[发明专利]一种膨胀阻燃橡胶材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶制品，尤其是涉及一种膨胀阻燃橡胶材料。

背景技术

橡胶作为一种性能优良的高分子材料，被广泛的用于电线、电缆、胶鞋、手套输送带以及汽车、飞机轮胎、电器上使用的橡胶制品，商场、医院等公共场所使用的橡胶板，甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品都离不开橡胶材料。

但绝大多数橡胶制品都是可燃的或易燃的，并且会在燃烧过程中释放大量黑烟，因此橡胶材料的阻燃非常重要。传统的卤素类阻燃剂可以达到很好的阻燃效果，但其会在燃烧过程中释放有毒的卤化氢气体，对人体、环境造成危害；而无机阻燃填料往往需要很高的添加量才能满足阻燃要求,却影响材料的使用性能。

目前，通用橡胶的无卤阻燃主要有两类：(1)以添加无机金属氢氧化物阻燃剂为主的体系，如以氢氧化铝、氢氧化镁为主，复配少量硼酸锌、红磷、有机磷酸酯、有机硅等；(2)添加膨胀型阻燃剂，典型的膨胀型阻燃体系为聚磷酸铵(酸源)、季戊四醇(炭源)、三聚氰胺(气源)，可复配一定量二氧化钛、二氧化硅、滑石粉、纳米蒙脱土等提高膨胀阻燃隔热效果。由于膨胀型阻燃体系在火焰作用下，酸源、炭源、气源可通过化学反应及物理作用在被防护材料的表面膨胀，形成导热系数很低的多孔致密炭层，因而具有阻隔火焰热量传导及抗热氧化的作用。另外，膨胀型阻燃体系还具有阻燃效率高、发烟量少、无滴落等优点，是目前无卤阻燃塑料、橡胶及涂层的重要体系之一。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供如下技术方案：

一种膨胀阻燃橡胶材料，包含以下重量份的组成：氯化丁基橡胶40-60份、丁苯橡胶30-50份、硫磺3-4份、促进剂TT 1.5-2.5份、促进剂D 0.3-0.5份、硬脂酸2-3份、氧化锌3-5份、防老剂D 2-4份、阻燃剂50-90份。

本发明所述的膨胀阻燃橡胶材料，进一步优选包含以下重量份的组成：氯化丁基橡胶50份、丁苯橡胶40份、硫磺3.5份、促进剂TT 2份、促进剂D 0.4份、硬脂酸2.5份、氧化锌4份、防老剂D 3份、阻燃剂75份。

本发明所述阻燃剂的组成为：聚磷酸铵10-25份、季戊四醇6-8份、三聚氰胺5-10份、N，N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯单体40-60份、对甲苯磺酸0.4-0.8份。

本发明所述阻燃剂的组成为：进一步优选：聚磷酸铵18份，季戊四醇7份，三聚氰胺7份，N，N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯单体50份，对甲苯磺酸0.6份。

本发明所述的膨胀阻燃橡胶材料，所述的阻燃剂的制备方法为：将聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、N，N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯单体和对甲苯磺酸在N2保护下，于100-110℃反应8-10小时，即得到所述的阻燃剂。

本发明所述的膨胀阻燃橡胶材料的制备方法，其特征在于：依次将原料按照上述比例投入开炼机中在温度为45-55℃的条件下进行混炼，即可获得膨胀阻燃橡胶。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

与传统阻燃橡胶材料相比，本发明提供的膨胀型阻燃橡胶材料还具有阻燃效率高、发烟量少、无滴落等优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

按照表1中配方制备本发明的阻燃剂，所述的阻燃剂的制备方法为：将聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、N，N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯单体和对甲苯磺酸在N2保护下，于100-110℃反应8-10小时，即得。具体配方见表1。

表1阻燃剂配方

按照表1中中配方制备本发明的膨胀阻燃橡胶材料，依次将原料氯化丁基橡胶、丁苯橡胶、硫磺，促进剂TT，促进剂D，硬脂酸，氧化锌，防老剂D，阻燃剂；按照上述比例投入开炼机中在温度为45-55℃的条件下进行混炼，即可获得膨胀阻燃橡胶。具体配方见表2。

表2膨胀阻燃橡胶材料

按照本领域的常规测定方法，测定实施例1-4所制备的橡胶材料的性能常数，测定结果见表3。

表3橡胶的力学性能及其阻燃性能