CN109535576A - 一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了橡胶领域内的一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料，由占重量份的以下成分组成：三元乙丙橡胶8550生胶90‑110份；炭黑N550填料80‑100份；纳米硅酸盐S40填料25‑35份；氢氧化镁35‑45份；环保阻燃剂45‑55份；环保硼酸锌45‑55份；尼纳斯330油55‑65份；氧化锌8‑12份；硬脂酸1.5‑2.0份；聚乙二醇1.0‑2.0份；吸湿剂8‑12份；2,2’‑二硫代二苯并噻唑0.8‑1.2份；二正丁基二硫代氨基甲酸锌0.5‑1.0份；四硫化双戊撑秋兰姆0.5‑1.0份；二甲基二硫代氨基甲酸锌0.3‑0.5份；本发明采用氢氧化镁、环保阻燃剂、环保硼酸锌，均采用环保阻燃材料，环保性能好，在试验中发现在环保阻燃剂和环保阻燃锌的基础上，加入化学法氢氧化镁阻燃效果有较大的提高；可用于胶条制造中。

Description

一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃胶料，特别涉及一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料。
背景技术
现有技术中公开了一种三元乙丙橡胶密实胶料及其制备方法，其公开号为：CN108148296 A，所述三元乙丙橡胶密实胶料由以下重量份的原料组分组成：三元乙丙橡胶4010生胶18～20份，三元乙丙橡胶4045生胶78～80份，炭黑N550填料96～100份，纳米螯合物NW230填料18～20份，纳米陶土25～30份，石蜡油86～90份，氧化锌6～8份，硬脂酸1～1.5份，增粘树脂2～3份，分散剂2～3份，氧化钙4～5份，MBT-80硫化促进剂1.0～1.2份，ZDBC-80硫化促进剂1.5～1.8份，ZDEC-80硫化促进剂1.5～1.8份，ZDTP-50硫化促进剂0.8～1.0份，TDEC硫化促进剂0.2～0.5份，IS60-80硫化促进剂1.0～1.2份。其不足之处在于：其环保性能以及阻燃性能不够好；且硫化不足，导致物理性能以及耐老化性能不够理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料及其制备方法，可提高胶料的环保性能和阻燃性能，同时保证了硫化性能，使得胶料具有较好的物理性能以及耐老化性能。
本发明的目的是这样实现的：一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料，其特征在于，由占重量份的以下成分组成：
三元乙丙橡胶8550生胶 90-110份；
炭黑N550填料 80-100份；
纳米硅酸盐S40填料 25-35份；
氢氧化镁35-45份；
环保阻燃剂45-55份；
环保硼酸锌45-55份；
尼纳斯330油55-65份；
氧化锌8-12份；
硬脂酸1.5-2.0份；
聚乙二醇1.0-2.0份；
吸湿剂8-12份；
2,2’-二硫代二苯并噻唑0.8-1.2份；
二正丁基二硫代氨基甲酸锌0.5-1.0份；
四硫化双戊撑秋兰姆0.5-1.0份；
二甲基二硫代氨基甲酸锌0.3-0.5份；
硫磺0.8-1.0份。
作为本发明的进一步限定，由占重量份的以下成分组成：
三元乙丙橡胶8550生胶100份；
炭黑N550填料90份；
纳米硅酸盐S40填料30份；
氢氧化镁40份；
环保阻燃剂50份；
环保硼酸锌50份；
尼纳斯330油60份；
氧化锌10份；
硬脂酸1.8份；
聚乙二醇1.5份；
吸湿剂10份；
2,2’-二硫代二苯并噻唑1份；
二正丁基二硫代氨基甲酸锌0.7份；
四硫化双戊撑秋兰姆0.8份；
二甲基二硫代氨基甲酸锌0.4份；
硫磺0.9份。
作为本发明的进一步限定，所述氢氧化镁采用化学法制备获得。
一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料制备方法，所述胶料配方如权利要求1所述，包括以下步骤：
