CN113881149A - 一种低硬度v0级阻燃乙丙橡胶材料 - Google Patents

一种低硬度v0级阻燃乙丙橡胶材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100‑170份、填料20‑50份、阻燃剂50‑80份、增塑软化剂30‑50份、间接法氧化锌5‑10份、硬脂酸0.5‑2份、硫磺1‑3份、促进剂1‑5份，其中，阻燃剂包括：改性石墨烯、氮磷系膨胀阻燃剂。本发明阻燃性能好，硬度低，压缩永久形变低。

Description

一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料。
背景技术
三元乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原材料合成，耐老化、电绝缘性能和耐臭氧发能突出。乙丙橡胶可大量充油和填充碳黑，制品价格较低，乙丙橡胶化学稳定性好，耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。乙丙橡胶的用途十分广泛，可以作为轮胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件，还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。还可制造及鞋、卫生用品等浅色制品。
但是，乙丙橡胶本身易燃，氧指数在18％左右。为了实现阻燃，可以加入大量金属氢氧化物阻燃(如氢氧化铝等)，但是会导致乙丙橡胶硬度较大，且金属氢氧化物会使得橡胶的热空气老化性能及压缩永久变形性能比较差。选用液体阻燃剂，可以适量降低橡胶的硬度，但是许多液体阻燃剂有诸多缺点，如磷酸酯类阻燃剂对橡胶的压缩永久变形影响比较大，用量大时还会喷出等。
低硬度阻燃橡胶配方的开发难度远大于高硬度阻燃橡胶，想要提高乙丙橡胶阻燃性的同时，降低其硬度和压缩永久变形，仍然较难实现。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，本发明阻燃性能好，硬度低，压缩永久形变低。
本发明提出了一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100-170份、填料20-50份、阻燃剂50-80份、增塑软化剂30-50份、间接法氧化锌5-10份、硬脂酸0.5-2份、硫磺1-3份、促进剂1-5份，其中，阻燃剂包括：改性石墨烯、氮磷系膨胀阻燃剂。
优选地，在改性石墨烯的制备过程中，将氧化石墨烯分散液与磷酸混匀，于75-85℃反应12-18h，固液分离得到中间物料；将中间物料与硅烷偶联剂溶液混匀，于60-80℃反应2-4h，固液分离得到改性石墨烯，其中，硅烷偶联剂为含有氨基的硅烷偶联剂。
上述含有氨基的硅烷偶联剂可以为：3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷等。
优选地，在改性石墨烯的制备过程中，氧化石墨烯与磷酸的重量比为1:10-15。
优选地，在改性石墨烯的制备过程中，中间物料与硅烷偶联剂的重量比为1:10-15。
优选地，氮磷系膨胀阻燃剂为新戊二醇磷酸酯三聚氰铵盐、2,4,8,10-四氧-3,9二磷螺环[5,5]十一烷-3.9二氧-3,9-二三聚氰胺盐、三(新戊二醇磷酸酯-磷-亚甲基)胺中的至少一种。
优选地，改性石墨烯、氮磷系膨胀阻燃剂的重量比为0.5-1:4.5-7。
优选地，促进剂为促进剂TETD和促进剂CZ的组合。
优选地，其原料还包括：硅烷偶联剂和防老剂。
优选地，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100-170份、填料20-50份、阻燃剂50-80份、增塑软化剂30-50份、间接法氧化锌5-10份、硬脂酸0.5-2份、硫磺1-3份、促进剂1-5份、硅烷偶联剂1-5份、防老剂3-6.5份。
上述填料可以为炭黑、白炭黑、碳酸钙、滑石粉等。
上述防老剂可以为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(防老剂RD)、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺(防老剂4020)等。
上述原料还可以包括其他助剂，如：加工助剂935P(易于脱模)、莱茵散25(可以改善相容性、加工性能等)。
