧试验，用于生产电线电缆后能通过VW-1垂直燃烧实验，是一种综合性能好的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，广泛应用于电线电缆、密封圈等阻燃场所。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，由下列重量份的原料制成 ：三元乙丙橡胶100份、氢氧化铝50份、氢氧化镁50份、微胶囊化聚磷酸铵20份、微胶囊化红磷15份。
实施例2：一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，由下列重量份的原料制成 ：三元乙丙橡胶100份、氢氧化镁80份、硼酸锌15份、磷酸三苯酯15份，季戊四醇磷酸酯15份、硼酸锌10份、微胶囊化红磷15份。
实施例 3：一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，由下列重量份的原料制成 ：三元乙丙橡胶100份、无机阻燃剂100份、磷氮阻燃剂20份、协效阻燃剂20份、增塑剂16份、抗氧剂2.5份、氧化锌2份、改性剂3份、硬脂酸1份、硅酮粉1.5份、炭黑2.5份、硫磺1份、硫化促进剂2份。
所述无机阻燃剂为氢氧化铝。
所述磷氮阻燃剂为三聚氰胺5份、聚磷酸铵15份。
所述协效阻燃剂为微胶囊化红磷5份、硼酸锌15份。
所述增塑剂为石蜡油3份、汽缸油3份、磷酸三甲苯酯10份。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份、硫代二丙酸二硬脂醇酯0.5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体1份、2-巯基苯并咪唑0.5。
所述改性剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1份、聚硅氧烷1份、钛酸酯偶联剂1份。
所述硫化促进剂为二乙基二硫代氨基甲酸锌0.5份、六硫化(四硫化)双五甲撑秋兰姆0.8份、二硫化二苯骈噻唑0.7份。
按照实施例3的原料配比，先将生胶基体在加热型开放式炼胶机上混炼均匀，辊温控制在90℃左右，然后在开放式炼胶机上将辊距调为0.2mm以下薄通3-5次，然后加大辊距到3mm左右后包辊加料。按比例依次加入阻燃剂、增塑剂、改性剂、抗氧剂、炭黑及其他助剂、硫化促进剂、硫磺混炼，辊温度控制在40-50℃，混炼30min左右。将混匀停放后的胶料用开放式炼胶机充分热炼预热后加入单螺杆挤出机，控制螺杆机头65-70℃，机身60-65℃，口模温度为90-95℃，设定螺杆转速为40r/Min使其连续挤出，并在175-200℃热空气下连续硫化。
下表1为实施例3制得无卤低烟胶料的技术指标：
表1
实施例4：一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，由下列重量份的原料制成 ：三元乙丙橡胶100份、无机阻燃剂100份、磷氮阻燃剂20份、协效阻燃剂15份、增塑剂15份、抗氧剂2份、氧化锌2份、改性剂3份、硬脂酸1份、硅酮粉1.5份、炭黑2.5份、硫化剂1份、硫化促进剂3份。
所述无机阻燃剂为氢氧化铝80份，氢氧化镁20份。
所述磷氮阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺5份、聚磷酸铵10份、无机次磷酸铝5份。
所述协效阻燃剂为硼酸锌15份。
所述增塑剂为石蜡油3份、磷酸三甲苯酯12份。
所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯0.5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体1份、2-巯基苯并咪唑0.5份。
所述改性剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷3份。
所述硫化剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1份。
所述硫化促进剂为二乙基二硫代氨基甲酸锌1.5份、二硫化二苯骈噻唑1.5份。按照实施例4的原料配比，先将生胶基体、阻燃剂、增塑剂、改性剂、抗氧剂、炭黑及其他助剂依次按配比投入混炼室加压混炼约10min，排胶温度控制在80-90℃，然后在开放式炼胶机上加入硫化促进剂和硫化剂混炼，辊温度控制在40-50℃，混炼30min左右。将胶料停放后加入单螺杆挤出机，机头65-70℃，机身60-65℃，口模温度为90-95℃，设定螺杆转速为30r/Min使其连续挤出，并在175-200℃热空气下连续硫化。
下表2为实施例4制得无卤低烟胶料的技术指标。
表2
实施例 5：一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，由下列重量份的原料制成 ：三元乙丙橡胶100份、无机阻燃剂80份、磷氮阻燃剂30份、协效阻燃剂25份、增塑剂20份、抗氧剂3份、氧化锌2份、改性剂3份、硬脂酸1份、硅酮粉1.5份、炭黑2.5份、硫化剂1份、硫化促进剂3份。
所述无机阻燃剂为氢氧化镁。
所述磷氮阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐10份、聚三聚氰胺磷酸盐10份、有机次磷酸铝10份。
所述协效阻燃剂为微胶囊化红磷25份。
所述增塑剂为磷酸三甲苯酯20份。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯3份。
所述改性剂为聚硅氧烷1份、钛酸酯偶联剂2份。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯1份。
所述硫化促进剂为二乙基二硫代氨基甲酸锌3份。
制备工艺同实施例4。
下表3为实施例5制得无卤低烟胶料的技术指标。
表3
在上述所有施例中，磷氮阻燃剂选自聚磷酸铵、微胶囊化聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐、聚三聚氰胺磷酸盐、无机次磷酸铝、有机次磷酸铝、磷酸三苯酯、季戊四醇磷酸酯替换其中的一种或两种均能得到相同的性能。
以上所述是本发明的实施例，故凡依本发明申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于，由下列重量份的原料制成 ：三元乙丙橡胶100份、无机阻燃剂80-100份、磷氮阻燃剂20-30份、协效阻燃剂15-25份。
2.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：所述无机阻燃剂选自下列材料的一种或多种：氢氧化铝、氢氧化镁。
3.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：所述磷氮阻燃剂选自下列材料的一种或多种：聚磷酸铵、微胶囊化聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐、氰尿酸三聚氰胺、聚三聚氰胺磷酸盐、无机次磷酸铝、有机次磷酸铝，磷酸三苯酯，季戊四醇磷酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：所述协效阻燃剂选自下列材料的一种或多种：硼酸锌、微胶囊化红磷。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：原料配方还包含15-20份的增塑剂、2-3份的抗氧剂、2份氧化锌、3份改性剂、1份硬脂酸、1.5份硅酮粉、2.5份炭黑、1份硫化剂、2-3份硫化促进剂。
6.根据权利要求5所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：所述增塑剂选自下列材料的一种或多种：石蜡油、汽缸油、磷酸三甲苯酯。
7.根据权利要求5所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：所述抗氧剂选自下列材料的一种或多种：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、2-巯基苯并咪唑。
8.根据权利要求5所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：所述改性剂选自下列材料的一种或多种：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚硅氧烷、钛酸酯偶联剂。
9.根据权利要求5所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：所述硫化剂选自下列材料的一种或多种：硫磺、过氧化物、金属氧化物。
10.根据权利要求5所述的一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料，其特征在于：所述硫化促进剂选自下列材料的一种或多种：二乙基二硫代氨基甲酸锌、六硫化(四硫化)双五甲撑秋兰姆、二硫化二苯骈噻唑。
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