步骤一：称取原料，根据所需原料清单，称取各种原料的重量，备用；
步骤二：准备密炼机，清理密炼机上顶栓以及密炼室，打扫密炼机周围环境，使密炼机以及密炼机周围环境满足工作的需求。
步骤三：密炼机混炼，启动密炼机，使密炼室内的空气压力维持在0.6Mpa-0.8Mpa，同时加热密炼室，将三元乙丙橡胶8550、氧化锌、硬脂酸、吸湿剂分别投入密炼室，降上顶栓进行捏炼1±0.5分钟，升上顶栓，将炭黑N550、纳米硅酸盐S40、环保阻燃剂、氢氧化镁、环保硼酸锌、尼纳斯330油、聚乙二醇分别投入到密炼室内，缓慢分段下压上顶栓进行捏炼，当密炼室温度达到110±5℃时将上顶栓提起，用气枪或扫帚将上顶栓以及加料口周围的粉尘清扫入密炼室，待胶料完全翻转后，降上顶栓，待温度达到120±5℃时，再次上升上顶栓，翻转胶料后下压捏炼，待温度达到145±5℃，升上顶栓，将胶料翻倒卸下，冷却打卷停放待用。
步骤四：准备胶料，用粉笔在胶料上注明胶料号、班次、日期，将打卷的胶料放置在小车上，确保冷却时间超过16±1小时，备用。
步骤五：准备开炼机，清扫开炼机以及开炼机周围环境，使开炼机以及开炼机周围环境满足工作的需求，给开炼机加硫，备用；
步骤六：配料，去除步骤四中冷却的捏炼胶料，同时从配料间称取对应份的促进剂：2,2’-二硫代二苯并噻唑、二正丁基二硫代氨基甲酸锌、四硫化双戊撑秋兰姆、二甲基二硫代氨基甲酸锌、硫磺；
步骤七：开炼机炼胶，打开冷却水，将开炼机辊距调到刻度盘5~8mm位置，加入捏炼胶料，包辊后缓慢加入步骤六中的硫化促进剂，采用两边开刀法将粉末状的硫化促进剂加入捏炼胶料中，直到捏炼胶料表面看不到硫化促进剂，锁紧辊距，使辊距为0.5~1mm，将混有硫化促进剂的捏炼胶料压薄打三角包3-5次，调整开炼机辊距，将开炼机辊距调到刻度盘5~8mm位置打卷，待检；
步骤八：检验入库，将打卷的胶料摆放在架子上，将每车次取样、快检，试样标明班次、车次，并填写流转卡，待检验合格后将胶料送入库房，待检验合格后，在库房停放至少6小时，备用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）化学法氢氧化镁、环保阻燃剂、环保硼酸锌，均采用环保阻燃材料，环保性能好，在试验中发现在环保阻燃剂和环保阻燃锌的基础上，加入化学法氢氧化镁阻燃效果有较大的提高；
（2）通过该炼胶工艺制备的混炼胶，填料在混炼胶中的分布均匀，进而影响混炼胶的物理性能，如拉伸强度、拉断伸长率等；
（3）采用四硫化双戊撑秋兰姆、二甲基二硫代氨基甲酸锌配合使用可提高三元乙丙胶料的交联程度，使胶料性能更加稳定，采用该硫化体系配合使用，相互活化，能有效地提高三元乙丙橡胶的硫化速度，同时延长胶料的焦烧时间，提高胶料的加工安全性，防止出现喷霜现象，防止局部过硫或硫化不足，交联键分布均匀，使应力分布均匀，可提高硫化胶的物理性能和耐老化性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料，由占重量份的以下成分组成：三元乙丙橡胶8550生胶 90份；炭黑N550填料 80份；纳米硅酸盐S40填料 25份；化学法氢氧化镁35份；环保阻燃剂45份；环保硼酸锌45份；尼纳斯330油55份；氧化锌8份；硬脂酸1.5份；聚乙二醇1.0份；吸湿剂8份；2,2’-二硫代二苯并噻唑0.8份；二正丁基二硫代氨基甲酸锌0.5份；四硫化双戊撑秋兰姆0.5份；二甲基二硫代氨基甲酸锌0.3份；硫磺0.8份。
一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料制备方法，所述胶料配方如权利要求1所述，包括以下步骤：
步骤一：称取原料，根据所需原料清单，称取各种原料的重量，备用；
步骤二：准备密炼机，清理密炼机上顶栓以及密炼室，打扫密炼机周围环境，使密炼机以及密炼机周围环境满足工作的需求。