本发明的制备方法包括如下步骤：取除了硫磺和促进剂的其他原料，在密炼机搅拌加热2-3min，当温度达到90℃时，加入硫磺、促进剂继续搅拌，当密炼机温度达到130℃时，停止搅拌和加热，排胶得到混炼胶，将混炼胶在开炼机上薄通2-3次、出胶条，胶条经防粘液后，通过风冷设备，冷却至20-35℃即可。
有益效果：
本发明使用磷酸和含有氨基的硅烷偶联剂依次对氧化石墨烯表面进行改性，可以提高其阻燃性能，且改善氧化石墨烯在橡胶中的分散性能，可以提高阻燃性的同时降低橡胶的压缩永久变形；改性石墨烯和氮磷系膨胀阻燃剂以适宜比例相互配合，可以降低阻燃剂的用量，并提高乙丙橡胶的阻燃性能和耐热空气老化性能，达到V0级，同时可以降低乙丙橡胶的硬度；另外选择适宜的硫化体系，并配合适量的改性石墨烯和氮磷系膨胀阻燃剂，可以改善乙丙橡胶的压缩永久变形性能；增塑软化剂可以进一步降低乙丙橡胶的硬度；且本发明配方易于加工。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100g、炭黑20g、改性石墨烯5g、三(新戊二醇磷酸酯-磷-亚甲基)胺45g、增塑软化剂30g、间接法氧化锌5g、硬脂酸0.5g、硫磺1g、促进剂TETD 0.6g、促进剂CZ 0.4g、3-氨丙基三乙氧基硅烷1g、防老剂RD 1.5g、防老剂4020 1.5g、加工助剂935P 2g、莱茵散25 2g；
其中，在改性石墨烯的制备过程中，将含有10g氧化石墨烯的水分散液5000ml与100g磷酸混匀，于75℃反应18h，离心，水洗得到中间物料；将10g中间物料与100gγ-氨丙基三甲氧基硅烷水溶液混匀，于60℃反应4h，离心，水洗，冻干得到改性石墨烯。
实施例2
一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶170g、炭黑50g、改性石墨烯10g、2,4,8,10-四氧-3,9二磷螺环[5,5]十一烷-3.9二氧-3,9-二三聚氰胺盐70g、增塑软化剂50g、间接法氧化锌10g、硬脂酸2g、硫磺3g、促进剂TETD 3g、促进剂CZ2g、3-氨丙基三乙氧基硅烷5g、防老剂RD 5g、防老剂4020 1.5g、加工助剂935P 3g、莱茵散255g；
其中，在改性石墨烯的制备过程中，将含有10g氧化石墨烯的水分散液5000ml与150g磷酸混匀，于85℃反应12h，离心，水洗得到中间物料；将10g中间物料与150gN-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷水溶液混匀，于80℃反应2h，离心，水洗，冻干得到改性石墨烯。
实施例3
一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶135g、炭黑35g、改性石墨烯8g、新戊二醇磷酸酯三聚氰铵盐60g、增塑软化剂40g、间接法氧化锌7.5g、硬脂酸1g、硫磺2g、促进剂TETD2g、促进剂CZ1g、3-氨丙基三乙氧基硅烷3g、防老剂RD2.5g、防老剂4020 1.5g、加工助剂935P 2.5g、莱茵散253g；
其中，在改性石墨烯的制备过程中，将含有10g氧化石墨烯的水分散液5000ml与120g磷酸混匀，于80℃反应15h，离心，水洗得到中间物料；将10g中间物料与130g3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液混匀，于70℃反应3h，离心，水洗，冻干得到改性石墨烯。
对比例1
将“改性石墨烯8g、新戊二醇磷酸酯三聚氰铵盐60g”，替换成“新戊二醇磷酸酯三聚氰铵盐68g”其他同实施例3。
对比例2
将“改性石墨烯”替换成“氧化石墨烯”，其他同实施例3。
对比例3
将“改性石墨烯8g、新戊二醇磷酸酯三聚氰铵盐60g”替换成“改性石墨烯8g、氢氧化铝60g”，其他同实施例3。
对比例4
将“改性石墨烯8g、新戊二醇磷酸酯三聚氰铵盐60g”替换成“氢氧化铝68g”，其他同实施例3。
检测实施例1-3和对比例1-4制得的橡胶材料的性能，结果如表1所示。
Figure BDA0003277001100000051
备注：压缩永久形变的方法为：P-VW3307方法，压缩50％，120℃×24h；空气热老化的条件为：120℃×72h。
由表1可以看出，本发明具有较好的阻燃性能，同时硬度低、压缩永久形变低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100-170份、填料20-50份、阻燃剂50-80份、增塑软化剂30-50份、间接法氧化锌5-10份、硬脂酸0.5-2份、硫磺1-3份、促进剂1-5份，其中，阻燃剂包括：改性石墨烯、氮磷系膨胀阻燃剂。
