CN113045832A - 一种丁基防振板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请以交联丁基橡胶和丁基橡胶为基体，一方面，在其内加入氮磷系复合膨胀阻燃剂。当氮磷系复合膨胀阻燃剂与聚合物基体一起受热，由于发生多重化学反应，在基体表面上形成一膨胀泡沫层，它可以隔绝热量传递，阻止氧向聚合物内部扩散，有效地阻止聚合物的热降解反应，并抑制内部挥发性可燃物逸出，从而中断聚合物燃烧；在高热作用下能在被阻燃材料表面形成很厚的膨胀碳层，后者具有很高的阻燃性。另一方面，其内还加入了氢氧化铝，其受热分解时释放出结晶水。该过程为强吸热反应，吸收大量的热量，可起到冷却聚合物的作用，同时反应产生的水蒸气可以稀释可燃气体，抑制燃烧的蔓延。

Description

一种丁基防振板及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种丁基防振板及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国轨道交通的发展，城市轨道和高铁的保有量快速增长。在高铁材料的选择中，目前耐火等级要求一般使用DIN 54837：2007轨道车辆用材料、小型部件和组合部件的测试-用气体燃烧器测定燃烧特性，分级根据DIN 5510-2：2009轨道车辆防火保护第2部分：材料及部件的燃烧特性和燃烧伴生现象；燃烧级别需达到以下要求：燃烧等级：S4；烟雾等级：SR2滴落物等级：ST2。由于烟雾等级不能满足日益需求的防火新要求，很多顾客要求进行满足耐火等级更苛刻的欧标(2015年10月发布并推广应用)。

以丁基橡胶为基材的防振材料也得到了大量应用，防振材料能降低轨道交通在高速运行中的振幅和震动噪音，有效提高了乘坐舒适性。但是丁基橡胶属于易燃材料，燃烧时生烟量大，在燃烧时释放有毒气体；这对高速行驶的高铁和城市轨道交通的地铁都是一种安全隐患，不利于火灾发生时候人员的疏散和逃生。因此，从轨道交通中人员的逃生及安全性放开考虑，欧洲、美国、日本都建立了比较完善的轨道交通阻燃标准体系，对防振材料的阻燃也有严格要求。欧盟标准EN45545-2明确要求密封条类物质需满足R23的要求，即氧指数≥32；烟密度测试≤300；毒性指数小于1.5。

但是，现有的以丁基橡胶为基材的防振材料多采用聚磷酸铵，三聚氰胺，季戊四醇三种阻燃材料配合而成，阻燃效率较低，制备材料及程序复杂，亟待改进。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够达到欧盟阻燃标准要求的丁基防振板及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：

优选的，所述氮磷系复合膨胀阻燃剂为FR105。

优选的，所述增粘剂为石油树脂，松香树脂，萜烯树脂，C5石油树脂，C9石油树脂中的一种。

优选的，所述触变剂为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。

优选的，所述染色剂为炭黑。

优选的，所述的丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：

优选的，所述的丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：

优选的，所述的丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：

本申请以交联丁基橡胶和丁基橡胶为基体，在其内加入氮磷系复合膨胀阻燃剂，阻燃效果好，其主要反应发生在凝聚相内。当氮磷系复合膨胀阻燃剂与聚合物基体一起受热，由于发生多重化学反应，在基体表面上形成一膨胀泡沫层，它可以隔绝热量传递，阻止氧向聚合物内部扩散，有效地阻止聚合物的热降解反应，并抑制内部挥发性可燃物逸出，从而中断聚合物燃烧；在高热作用下能在被阻燃材料表面形成很厚的膨胀碳层，后者具有很高的阻燃性。

此外，本申请内还加入了氢氧化铝，其受热分解时释放出结晶水。该过程为强吸热反应，吸收大量的热量，可起到冷却聚合物的作用，同时反应产生的水蒸气可以稀释可燃气体，抑制燃烧的蔓延。