步骤三：密炼机混炼，启动密炼机，使密炼室内的空气压力维持在0.6Mpa，同时加热密炼室，将三元乙丙橡胶8550、氧化锌、硬脂酸、吸湿剂分别投入密炼室，降上顶栓进行捏炼0.5分钟，升上顶栓，将炭黑N550、纳米硅酸盐S40、环保阻燃剂、氢氧化镁、环保硼酸锌、尼纳斯330油、聚乙二醇分别投入到密炼室内，缓慢分段下压上顶栓进行捏炼，当密炼室温度达到105℃时将上顶栓提起，用气枪或扫帚将上顶栓以及加料口周围的粉尘清扫入密炼室，待胶料完全翻转后，降上顶栓，待温度达到115℃时，再次上升上顶栓，翻转胶料后下压捏炼，待温度达到140℃，升上顶栓，将胶料翻倒卸下，冷却打卷停放待用。
步骤四：准备胶料，用粉笔在胶料上注明胶料号、班次、日期，将打卷的胶料放置在小车上，确保冷却时间超过15小时，备用。
步骤五：准备开炼机，清扫开炼机以及开炼机周围环境，使开炼机以及开炼机周围环境满足工作的需求，给开炼机加硫，备用；
步骤六：配料，去除步骤四中冷却的捏炼胶料，同时从配料间称取对应份的促进剂：2,2’-二硫代二苯并噻唑、二正丁基二硫代氨基甲酸锌、四硫化双戊撑秋兰姆、二甲基二硫代氨基甲酸锌、硫磺；
步骤七：开炼机炼胶，打开冷却水，将开炼机辊距调到刻度盘5mm位置，加入捏炼胶料，包辊后缓慢加入步骤六中的硫化促进剂，采用两边开刀法将粉末状的硫化促进剂加入捏炼胶料中，直到捏炼胶料表面看不到硫化促进剂，锁紧辊距，使辊距为0.5mm，将混有硫化促进剂的捏炼胶料压薄打三角包3次，调整开炼机辊距，将开炼机辊距调到刻度盘5位置打卷，待检；
步骤八：检验入库，将打卷的胶料摆放在架子上，将每车次取样、快检，试样标明班次、车次，并填写流转卡，待检验合格后将胶料送入库房，待检验合格后，在库房停放至少6小时，备用。
实施例2
一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料，由占重量份的以下成分组成：三元乙丙橡胶8550生胶 100份；炭黑N550填料 90份；纳米硅酸盐S40填料 30份；氢氧化镁40份；环保阻燃剂50份；环保硼酸锌50份；尼纳斯330油60份；氧化锌10份；硬脂酸1.8份；聚乙二醇1.5份；吸湿剂10份；2,2’-二硫代二苯并噻唑1份；二正丁基二硫代氨基甲酸锌0.7份；四硫化双戊撑秋兰姆0.8份；二甲基二硫代氨基甲酸锌0.4份；硫磺0.9份。
一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料制备方法，其于实施例1中的制备方法区别如下：
步骤三中：使密炼室内的空气压力维持在0.7Mpa，……，降上顶栓进行捏炼1分钟，……，当密炼室温度达到110时将上顶栓提起，……，待温度达到120℃时，……，待温度达到145℃。
步骤四中：……，确保冷却时间超过16小时，备用。
步骤七中：……，将开炼机辊距调到刻度盘7mm位置，……，使辊距为0.8mm，将混有硫化促进剂的捏炼胶料压薄打三角包4次，……，将开炼机辊距调到刻度盘7mm位置打卷，待检。
实施例3
一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料，由占重量份的以下成分组成：三元乙丙橡胶8550生胶110份；炭黑N550填料100份；纳米硅酸盐S40填料35份；氢氧化镁45份；环保阻燃剂55份；环保硼酸锌55份；尼纳斯330油65份；氧化锌12份；硬脂酸2.0份；聚乙二醇2.0份；吸湿剂12份；2,2’-二硫代二苯并噻唑1.2份；二正丁基二硫代氨基甲酸锌1.0份；四硫化双戊撑秋兰姆1.0份；二甲基二硫代氨基甲酸锌0.5份；硫磺1.0份。
一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料制备方法，其于实施例1中的制备方法区别如下：
步骤三中：使密炼室内的空气压力维持在0.8Mpa，……，降上顶栓进行捏炼1.5分钟，……，当密炼室温度达到125时将上顶栓提起，……，待温度达到125℃时，……，待温度达到150℃。
步骤四中：……，确保冷却时间超过17小时，备用。
步骤七中：……，将开炼机辊距调到刻度盘8mm位置，……，使辊距为1mm，将混有硫化促进剂的捏炼胶料压薄打三角包5次，……，将开炼机辊距调到刻度盘8mm位置打卷，待检。
下面对上述三个实施例获得的产品进行检测。
采用DIN 5510-2:2009 轨道车辆防火保护 标准对本三个实施例以及现有技术中获得产品进行检测，其具体性能如下表。
