CN115505215A - 一种低烟无卤阻燃橡胶胶条及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶制品技术领域，具体为一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，各组份及质量份数为：三元乙丙橡胶100份，N550炭黑60‑80份，活性氧化锌5‑6份，硬质胶1份，聚乙二醇1.5‑2.5份，三聚氰胺氰尿酸盐90‑120份，二乙基次磷酸铝20‑30份，包覆红磷20‑30份，石蜡油55‑60份，可膨胀石墨5‑10份，综合促进剂4.5‑6份，硫磺1‑1.5份，吸湿剂8‑12份。该低烟无卤阻燃橡胶胶条及其制备方法，该橡胶胶条中的阻燃体系采用三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次磷酸铝、包覆红磷、可膨胀石墨，可有效降低烟密度同时提高阻燃等级，同时在阻燃体系中添加可膨胀石墨，当胶条遇到明火后表面可膨胀，有利于阻燃体系产生的磷酸盐类物质包裹胶条表面，可阻隔空气中的氧气，达到高效阻燃的效果。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶制品技术领域，具体为一种低烟无卤阻燃橡胶胶条及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶由于优良的弹性(密封性能)、耐热、耐天候老化性能，常用于制造建筑门窗、车辆门窗用密封条，使用寿命长。随着防火安全要求的提高，现在越来越多的使用场合要求所用的橡胶材料具有阻燃性，特别是建筑领域、地铁高速列车等人口聚集场所用橡胶材料，既要求优良的阻燃性能，又要求橡胶材料燃烧时低烟无毒，不造成二次污染和伤害。
三元乙丙橡胶主要由碳氢元素组成，氧指数在19左右，容易燃烧，必须加入阻燃剂才能达到一定的阻燃效果。更大的挑战是，三元乙丙橡胶要适合连续挤出生产，必须添加一定用量的增塑剂，增塑剂能促进燃烧，产生的烟雾更大。
传统的有效阻燃方法是加入卤-锑体系。CN1746213号专利公开了一种以含卤基体(氯丁胶、氟橡胶、氯磺化聚乙烯中的任一种)制备的阻燃性能优异的橡胶材料，所采用的阻燃剂为氯化石蜡、三氧化二锑等卤-锑协同阻燃体系。CN1542042号专利公开了一种含卤阻燃橡胶，该阻燃橡胶由于采用了卤-锑协同体系(十溴二苯醚/三氧化二锑)，因而具有填充量低、阻燃效果优良、力学性能损失小的优点。虽然使用传统的含卤阻燃体系填充橡胶材料有诸多的好处，但橡胶材料燃烧时产生的浓烟、有毒气体往往造成更大的二次伤害，不符合RoHS、REACH等的指令要求，为此我们提出一种低烟无卤阻燃橡胶胶条及其制备方法以解决上述提出的问题。
（一）解决的技术问题
本发明提供了一种低烟无卤阻燃橡胶胶条及其制备方法，具备的优点，解决了上述提出的问题。
（二）技术方案
本发明提供如下技术方案：一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，各组份及质量份数为：三元乙丙橡胶100份，N550炭黑60-80份，活性氧化锌5-6份，硬质胶1份，聚乙二醇1.5-2.5份，三聚氰胺氰尿酸盐90-120份，二乙基次磷酸铝20-30份，包覆红磷20-30份，石蜡油55-60份，可膨胀石墨5-10份，综合促进剂4.5-6份，硫磺1-1.5份，吸湿剂8-12份；
所述低烟无卤阻燃橡胶胶条包括橡胶体系、阻燃体系、活化体系、硫化体系，所述橡胶体系包括三元乙丙橡胶、N550炭黑、石蜡油，所述阻燃体系包括三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次磷酸铝、包覆红磷、可膨胀石墨，所述活化体系包活性氧化锌、硬脂胶，所述硫化体系包括硫磺、综合促进剂、吸湿剂。
优选的，所述各组份及质量份数为三元乙丙橡胶100份，N550炭黑70份，活性氧化锌5.5份，硬质胶1份，聚乙二醇2份，三聚氰胺氰尿酸盐105份，二乙基次磷酸铝25份，包覆红磷25份，石蜡油57份，可膨胀石墨8份，综合促进剂5份，硫磺1.25份，吸湿剂10份。
优选的，所述橡胶体系采用低门尼粘度的三元乙丙橡胶混合炭黑以及石蜡油制备。
优选的，所述阻燃体系采用三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次磷酸铝、包覆红磷、可膨胀石墨混合制备。
优选的，所述阻燃体系除可膨胀石墨外，均为1250目以上超细粉体。
