[发明专利]一种阻燃型粉末橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末橡胶制备方法，具体是一种具有阻燃特性粉末橡胶的制备方法。

背景技术

粉末橡胶平均粒径约1mm，其比表面积约为6×10^-4m²/g，与块状橡胶相比粉末橡胶与空气中氧气的接触面积大得多，在堆积状态粉末表面易被氧化释放热进而引起自燃。例如，粉末丁苯橡胶的氧指数为18％～20％，属于可燃橡胶，曾在仓储过程中发生过粉末丁苯橡胶自燃现象。

由于粉末橡胶还是一种新型橡胶产品，很少有关于其阻燃性的文献报道。目前块状橡胶领域的阻燃方法主要有外加阻燃剂和与难燃橡胶共混两种方法。外加阻燃剂有无机阻燃剂和有机阻燃剂，无机阻燃剂普遍具降温和阻隔作用，常见品种有氢氧化铝、氢氧化镁、硼系物和钼系物等；有机阻燃剂则以含溴、氯或含磷的有机化合物为主，溴类阻燃剂在燃烧中能释放出溴化氢，起阻隔氧气的作用。于智等在《阻燃橡胶浅析》(世界橡胶工业，第31卷第4期第39页)提出，在SBR中加入15份Sb₂O₃和30份氯化石蜡或5份Sb₂O₃、20份氯化石蜡和25份Al(OH)₃，可获得阻燃性较好的胶料。李昂等在《橡胶阻燃及其阻燃剂》(特种橡胶制品，第23卷第3期第25页)中提出，将含溴磷酸酯、芳香族溴化物、Sb₂O₃和氯化铵4种阻燃剂并用，加入到SBR中，可以得到阻燃效果很好的胶料。用5～10份二烷基苯基磷酸酯、10～15份Sb₂O₃和3～10份碘的组合阻燃剂，添加到SBR中，可获得阻燃效果良好的胶料。难燃橡胶主要是一些含有卤素的胶种，如氯丁橡胶、聚氯乙烯、氯醚橡胶、氯磺化聚乙烯等。

无机阻燃剂有用量大的缺点，有机阻燃剂费用又高，即使不考虑这些因素，外加阻燃剂在粉末橡胶的生产过程中也不易实现。粉末橡胶生产时，加入的无机阻燃剂与胶乳体系不相容，阻燃剂将沉淀析出；而加入有机阻燃剂，由于阻燃剂系小分子组分，容易从粉末橡胶表面析出，造成粉末粒子的二次粘连。与其它难燃橡胶共混时又要一定程度上牺牲胶料本身的特性。

发明内容

本发明是针对粉末橡胶储运过程中容易引起自燃的问题，提供了一种阻燃型粉末橡胶的制备方法，该发明所合成的具有阻燃基团的隔离剂在胶乳凝聚成粉过程中使用，隔离剂均匀包覆在粉末橡胶的表面，阻燃基团也均匀分布在粉末橡胶粒子表面，因此赋予了粉末橡胶一定的阻燃性能，从而保证储运过程的安全。

一种阻燃型粉末橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，阻燃型隔离剂的制备：将卤素供体与不饱和脂肪酸酐按照摩尔比为(0.1～6)∶1的比例混合，搅拌均匀，加入引发剂，引发剂与不饱和脂肪酸酐的摩尔比为(0～3)∶1，在30～150℃温度下进行0.5～5小时的加成反应；向反应液中加入过量的稀碱水溶液，调节反应液的pH值大于8，搅拌0.1～2小时使产物皂化，从而制备出具有阻燃性的隔离剂，待用；

步骤2，阻燃型粉末橡胶的制备：取500g的橡胶胶乳，加入10～200g步骤1所述的阻燃型隔离剂，搅拌使之混合均匀，然后加入0～200g凝聚剂，凝聚温度为-20～95℃，获得淤浆经洗涤干燥后制得表面包覆有具有阻燃功能隔离剂的粉末橡胶产品。

本发明所述的卤素供体为四氯化碳、氯化氢、氯气、溴化氢或溴等，卤素供体为气体时采用循环鼓吹的方式通入反应组分中。所述的不饱和脂肪酸酐作为卤素受体，选自丙烯酸酐、异丁烯酸酐、单烯己酸酐、单烯十二酸酐、单烯十八酸酐、双烯十八酸酐或三烯十八酸酐等不同碳链长度和结构的具有一定不饱和度的烯酸酐。

本发明所述的引发剂为过氧化苯甲酰((PhCO₂)₂)、过氧化异丙苯、过氧化氢二异丙苯或氧气等。

本发明步骤1中所述的碱水溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水等，碱水溶液与卤化后的酸酐进行反应生成阻燃型隔离剂，隔离剂为一价碱金属或铵盐，具有亲水基团所以易溶于水，隔离剂pH值大于8，碱水溶液的质量浓度为2％～30％。

所述的橡胶胶乳为丁苯胶乳、丁腈胶乳、天然胶乳、聚丁二烯胶乳等。