2.根据权利要求1所述低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，在改性石墨烯的制备过程中，将氧化石墨烯分散液与磷酸混匀，于75-85℃反应12-18h，固液分离得到中间物料；将中间物料与硅烷偶联剂溶液混匀，于60-80℃反应2-4h，固液分离得到改性石墨烯，其中，硅烷偶联剂为含有氨基的硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，在改性石墨烯的制备过程中，氧化石墨烯与磷酸的重量比为1:10-15。
4.根据权利要求2所述低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，在改性石墨烯的制备过程中，中间物料与硅烷偶联剂的重量比为1:10-15。
5.根据权利要求1-4任一项所述低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，氮磷系膨胀阻燃剂为新戊二醇磷酸酯三聚氰铵盐、2,4,8,10-四氧-3,9二磷螺环[5,5]十一烷-3.9二氧-3,9-二三聚氰胺盐、三(新戊二醇磷酸酯-磷-亚甲基)胺中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，改性石墨烯、氮磷系膨胀阻燃剂的重量比为0.5-1:4.5-7。
7.根据权利要求1-6任一项所述低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，促进剂为促进剂TETD和促进剂CZ的组合。
8.根据权利要求1-7任一项所述低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，其原料还包括：硅烷偶联剂和防老剂。
9.根据权利要求1-8任一项所述低硬度V0级阻燃乙丙橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100-170份、填料20-50份、阻燃剂50-80份、增塑软化剂30-50份、间接法氧化锌5-10份、硬脂酸0.5-2份、硫磺1-3份、促进剂1-5份、硅烷偶联剂1-5份、防老剂3-6.5份。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115651321A (zh) * 2022-09-30 2023-01-31 威海市泓淋电力技术股份有限公司 一种高绝缘耐水煮三元乙丙橡胶混合物及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106633917A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 华南理工大学 一种纳米阻燃剂与氮磷系膨胀阻燃剂协同阻燃硅橡胶材料及其制备方法
CN106674597A (zh) * 2016-12-31 2017-05-17 华南理工大学 一种氮磷协效阻燃剂改性层状无机物及其制备方法和应用
CN113045830A (zh) * 2021-03-05 2021-06-29 安徽中鼎密封件股份有限公司 一种无卤阻燃三元乙丙橡胶材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106633917A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 华南理工大学 一种纳米阻燃剂与氮磷系膨胀阻燃剂协同阻燃硅橡胶材料及其制备方法
CN106674597A (zh) * 2016-12-31 2017-05-17 华南理工大学 一种氮磷协效阻燃剂改性层状无机物及其制备方法和应用
CN113045830A (zh) * 2021-03-05 2021-06-29 安徽中鼎密封件股份有限公司 一种无卤阻燃三元乙丙橡胶材料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115651321A (zh) * 2022-09-30 2023-01-31 威海市泓淋电力技术股份有限公司 一种高绝缘耐水煮三元乙丙橡胶混合物及其制备方法

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