CN106700277A - 一种低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料 - Google Patents

一种低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料 Download PDF

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Abstract

一种低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，包括下列组分及质量份数：三元乙丙橡胶100份；无机阻燃剂120～150份；结炭剂 5～20份；防老剂1～3份；活性剂5～7份；快压出炉黑（N550）40～60份；增塑剂20～35份；硫化剂4.5份。本发明的EPDM橡胶材料具有长寿命、低烟、低毒、阻燃性能优异、柔软性能好、阻尼性能好的特点，适用于潜艇管路系统的减振降噪。

Description

一种低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料
技术领域
本发明涉及一种长寿命低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，可适用于舰船、潜艇等管路系统的减振降噪。
背景技术
舰船和潜艇对舱内环境要求苛刻，要求其内各部件均具有环保、阻燃的特性，而且由于不便于更换，要求各部件具有较长的使用寿命。
舰船和潜艇最大的需求在于提高其隐蔽性，而衡量其隐蔽性高低的最重要的指标就是其噪音的大小，通舱管件是潜艇管路系统向船体传递振动与结构噪音的主要部件之一。目前，我国舰船和潜艇上的通舱件和船体舱壁的连接都是通过焊接达到的，通舱件与舱壁之间是完全的刚性连接，管路系统的振动会直接通过通舱件传递到舱壁上，诱发舱壁的振动。因此，研究一种长寿命环保低毒低烟的阻燃减振橡胶材料，使通舱件和舱壁之间实现弹性连接，从而有效地隔离管路系统传递到舱壁上的振动和波成为当务之急。
目前的专利和文献中多采用在配方中大量添加金属氢氧化物（氢氧化铝、氢氧化镁等）从而达到无卤阻燃的目的，并通过对金属氢氧化物进行表面处理来提高力学性能，但同时具有低烟低毒无卤阻燃和阻尼减振特性的橡胶材料尚未见报导。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术不足，提供一种长寿命、环保、低烟低毒的适用于舰船、潜艇管路系统的无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料。
本发明的技术方案是：一种长寿命低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于，以质量份计，其配方主要由如下组分构成：三元乙丙橡胶100份；无机阻燃剂120～150份；结炭剂 5～10份；防老剂3～4份；活性剂5～7份；快压出炉黑（N550）40～60份；增塑剂20～35份；硫化剂4.5份。
本发明所述的三元乙丙橡胶EPDM，门尼粘度ML（1+4）、125℃为38～83，丙烯质量百分含量为20%～65%，第三单体质量百分含量为15%～35%。
本发明所述的三元乙丙橡胶EPDM的第三单体采用乙叉降冰片烯（ENB）。
本发明所述的无机阻燃剂为活性氢氧化铝、纳米氢氧化铝中的一种或几种。
本发明所述的结炭剂为红磷、微胶囊化红磷、纳米氧化锌包覆红磷中的一种或几种。
本发明所述的防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体（防老剂RD）和丙酮和二苯胺高温反应产物（防老剂BLE）二者质量比的混合，比例为防老剂RD：防老剂BLE为质量比1：1。
本发明所述的活性剂为间接法氧化锌（ZnO）和硬脂酸二者质量比的混合，比例为ZnO：硬脂酸为5：1～2。
本发明所述的增塑剂为链烷烃油（石蜡油）和邻苯二甲酸二辛酯（DOP）二者质量比的混合，比例为链烷烃油（石蜡油）:邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为1：2。
本发明所述的硫化剂4.5份是指：硫黄S 1份、促进剂CZ 1份、促进剂TMTD 0.5份、过氧化二异丙苯DCP 2份。
本发明所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料的制备方法，其特征在于：
（1）混炼：将EPDM橡胶塑炼5～8遍，按活性剂、防老剂、阻燃剂、结炭剂、炭黑及增塑剂、硫化剂及促进剂的顺序加料混炼；
（2）薄通出片：将混炼胶薄通8～10遍，出片；
将出片后的胶片放入模具加热加压硫化即可以加工成所需的弹性产品，硫化条件15～20MPa，165±5℃，时间为20min。
本发明与现有技术相比的优点：
（1）本发明的橡胶材料主体胶料采用三元乙丙橡胶（EPDM橡胶），防老剂采用防老剂RD和防老剂BLE并用，对材料的热、氧、曲挠疲劳有优良的防护作用。橡胶材料老化性能好，使用寿命长，根据GB7041加速老化试验表明，本发明橡胶材料寿命可达20年。
