[发明专利]阻燃弹性泡沫材料

说明书

发明领域

本发明涉及具有高阻燃性质且发烟少的可膨胀、可交联弹性体材料，以及制造这种材料的方法和这种材料的应用。

技术背景

阻燃性及其相关问题在弹性体开发领域中发挥着重要作用。人们已经在选择和生产阻燃橡胶基底方面作出了许多努力，突出的例子有PVC或氯丁二烯(CR)。后者经常用作阻燃粘合剂(如JP 11346416)，涂料(如DE 2453238)或者为相同目的用作浸渍剂(如JP 62167334)。要使弹性体泡沫材料具有阻燃性或至少减小其可燃性的一个特别挑战在于，泡沫单元中包含的空气以及薄的单元壁都将加速火焰传播。还使用氯丁二烯来减小可燃性，例如对现有泡沫材料进行浸渍(如GB977929)或者用作发泡的CR胶乳、乳液等(如JP 61272248、JP 10060151，据称后者也适合于绝热)。但是这些方法将导致非挠性材料和/或机械强度弱的复合物。具有较好的机械性质以及CR的一般性质的发泡纯橡胶是很少见的；在一些情况中，CR(以及其他聚合物和填料)只用作大体量的橡胶基底，只在与火焰接触时才形成泡沫材料(所谓“膨大”，如DE 4135678、UA 61419、UA 78131)，在其他情况中，泡沫材料的制造非常复杂、花费巨大，原因在于使用聚合反应(JP 6041341，但是甚至未提及阻燃性质)或者通过使用复杂配方和膨胀方法(JP 60186543和JP60186544；基于关键化学试剂如异氰酸酯)进行。

由上述专利文献可知，可使用含氯丁二烯的配方来提高阻燃性质，但是这些配方具有高发烟水平，在着火时这被视作对人类的最严重威胁。关于阻燃隔绝材料的研究工作甚至更少，尤其是绝热配混物：JP 10077478提到一种配混物(其中CR是一种可能的成分)，在着火时能通过形成水蒸气产生阻止火焰传播的隔绝效果，而JP1182030提到一种用于冲浪服的发泡的CR，通过低传导性填料产生隔绝性质。但是，任何上述现有技术都无法获得用于工业以及一般(如建筑物)隔绝和屏蔽/衰减目的的合适阻燃挠性泡沫材料，尤其是考虑到实际上要求阻燃和防护性质，而且在所有公共部门都变得越来越严格了：出现了新的挑战，例如关于建筑物和构筑物隔绝的欧洲协调标准(EN 13823，“欧洲等级”)；这些标准不仅要求一般的阻燃性，还包括严刻的测试条件(“SBI圆角测试”)以及通过引入生火、发烟和烟密度之类的参数为满足标准增加了额外的障碍。

发明内容

因此本发明的主要目的是提供一种没有上述缺陷但是在经济和生态上容易制造和操作(如安装)的发泡的橡胶材料，要表现出极佳的隔绝性质，具有高水平的固有阻燃性、低的火焰传播水平和低的烟密度水平，从而满足相应应用领域中的现代规则。

令人惊喜地发现，这种没有上述缺点的多用途弹性体泡沫材料可以采用数量很有限的步骤、直接从氯丁二烯、通过将其与氯代石蜡烃以及不同种类和水平的填料配混并且通过使其膨胀和交联而制造。

本发明材料包含化合物(A)，其为氯丁二烯橡胶(聚氯丁烯，CR)，以聚合物总含量为基准计，其在配方的含量最少为50重量％。

聚氯丁烯橡胶可选自硫改性的、黄原酸基改性的或硫醇改性的种类，特别优选的是硫醇改性的种类。所用聚氯丁烯的门尼粘度(ML1+4，在100℃)为25-125门尼单位，特别优选为35-45门尼单位。

本发明材料还包含化合物(B)，其为所有可能链长和分子量的氯代石蜡烃(氯化的石蜡烃)，以总聚合物含量为100重量％基准计算，其含量大于25重量％。优选链长为C₈-C₅₀。特别优选的链长为C₁₇-C₂₇。氯代石蜡烃的氯含量可以为10-80％，优选为48-72％。

本发明材料包含一种或多种填料(C)，其可选自活性填料和惰性填料，比如金属和非金属氧化物、炭黑、金属氢氧化物、氧化硅、碳酸盐等、及其混合物。特别优选金属氢氧化物、金属碳酸盐和金属氧化物种类的填料。以总聚合物含量为100重量％基准计算，填料(C)的含量可以为50-800重量％、优选100-500重量％、特别优选200-400重量％。

本发明材料包含合适的交联体系(D)，比如基于硫的体系、辐射、过氧化物、或其混合物。优选的是含硫以及橡胶工业中使用的所有种类的有机加速剂的基于硫的交联体系。特别优选的是硫、二五亚甲基秋兰姆四硫化物、N-二苄基-二硫代氨基甲酸锌、N，N′-二苯基硫脲、亚乙基硫脲及二苯并噻唑基二硫化物的混合物。