CN115181366A - 一种无卤阻燃epdm泡棉复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃EPDM泡棉复合材料及其制备方法，属于阻燃高分子材料技术领域，包括以下步骤：第一步：依次将第一三元乙丙橡胶、第二三元乙丙橡胶、氢氧化铝、三氧化二锑、润滑油、氧化锌、二氯丙醇、硬脂酸、空心玻璃微珠、炭黑放入密炼机混炼；第二步：向上述密炼机中加入发泡剂继续混炼；第三步：将混炼后的物料加入至挤出机进一步混炼；第四步：将挤出的物料置于一次硫化机内硫化；第五步：硫化后的物料加入发泡机内发泡，从而获得无卤阻燃EPDM泡棉复合材料。本发明的优点是制备工艺简单，阻燃效果好。

Description

一种无卤阻燃EPDM泡棉复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于阻燃材料技术领域，具体涉及无卤阻燃EPDM泡棉复合材料及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶(EPDM)具有优良的耐热变形性、耐老化性、耐水性及电绝缘性等.在汽车工业、家用电器和建筑业等领域都有大量应用。同大多数高聚物材料一样，三元乙丙橡胶也很容易燃烧，其纯胶氧指数只有19左右，在很多情况下不能满足阻燃要求。为此必须开发具有阻燃性的三元乙丙橡胶材料，以满足其使用要求。
目前市场上的阻燃材料有添加型阻燃材料和本质阻燃材料两大类，前者在聚合物基体中加入阻燃剂从而达到阻燃，后者是由与聚合物本身分子结构或组成的原因。但本质阻燃材料一般价格昂贵，不利于大范围使用,所以目前市场上主要使用的是添加型阻燃材料。含卤体系阻燃剂虽具有优良的阻燃性能，但燃烧时释放出大量烟气和有毒或腐蚀性的卤化氢，易造成“二次污染”和臭氧层破坏。新一代阻燃剂要求提高材料抗燃性的同时，还应当高效、低毒，与被阻燃材料相容性好，不易迁移，具有足够的热稳定性，不恶化基材性能，对紫外线及光稳定性优良，且价格适中。因此各国都在积极开发无卤、高效、材料综合性能优良的新型阻燃技术。
发明内容
为了解决现有技术中，阻燃三元乙丙橡胶所存在的问题，本发明提供一种无卤阻燃EPDM泡棉复合材料及其制备方法。
本发明提供一种无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，由以下重量份组成：第一三元乙丙橡胶：46～57份；第二三元乙丙橡胶：7～9份；炭黑：34～41份；氢氧化铝：99～121份；三氧化二锑：33～40份；EPDM润滑油：40～49份；氧化锌：3.4～4.1份；二氯丙醇：0.25～0.3份；硬脂酸：0.33～0.4份；抗收缩剂：13～15份；发泡剂：2.4～3份。
本发明提供的无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，之所以选择两种三元乙丙橡胶，是由于它们的门尼粘度、耐臭氧、抗氧化、以及对填料的包裹性不同，二者的形成了互补的作用，选择与三元乙丙橡胶的特性相匹配阻燃剂，提升其阻燃效果，传统阻燃剂通过卤素材料提升阻燃性能，本发明使用了无卤阻燃剂，同样达到了阻燃的效果，无卤阻燃剂进行发泡工艺时，会造成产品高温尺寸变化率和压缩变形率交较大，通过添加抗收缩剂，提升产品的尺寸稳定性，保障其高温下的物性稳定。
进一步地，所述第一三元乙丙橡胶为埃克森7001型三元乙丙橡胶。
进一步地，所述第二三元乙丙橡胶分别为三井4045M型三元乙丙橡胶。
进一步地，所述炭黑为N550型炭黑作为橡胶补强剂。
进一步地，所述EPDM润滑油用于降低材料门尼粘度，使其易加工。
进一步地，所述抗收缩剂为空心玻璃微珠，它是由硼硅酸盐原料加工而成，具有比较高的强度、效果，材料表面经过特殊工艺处理具有较高亲油憎水的特点，非常容易分散于材料体系中，降低制品的收缩和翘曲，提高材料耐高温性，减少高温下收缩。