（2）本发明的橡胶材料，用不含卤素的无机阻燃剂和结炭剂相结合，提高无机阻燃剂阻燃效果的同时，有效实现控烟，根据GJB3881毒性试验和GB10671烟密度试验结果表明：本发明的橡胶材料具有低烟低毒的特性，满足GJB11.3潜艇舱室空气组分容许浓度的要求。
（3）本发明的橡胶材料采用快压出炉黑N550和增塑剂DOP、液体石蜡的配合，材料硬度适中，回弹性好，根据GB/T14465材料阻尼特性试验表明：本发明的橡胶材料损耗因子≥0.3、储能弹性模量≥50MPa，满足对材料阻尼减振性能的要求。
（4）本发明橡胶材料的硫化体系采用氧化锌5份、硬脂酸1～2份、硫磺1份、促进剂CZ 1份、促进剂TMTD0.5份，过氧化二异丙苯 2份，使材料的硫化速度适中，综合性能良好。
具体实施方式
下面通过实施例详细阐述本发明，但本发明不限于以下实施例。
实施例1：
本发明的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料的制备工艺：
（1）混炼：将EPDM橡胶塑炼5～8遍，按活性剂、防老剂、阻燃剂、结炭剂、炭黑及增塑剂、硫化剂及促进剂的顺序加料混炼。
（2）薄通出片：将混炼胶薄通8～10遍，出片。
根据需要将出片后的胶片放入模具加热加压硫化即可以加工成所需的弹性通舱管件等产品，硫化条件15～20MPa，165±5℃，时间为20min。
表1是具体实施例，实施例中的份数为质量份数。
表1
表2是具体实施例1的主要性能指标。
表2
实施例2：
本发明的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料的制备工艺：
（1）混炼：将EPDM橡胶塑炼5～8遍，按活性剂、防老剂、阻燃剂、结炭剂、炭黑及增塑剂、硫化剂及促进剂的顺序加料混炼。
（2）薄通出片：将混炼胶薄通8～10遍，出片。
根据需要将出片后的胶片放入模具加热加压硫化即可以加工成所需的弹性通舱管件等产品，硫化条件15～20MPa，165±5℃，时间为20min。
表3是具体实施例，实施例中的份数为质量份数。
表3
表4是具体实施例2的主要性能指标。
表4
实施例3：
本发明的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料的制备工艺：
（1）混炼：将EPDM橡胶塑炼5～8遍，按活性剂、防老剂、阻燃剂、结炭剂、炭黑及增塑剂、硫化剂及促进剂的顺序加料混炼。
（2）薄通出片：将混炼胶薄通8～10遍，出片。
根据需要将出片后的胶片放入模具加热加压硫化即可以加工成所需的弹性通舱管件等产品，硫化条件15～20MPa，165±5℃，时间为20min。
表5是具体实施例，实施例中的份数为质量份数。
表5
表6是具体实施例3的主要性能指标。
表6
实施例4：
本发明的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料的制备工艺：
（1）混炼：将EPDM橡胶塑炼5～8遍，按活性剂、防老剂、阻燃剂、结炭剂、炭黑及增塑剂、硫化剂及促进剂的顺序加料混炼。
（2）薄通出片：将混炼胶薄通8～10遍，出片。
根据需要将出片后的胶片放入模具加热加压硫化即可以加工成所需的弹性通舱管件等产品，硫化条件15～20MPa，165±5℃，时间为20min。
表7是具体实施例，实施例中的份数为质量份数。
表7
表8是具体实施例4的主要性能指标。
表8
实施例5：
本发明的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料的制备工艺：
（1）混炼：将EPDM橡胶塑炼5～8遍，按活性剂、防老剂、阻燃剂、结炭剂、炭黑及增塑剂、硫化剂及促进剂的顺序加料混炼。
（2）薄通出片：将混炼胶薄通8～10遍，出片。
根据需要将出片后的胶片放入模具加热加压硫化即可以加工成所需的弹性通舱管件等产品，硫化条件15～20MPa，165±5℃，时间为20min。
表9是具体实施例，实施例中的份数为质量份数。
表9
表10是具体实施例5的主要性能指标。
表10
实施例6：
本发明的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料的制备工艺：
（1）混炼：将EPDM橡胶塑炼5～8遍，按活性剂、防老剂、阻燃剂、结炭剂、炭黑及增塑剂、硫化剂及促进剂的顺序加料混炼。
（2）薄通出片：将混炼胶薄通8～10遍，出片。
根据需要将出片后的胶片放入模具加热加压硫化即可以加工成所需的弹性通舱管件等产品，硫化条件15～20MPa，165±5℃，时间为20min。
表11是具体实施例，实施例中的份数为质量份数。
表11
表12是具体实施例6的主要性能指标。
表12
以该配方生产的弹性通舱管件和弹性管路卡环，低烟低毒，相关指标远优于我国舰船和潜艇用非金属材料的卫生学评价标准，产品的阻尼减振性能良好，使用寿命长达20年，已成功应用于我国某常规潜艇管路系统。
本发明未尽事宜属与本领域公知技术。