氢氧化铝可以吸附在氮磷系复合膨胀阻燃剂表面，从而使复合阻燃剂固体颗粒在基体中均匀分散；氢氧化铝和氮磷系复合膨胀阻燃剂在燃烧过程中发生反应生产稳定化合物偏磷酸铝，覆盖在碳层表面，从而起到有效地隔热隔氧的屏蔽效应。

上述原料的加入，使得聚合物基体相较于现有技术中的阻燃材料而言，具有优异的防火性能，能够达到欧盟标准要求，即：标准EN45545-2明确要求密封条类物质需满足R23的要求，即氧指数≥32；烟密度测试≤300；毒性指数小于1.5，适于高铁及汽车应用。

第二方面，本申请提供一种丁基防振板的制备方法，包括以下步骤：

(1)密炼机中加入交联丁基橡胶，丁基橡胶，增粘剂，触变剂，密炼温度设定为87-93℃，密炼43-47min至均匀；

(2)将染色剂，氢氧化铝，阻燃剂，云母加入密炼机中，密炼18-22min，至混料均匀，温度控制在110℃以下；

(3)加入液体橡胶，使用专用口型挤出机，挤出预定厚度的片材，再进行冲裁，得到所述丁基防振板。

本申请具有的优点和积极效果是：

本申请以交联丁基橡胶和丁基橡胶为基体，在其内加入氮磷系复合膨胀阻燃剂和氢氧化铝，所述氮磷系复合膨胀阻燃剂，主要反应发生在凝聚相内。当它与聚合物基体一起受热，由于发生多重化学反应，在基体表面上形成一膨胀泡沫层，它可以隔绝热量传递，阻止氧向聚合物内部扩散，有效地阻滞聚合物的热降解反应，并抑制内部挥发性可燃物逸出，从而中断聚合物燃烧；在高热作用下能在被阻燃材料表面形成很厚的膨胀碳层，后者具有很高的阻燃性。所述氢氧化铝，受热分解时释放出结晶水。该过程为强吸热反应，吸收大量的热量，可起到冷却聚合物的作用，同时反应产生的水蒸气可以稀释可燃气体，抑制燃烧的蔓延。

氢氧化铝可以吸附在氮磷系复合膨胀阻燃剂表面，从而使复合阻燃剂固体颗粒在基体中均匀分散；氢氧化铝和氮磷系复合膨胀阻燃剂在燃烧过程中发生反应生产稳定化合物偏磷酸铝，覆盖在碳层表面，从而起到有效地隔热隔氧的屏蔽效应。

上述技术方案使得使得聚合物基体相较于现有技术中的阻燃材料而言，具有优异的防火性能，能够达到欧盟标准要求，适于高铁及汽车应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在以下实施例中，除特别说明外，各原料成分均为市售产品。

实施例一：

本实施例提供一种丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：交联丁基橡胶9.5％；丁基橡胶3.5％；增粘剂10％；触变剂1％；染色剂1％；氢氧化铝18％；氮磷系复合膨胀阻燃剂28％；云母10％；滑石粉10％；液体橡胶9％。

本实施例中，增粘剂为石油树脂。触变剂为沉淀法白炭黑。氮磷系复合膨胀阻燃剂为FR105。染色剂为炭黑。

制备步骤：

(1)密炼机中加入交联丁基橡胶，丁基橡胶，增粘剂，触变剂，密炼温度设定为90℃，密炼45min至均匀；

(2)将染色剂，氢氧化铝，阻燃剂，云母加入密炼机中，密炼20min，至混料均匀，温度控制在110℃；

(3)加入液体橡胶，使用专用口型挤出机，挤出预定厚度的片材，再进行冲裁，得到所述丁基防振板。

优选地，所述预定厚度为2-3mm。

此外，在加入液体橡胶时，需要调整针入度至满足要求(即：针入度40-60之间)；若针入度小于40，需要多补充液体橡胶；若针入度大于60，则需要减少液体橡胶含量。

实施例二：

本实施例提供一种丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：交联丁基橡胶11.5％；丁基橡胶2.5％；增粘剂8％；触变剂1％；染色剂1％；氢氧化铝16％；氮磷系复合膨胀阻燃剂10％；云母30％；滑石粉10％；液体橡胶10％。