进一步地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，偶氮二甲酰胺用于提供材料膨胀倍率所需的气体。
本发明还提供了一种无卤阻燃EPDM泡棉复合材料的制备方法，包括以下步骤：第一步：依次将第一三元乙丙橡胶、第二三元乙丙橡胶、氢氧化铝、三氧化二锑、EPDM润滑油、氧化锌、二氯丙醇、硬脂酸、抗收缩剂、炭黑N550放入密炼机混炼，并且在105℃～110℃的温度下混炼时间为15-20分钟；第二步：向上述密炼机中加入发泡剂，并且在115℃～118℃的温度下混炼时间为5-8分钟；第三步：将混炼后的物料加入至挤出机进一步混炼，在65℃～70℃下混炼挤出成型；第四步：将挤出的物料置于一次硫化机内，在150℃～155℃下硫化35～40分钟；第五步：硫化后的物料加入发泡机内，在150℃～155℃下反应15～25分钟，从而获得无卤阻燃EPDM泡棉复合材料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.本发明提供的阻燃EPDM泡棉复合材料无卤素，是一种环保型阻燃材料。
2.本发明提供的阻燃EPDM泡棉复合材料阻燃效果好，成本低廉，易于推广。
3.本发明提供的阻燃EPDM泡棉复合材料耐高低温性能好，复杂环境下收缩率低。
4.本发明提供的阻燃EPDM泡棉复合材料制备工艺简易。
附图说明
图1-4为实施例1的EPDM泡棉复合材料卤素含量检测报告。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，并结合实施例对本发明的技术方案进行进一步描述。
实施例1
无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，由以下重量份组成：第一三元乙丙橡胶52份；第二三元乙丙橡胶8份；炭黑38份；氢氧化铝110份；三氧化二锑：37份；EPDM润滑油油#501，45份；氧化锌3.7份；二氯丙醇0.28份；硬脂酸0.37份；抗收缩剂14份；发泡剂2.7份。
无卤阻燃EPDM泡棉复合材料的制备方法包括：第一步：依次将第一三元乙丙橡胶、第二三元乙丙橡胶、氢氧化铝、三氧化二锑、EPDM润滑油油501#、氧化锌、二氯丙醇、硬脂酸、抗收缩剂、炭黑N550放入密炼机混炼，并且在110℃的温度下混炼时间为20分钟；
第二步：向上述密炼机中加入发泡剂，并且在118℃的温度下混炼时间为8分钟；
第三步：将混炼后的物料加入至挤出机进一步混炼，在70℃下混炼挤出成型；
第四步：将挤出的物料置于一次硫化机内，在155℃下硫化40分钟；
第五步：硫化后的物料加入发泡机内，在155℃下反应25分钟，从而获得无卤阻燃EPDM泡棉复合材料。
实施例2
无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，由以下重量份组成：第一三元乙丙橡胶46份；第二三元乙丙橡胶7份；炭黑34份；氢氧化铝99份；三氧化二锑：33份；EPDM润滑油油#501，40份；氧化锌3.4份；二氯丙醇0.25份；硬脂酸0.33份；抗收缩剂13份；发泡剂2.4份。
无卤阻燃EPDM泡棉复合材料的制备方法包括：第一步：依次将第一三元乙丙橡胶、第二三元乙丙橡胶、氢氧化铝、三氧化二锑、EPDM润滑油油501#、氧化锌、二氯丙醇、硬脂酸、抗收缩剂、炭黑N550放入密炼机混炼，并且在105℃的温度下混炼时间为15分钟；
第二步：向上述密炼机中加入发泡剂，并且在115℃的温度下混炼时间为5分钟；
第三步：将混炼后的物料加入至挤出机进一步混炼，在65℃下混炼挤出成型；
第四步：将挤出的物料置于一次硫化机内，在150℃下硫化35分钟；
第五步：硫化后的物料加入发泡机内，在150℃下反应15分钟，从而获得无卤阻燃EPDM泡棉复合材料。
实施例3
无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，由以下重量份组成：第一三元乙丙橡胶57份；第二三元乙丙橡胶9份；炭黑41份；氢氧化铝121份；三氧化二锑：40份；EPDM润滑油油#501，49份；氧化锌4.1份；二氯丙醇0.3份；硬脂酸0.4份；抗收缩剂15份；发泡剂3份。