Claims (10)

1.一种低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于：以质量份计，其配方包括如下组分：
三元乙丙橡胶 100份；
无机阻燃剂 120～150份；
结炭剂 5～10份；
防老剂 3～4份；
活性剂 6～7份；
快压出炉黑 40～60份；
增塑剂 20～35份；
硫化剂 4.5份。
2.如权利要求1所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于：所述的三元乙丙橡胶EPDM，门尼粘度ML（1+4）、125℃为38～83，丙烯质量百分含量为20%～65%，第三单体质量百分含量为15%～35%。
3.如权利要求1或2所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于：所述的三元乙丙橡胶EPDM的第三单体采用乙叉降冰片烯（ENB）。
4.如权利要求1所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于：所述的无机阻燃剂为活性氢氧化铝、纳米氢氧化铝中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于：所述的结炭剂为红磷、微胶囊化红磷、纳米氧化锌包覆红磷中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于：所述的防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体（防老剂RD）和丙酮和二苯胺高温反应产物（防老剂BLE）二者质量比的混合，比例为防老剂RD：防老剂BLE为质量比1：1。
7.如权利要求1所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于：所述的活性剂为间接法氧化锌（ZnO）和硬脂酸二者质量比的混合，比例为ZnO：硬脂酸为5：1～2。
8.如权利要求1所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于:所述的增塑剂为链烷烃油（石蜡油）和邻苯二甲酸二辛酯（DOP）二者质量比的混合，比例为链烷烃油（石蜡油）:邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为1：2。
9.如权利要求1所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料，其特征在于：所述的硫化剂4.5份是指：硫黄S 1份、促进剂CZ 1份、促进剂TMTD 0.5份、过氧化二异丙苯DCP 2份。
10.一种权利要求1所述的低烟低毒无卤阻燃三元乙丙减振橡胶材料的制备方法，其特征在于：
（1）混炼：将EPDM橡胶塑炼5～8遍，按活性剂、防老剂、阻燃剂、结炭剂、炭黑及增塑剂、硫化剂及促进剂的顺序加料混炼；
（2）薄通出片：将混炼胶薄通8～10遍，出片；
将出片后的胶片放入模具加热加压硫化即可以加工成所需的弹性产品，硫化条件15～20MPa，165±5℃，时间为20min。
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