优选的，所述活化体系采用高促低硫，所述综合促进剂净多造粒过滤。
一种低烟无卤阻燃橡胶胶条的制备方法，包括以下操作步骤：
S1、一次炼胶：将生胶、活化体系投入密炼机压60秒，投入N550炭黑、阻燃体系粉类及1/4的石蜡油，再次通过密炼机压90秒；
S2、投入剩下的石蜡油压到110℃，升栓扫粉，再压到130℃升栓排气，再压到140℃排胶，压片作为A胶；
S3、二次精炼：A胶冷却到100℃以下，在开炼机上包辊，投入综合促进剂、吸湿剂等，吃粉完毕后用自动翻胶机翻胶2－2.5分钟再出条、冷却、挂架，作为B胶；
S4、挤出成型：B胶冷却，抽检合格后，经真空挤出机加口模挤出，微波热风硫化定型，冷却检测包装。
（三）有益效果
本发明具备以下有益效果：
1、该低烟无卤阻燃橡胶胶条及其制备方法，该橡胶胶条中的阻燃体系采用三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次磷酸铝、包覆红磷、可膨胀石墨，可有效降低烟密度同时提高阻燃等级，同时在阻燃体系中添加可膨胀石墨，当胶条遇到明火后表面可膨胀，有利于阻燃体系产生的磷酸盐类物质包裹胶条表面，可阻隔空气中的氧气，达到高效阻燃的效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，各组份及质量份数为：三元乙丙橡胶100份，N550炭黑60-80份，活性氧化锌5-6份，硬质胶1份，聚乙二醇1.5-2.5份，三聚氰胺氰尿酸盐90-120份，二乙基次磷酸铝20-30份，包覆红磷20-30份，石蜡油55-60份，可膨胀石墨5-10份，综合促进剂4.5-6份，硫磺1-1.5份，吸湿剂8-12份；
所述低烟无卤阻燃橡胶胶条包括橡胶体系、阻燃体系、活化体系、硫化体系，所述橡胶体系包括三元乙丙橡胶、N550炭黑、石蜡油，所述阻燃体系包括三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次磷酸铝、包覆红磷、可膨胀石墨，可有效降低烟密度同时提高阻燃等级，可将烟密度降至60以下，同时可将阻燃等级提升至V0，所述活化体系包活性氧化锌、硬脂胶，所述硫化体系包括硫磺、综合促进剂、吸湿剂，采用本配方，氧指数能达到34－36，烟密度≤60，阻燃等级V0，且不外含卤素，满足欧盟RoHS和REACH要求。
所述各组份及质量份数为三元乙丙橡胶100份，N550炭黑70份，活性氧化锌5.5份，硬质胶1份，聚乙二醇2份，三聚氰胺氰尿酸盐105份，二乙基次磷酸铝25份，包覆红磷25份，石蜡油57份，可膨胀石墨8份，在阻燃体系中添加可膨胀石墨，当胶条遇到明火后表面可膨胀，有利于阻燃体系产生的磷酸盐类物质包裹胶条表面，可阻隔空气中的氧气，综合促进剂5份，硫磺1.25份，吸湿剂10份，通过配方优化、工艺优化，阻燃橡胶胶条达到UL-94标准V0级别，并满足低烟、无卤要求。
所述橡胶体系采用低门尼粘度的三元乙丙橡胶混合炭黑以及石蜡油制备，采用低门尼粘度的三元乙丙橡胶，炼胶过程易混炼均匀，因为门尼低同样硬度条件下也可适当减少石蜡油的添加份数。
所述阻燃体系采用三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次磷酸铝、包覆红磷、可膨胀石墨混合制备，可有效降低烟密度和提高阻燃等级，可将烟密度降至60以下，同时可将阻燃等级提升至V0，且不外含卤素，避免燃烧时产生有害气体。
所述阻燃体系除可膨胀石墨外，通过少量添加可膨胀石墨，可使胶条遇明火后表面膨胀，有利于阻燃体系产生的磷酸盐类物质包覆胶条表面，阻隔空气中的氧气，均为1250目以上超细粉体，有利于挤出成型时获得光滑边角。
所述活化体系采用高促低硫，活化体系采用高活性氧化锌与硬脂胶搭配，高活性氧化锌具有更大的比较表积，有助于加深硫化深度，获得更好压缩永外变形，所述综合促进剂净多造粒过滤，具有活性高、掺混均匀快速，硫化后的产品物性好、不喷霜。
一种低烟无卤阻燃橡胶胶条的制备方法，包括以下操作步骤：
S1、一次炼胶：将生胶、活化体系投入密炼机压60秒，投入N550炭黑、阻燃体系粉类及1/4的石蜡油，再次通过密炼机压90秒；
S2、投入剩下的石蜡油压到110℃，升栓扫粉，再压到130℃升栓排气，再压到140℃排胶，压片作为A胶；
S3、二次精炼：A胶冷却到100℃以下，在开炼机上包辊，投入综合促进剂、吸湿剂等，吃粉完毕后用自动翻胶机翻胶2－2.5分钟再出条、冷却、挂架，作为B胶；