无卤阻燃EPDM泡棉复合材料的制备方法包括：第一步：依次将第一三元乙丙橡胶、第二三元乙丙橡胶、氢氧化铝、三氧化二锑、EPDM润滑油油501#、氧化锌、二氯丙醇、硬脂酸、抗收缩剂、炭黑N550放入密炼机混炼，并且在110℃的温度下混炼时间为15分钟；
第二步：向上述密炼机中加入发泡剂，并且在118℃的温度下混炼时间为8分钟；
第三步：将混炼后的物料加入至挤出机进一步混炼，在65℃下混炼挤出成型；
第四步：将挤出的物料置于一次硫化机内，在155℃下硫化40分钟；
第五步：硫化后的物料加入发泡机内，在150℃下反应25分钟，从而获得无卤阻燃EPDM泡棉复合材料。
分别对实施例1-3的无卤阻燃EPDM泡棉复合材料进行性能表征，其表征项目及方法见表1。
表1无卤阻燃EPDM泡棉复合材料表征方法
Figure BDA0003748971810000061
表2无卤阻燃EPDM泡棉复合材料性能数据对比
Figure BDA0003748971810000062
Figure BDA0003748971810000071
从表2的结果可以看出，三种复合材料均具有V-0的阻燃等级，具有极好的阻燃效果。
对实施例1的EPDM泡棉复合材料委托第三方公司华测检测，进行EPDM泡棉复合材料卤素含量的检测，结果见图1-4。
通过检测报告可知，氟、氯、溴、碘的含量都低于下限值，说明本发明的EPDM泡棉复合材料不含卤素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，其特征在于，按重量份包括：
第一三元乙丙橡胶：46～57份，
第二三元乙丙橡胶：7～9份，
炭黑：34～41份，
氢氧化铝：99～121份，
三氧化二锑：33～40份，
EPDM润滑油：40～49份，
氧化锌：3.4～4.1份，
二氯丙醇：0.25～0.3份，
硬脂酸：0.33～0.4份，
抗收缩剂：13～15份，
发泡剂：2.4～3份。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，其特征在于，所述第一三元乙丙橡胶为埃克森7001型三元乙丙橡胶，第二三元乙丙橡胶分别为三井4045M型三元乙丙橡胶。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，其特征在于，所述抗收缩剂为空心玻璃微珠。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
5.根据权利要求2所述的无卤阻燃EPDM泡棉复合材料，其特征在于，按重量份包括：
埃克森7001：52份，
三井4045M：8份，
炭黑：38份，
氢氧化铝：110份，
三氧化二锑：37份，
EPDM润滑油：45份，
氧化锌：3.7份，
二氯丙醇：0.28份，
硬脂酸：0.37份，
抗收缩剂：14份，
发泡剂：2.7份。
6.根据权利要求1所述的无卤阻燃EPDM泡棉复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：依次将第一三元乙丙橡胶、第二三元乙丙橡胶、氢氧化铝、三氧化二锑、EPDM润滑油、氧化锌、二氯丙醇、硬脂酸、抗收缩剂、炭黑放入密炼机混炼，并且在105℃～110℃的温度下混炼时间为15-20分钟；
第二步：向上述密炼机中加入发泡剂，并且在115℃～118℃的温度下混炼时间为5-8分钟；
第三步：将混炼后的物料加入至挤出机进一步混炼，在65℃～70℃下混炼挤出成型；
第四步：将挤出的物料置于一次硫化机内，在150℃～155℃下硫化35～40分钟；
第五步：硫化后的物料加入发泡机内，在150℃～155℃下反应15～25分钟，从而获得无卤阻燃EPDM泡棉复合材料。
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