本实施例中，增粘剂为松香树脂。触变剂为气相法白炭黑。氮磷系复合膨胀阻燃剂为FR105。染色剂为炭黑。

制备步骤：

(1)密炼机中加入交联丁基橡胶，丁基橡胶，增粘剂，触变剂，密炼温度设定为87℃，密炼47min至均匀；

(2)将染色剂，氢氧化铝，阻燃剂，云母加入密炼机中，密炼22min，至混料均匀，温度控制在110℃；

(3)加入液体橡胶，使用专用口型挤出机，挤出预定厚度的片材，再进行冲裁，得到所述丁基防振板。

优选地，所述预定厚度为2-3mm。

此外，在加入液体橡胶时，需要调整针入度至满足要求(即：针入度40-60之间)；若针入度小于40，需要多补充液体橡胶；若针入度大于60，则需要减少液体橡胶含量。

实施例三：

本实施例提供一种丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：交联丁基橡胶8％；丁基橡胶5％；增粘剂3％；触变剂3％；染色剂0.5％；氢氧化铝25％；氮磷系复合膨胀阻燃剂10％；云母18.5％；滑石粉18％；液体橡胶2％。

本实施例中，增粘剂为萜烯树脂。触变剂为气相法白炭黑。氮磷系复合膨胀阻燃剂为FR105。染色剂为炭黑。

制备步骤：

(1)密炼机中加入交联丁基橡胶，丁基橡胶，增粘剂，触变剂，密炼温度设定为93℃，密炼43min至均匀；

(2)将染色剂，氢氧化铝，阻燃剂，云母加入密炼机中，密炼18min，至混料均匀，温度控制在106℃；

(3)加入液体橡胶，使用专用口型挤出机，挤出预定厚度的片材，再进行冲裁，得到所述丁基防振板。

优选地，所述预定厚度为2-3mm。

此外，在加入液体橡胶时，需要调整针入度至满足要求(即：针入度40-60之间)；若针入度小于40，需要多补充液体橡胶；若针入度大于60，则需要减少液体橡胶含量。

实施例四：

本实施例提供一种丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：交联丁基橡胶15％；丁基橡胶2％；增粘剂6.5％；触变剂1.8％；染色剂1％；氢氧化铝15％；氮磷系复合膨胀阻燃剂20％；云母12％；滑石粉20.7％；液体橡胶6％。

本实施例中，增粘剂为C5石油树脂。触变剂为气相法白炭黑。氮磷系复合膨胀阻燃剂为FR105。染色剂为炭黑。

制备步骤：

(1)密炼机中加入交联丁基橡胶，丁基橡胶，增粘剂，触变剂，密炼温度设定为92℃，密炼45min至均匀；

(2)将染色剂，氢氧化铝，阻燃剂，云母加入密炼机中，密炼20min，至混料均匀，温度控制在109℃；

(3)加入液体橡胶，使用专用口型挤出机，挤出预定厚度的片材，再进行冲裁，得到所述丁基防振板。

实施例五：

本实施例提供一种丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：交联丁基橡胶8％；丁基橡胶2％；增粘剂3％；触变剂0.5％；染色剂0.75％；氢氧化铝15％；氮磷系复合膨胀阻燃剂37％；云母10％；滑石粉13.75％；液体橡胶10％。