由上表可以看出，本发明方案的三个实施例的各项效果均达到DIN 5510-2:2009的要求，且效果也优于现有胶料。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料，其特征在于，由占重量份的以下成分组成：
三元乙丙橡胶8550生胶 90-110份；
炭黑N550填料 80-100份；
纳米硅酸盐S40填料 25-35份；
氢氧化镁35-45份；
环保阻燃剂45-55份；
环保硼酸锌45-55份；
尼纳斯330油55-65份；
氧化锌8-12份；
硬脂酸1.5-2.0份；
聚乙二醇1.0-2.0份；
吸湿剂8-12份；
2,2’-二硫代二苯并噻唑0.8-1.2份；
二正丁基二硫代氨基甲酸锌0.5-1.0份；
四硫化双戊撑秋兰姆0.5-1.0份；
二甲基二硫代氨基甲酸锌0.3-0.5份；
硫磺0.8-1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料，其特征在于，由占重量份的以下成分组成：
三元乙丙橡胶8550生胶100份；
炭黑N550填料90份；
纳米硅酸盐S40填料30份；
氢氧化镁40份；
环保阻燃剂50份；
环保硼酸锌50份；
尼纳斯330油60份；
氧化锌10份；
硬脂酸1.8份；
聚乙二醇1.5份；
吸湿剂10份；
2,2’-二硫代二苯并噻唑1份；
二正丁基二硫代氨基甲酸锌0.7份；
四硫化双戊撑秋兰姆0.8份；
二甲基二硫代氨基甲酸锌0.4份；
硫磺0.9份。
3.根据权利要求1或2所述的一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料，其特征在于，所述氢氧化镁采用化学法制备获得。
4.一种三元乙丙橡胶环保阻燃胶料制备方法，所述胶料配方如权利要求1所述，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：称取原料，根据所需原料清单，称取各种原料的重量，备用；
步骤二：准备密炼机，清理密炼机上顶栓以及密炼室，打扫密炼机周围环境，使密炼机以及密炼机周围环境满足工作的需求；
步骤三：密炼机混炼，启动密炼机，使密炼室内的空气压力维持在0.6Mpa—0.8Mpa，同时加热密炼室，将三元乙丙橡胶8550、氧化锌、硬脂酸、吸湿剂分别投入密炼室，降上顶栓进行捏炼1±0.5分钟，升上顶栓，将炭黑N550、纳米硅酸盐S40、环保阻燃剂、氢氧化镁、环保硼酸锌、尼纳斯330油、聚乙二醇分别投入到密炼室内，缓慢分段下压上顶栓进行捏炼，当密炼室温度达到110±5℃时将上顶栓提起，用气枪或扫帚将上顶栓以及加料口周围的粉尘清扫入密炼室，待胶料完全翻转后，降上顶栓，待温度达到120±5℃时，再次上升上顶栓，翻转胶料后下压捏炼，待温度达到145±5℃，升上顶栓，将胶料翻倒卸下，冷却打卷停放待用；
步骤四：准备胶料，用粉笔在胶料上注明胶料号、班次、日期，将打卷的胶料放置在小车上，确保冷却时间超过16±1小时，备用；
步骤五：准备开炼机，清扫开炼机以及开炼机周围环境，使开炼机以及开炼机周围环境满足工作的需求，给开炼机加硫，备用；
步骤六：配料，去除步骤四中冷却的捏炼胶料，同时从配料间称取对应份的促进剂：2,2’-二硫代二苯并噻唑、二正丁基二硫代氨基甲酸锌、四硫化双戊撑秋兰姆、二甲基二硫代氨基甲酸锌、硫磺；
步骤七：开炼机炼胶，打开冷却水，将开炼机辊距调到刻度盘5~8mm位置，加入捏炼胶料，包辊后缓慢加入步骤六中的硫化促进剂，采用两边开刀法将粉末状的硫化促进剂加入捏炼胶料中，直到捏炼胶料表面看不到硫化促进剂，锁紧辊距，使辊距为0.5~1mm，将混有硫化促进剂的捏炼胶料压薄打三角包3-5次，调整开炼机辊距，将开炼机辊距调到刻度盘5~8mm位置打卷，待检；
步骤八：检验入库，将打卷的胶料摆放在架子上，将每车次取样、快检，试样标明班次、车次，并填写流转卡，待检验合格后将胶料送入库房，待检验合格后，在库房停放至少6小时，备用。
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