S4、挤出成型：B胶冷却，抽检合格后，经真空挤出机加口模挤出，微波热风硫化定型，冷却检测包装。
实施例1：三元乙丙橡胶100份，N550炭黑70份，活性氧化锌5.5份，硬质胶1份，聚乙二醇2份，二乙基次磷酸铝25份，包覆红磷25份，石蜡油57份，可膨胀石墨8份，综合促进剂5份，硫磺1.25份，吸湿剂10份；
采用本申请制备方法制备后进行燃烧实验，并检测各项数据：氧指数25-30，烟密度≤75，阻燃等级V1。
实施例2：三元乙丙橡胶100份，N550炭黑70份，活性氧化锌5.5份，硬质胶1份，聚乙二醇2份，三聚氰胺氰尿酸盐105份，二乙基次磷酸铝25份，包覆红磷25份，石蜡油57份，综合促进剂5份，硫磺1.25份，吸湿剂10份；
采用本申请制备方法制备后进行燃烧实验，并检测各项数据：氧指数能达到20-30，烟密度≤80，阻燃等级V2。
实施例3：三元乙丙橡胶100份，N550炭黑70份，活性氧化锌5.5份，硬质胶1份，聚乙二醇2份，三聚氰胺氰尿酸盐105份，二乙基次磷酸铝25份，包覆红磷25份，石蜡油57份，可膨胀石墨8份，综合促进剂5份，硫磺1.25份，吸湿剂10份；
采用本申请制备方法制备后进行燃烧实验，并检测各项数据：氧指数34－36，烟密度≤60，阻燃等级V0。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，其特征在于，各组份及质量份数为：三元乙丙橡胶100份，N550炭黑60-80份，活性氧化锌5-6份，硬质胶1份，聚乙二醇1.5-2.5份，三聚氰胺氰尿酸盐90-120份，二乙基次磷酸铝20-30份，包覆红磷20-30份，石蜡油55-60份，可膨胀石墨5-10份，综合促进剂4.5-6份，硫磺1-1.5份，吸湿剂8-12份；
所述低烟无卤阻燃橡胶胶条包括橡胶体系、阻燃体系、活化体系、硫化体系，所述橡胶体系包括三元乙丙橡胶、N550炭黑、石蜡油，所述阻燃体系包括三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次磷酸铝、包覆红磷、可膨胀石墨，所述活化体系包活性氧化锌、硬脂胶，所述硫化体系包括硫磺、综合促进剂、吸湿剂。
2.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，其特征在于：所述各组份及质量份数为三元乙丙橡胶100份，N550炭黑70份，活性氧化锌5.5份，硬质胶1份，聚乙二醇2份，三聚氰胺氰尿酸盐105份，二乙基次磷酸铝25份，包覆红磷25份，石蜡油57份，可膨胀石墨8份，综合促进剂5份，硫磺1.25份，吸湿剂10份。
3.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，其特征在于：所述橡胶体系采用低门尼粘度的三元乙丙橡胶混合炭黑以及石蜡油制备。
4.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，其特征在于：所述阻燃体系采用三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次磷酸铝、包覆红磷、可膨胀石墨混合制备。
5.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，其特征在于：所述阻燃体系除可膨胀石墨外，均为1250目以上超细粉体。
6.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃橡胶胶条，其特征在于：所述活化体系采用高促低硫，所述综合促进剂净多造粒过滤。
7.根据权利要求1-6任意所述的一种低烟无卤阻燃橡胶胶条的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1、一次炼胶：将生胶、活化体系投入密炼机压60秒，投入N550炭黑、阻燃体系粉类及1/4的石蜡油，再次通过密炼机压90秒；
S2、投入剩下的石蜡油压到110℃，升栓扫粉，再压到130℃升栓排气，再压到140℃排胶，压片作为A胶；
S3、二次精炼：A胶冷却到100℃以下，在开炼机上包辊，投入综合促进剂、吸湿剂等，吃粉完毕后用自动翻胶机翻胶2－2.5分钟再出条、冷却、挂架，作为B胶；
S4、挤出成型：B胶冷却，抽检合格后，经真空挤出机加口模挤出，微波热风硫化定型，冷却检测包装。
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