本实施例中，增粘剂为C9石油树脂。触变剂为沉淀法白炭黑。氮磷系复合膨胀阻燃剂为FR105。染色剂为炭黑。

制备步骤：

(1)密炼机中加入交联丁基橡胶，丁基橡胶，增粘剂，触变剂，密炼温度设定为88℃，密炼46min至均匀；

(2)将染色剂，氢氧化铝，阻燃剂，云母加入密炼机中，密炼21min，至混料均匀，温度控制在110℃；

(3)加入液体橡胶，使用专用口型挤出机，挤出预定厚度的片材，再进行冲裁，得到所述丁基防振板。

实施例六：

本实施例提供一种丁基防振板，主要由以下质量百分数原料制备而成：交联丁基橡胶8％；丁基橡胶2.5％；增粘剂3％；触变剂0.5％；染色剂0.5％；氢氧化铝20％；氮磷系复合膨胀阻燃剂23.5％；云母10％；滑石粉30％；液体橡胶2％。

本实施例中，增粘剂为石油树脂。触变剂为沉淀法白炭黑。氮磷系复合膨胀阻燃剂为FR105。染色剂为炭黑。

制备步骤：

(1)密炼机中加入交联丁基橡胶，丁基橡胶，增粘剂，触变剂，密炼温度设定为89℃，密炼44min至均匀；

(2)将染色剂，氢氧化铝，阻燃剂，云母加入密炼机中，密炼20min，至混料均匀，温度控制在110℃；

(3)加入液体橡胶，使用专用口型挤出机，挤出预定厚度的片材，再进行冲裁，得到所述丁基防振板。

上述实施例1-6所得的丁基防振板进行部分性能测试，测试结果及条件如表1所示。

表1实施例1-6性能测试

经过检测表明：

经由实施例一所得的产品具有优异的防火性能，烟密度最低可以达到113，氧指数达到35；阻燃等级为V0，达到欧盟标准要求。

经由实施例二所得的产品具有优异的防火性能，烟密度达到284，氧指数达到32；阻燃等级为V0，达到欧盟标准要求。

经由实施例三所得的产品具有优异的防火性能，烟密度达到226，氧指数达到33；阻燃等级为V0，达到欧盟标准要求。

经由实施例四所得的产品具有优异的防火性能，烟密度达到194，氧指数达到34；阻燃等级为V0，达到欧盟标准要求。

经由实施例五所得的产品具有优异的防火性能，烟密度达到246，氧指数达到33；阻燃等级为V0，达到欧盟标准要求。

经由实施例六所得的产品具有优异的防火性能，烟密度达到173，氧指数达到35；阻燃等级为V0，达到欧盟标准要求。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种丁基防振板，其特征在于，主要由以下质量百分数原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的丁基防振板，其特征在于，所氮磷系复合膨胀阻燃剂为FR105。

3.根据权利要求1所述的丁基防振板，其特征在于，所述增粘剂为石油树脂，松香树脂，萜烯树脂，C5石油树脂，C9石油树脂中的一种。

4.根据权利要求1所述的丁基防振板，其特征在于，所述触变剂为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。

5.根据权利要求1所述的丁基防振板，其特征在于，所述染色剂为炭黑。

6.根据权利要求1所述的丁基防振板，其特征在于，主要由以下质量百分数原料制备而成：

7.根据权利要求1所述的丁基防振板，其特征在于，主要由以下质量百分数原料制备而成：

8.根据权利要求1所述的丁基防振板，其特征在于，主要由以下质量百分数原料制备而成：

9.一种如权利要求1-8任一项所述的丁基防振板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)密炼机中加入交联丁基橡胶，丁基橡胶，增粘剂，触变剂，密炼温度设定为87-93℃，密炼43-47min至均匀；

(2)将染色剂，氢氧化铝，阻燃剂，云母加入密炼机中，密炼18-22min，至混料均匀，温度控制在110℃以下；

(3)加入液体橡胶，使用专用口型挤出机，挤出预定厚度的片材，再进行冲裁，得到所述丁基防振板。