[发明专利]一种无卤环保阻燃型橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明提出一种无卤环保阻燃型橡胶材料，属于橡胶材料制备技术领域，该橡胶材料以重量份数计，包括：三元乙丙橡胶100份、氧化锌3‑8份、硬脂酸1‑2份、防老剂2‑8份、增塑剂10‑30份、炭黑20‑40份、白炭黑10‑40份、硅烷偶联剂1‑4份、氢氧化镁阻燃剂60‑80份、纳米填料10‑80份、硫黄1‑2份、促进剂1‑5份。本发明提供的橡胶材料具有配方合理、力学性能和防火性能理想等特点，能够解决现有阻燃型橡胶材料存在燃烧易产生有毒气体、配方不合理、力学性能不理想等的技术问题。本发明能够应用于橡胶材料制备方面。

技术领域

本发明属于橡胶材料制备技术领域，尤其涉及一种无卤环保阻燃型橡胶材料及其制备方法。

背景技术

橡胶是一种具有可逆形变的高弹性聚合物材料，橡胶制品以其减振降噪、提高乘坐舒适性等特点在铁路、汽车等领域得到广泛应用。但是，橡胶也像一些其它有机物一样，具有较高的可燃性，且在燃烧过程中，排放大量的热、烟和毒，释放出的热、烟和毒会对人或设备造成严重破坏，这是橡胶制品在应用中面临的一个大问题。

目前，为了解决上述问题，多采用向橡胶材料中添加阻燃剂的方式进行，阻燃剂主要分为卤素阻燃剂和非卤素阻燃剂，虽然这两种阻燃剂都能够起到阻燃的效果，但其各有缺陷，例如，卤素阻燃剂会增大产品的毒性，燃烧过程中会排出大量的烟和有毒气体，造成二次污染和危害，出于对环境和人身安全的考虑，许多卤素阻燃剂已经被禁止使用。另一种采用非卤素阻燃剂(如金属氢氧化物、磷氮系阻燃剂)对橡胶弹性体进行改性的方式，其添加量极高(重量比例一般超过60％)才能使得橡胶具有一定的阻燃特性，但这种情况下会使得橡胶弹性体材料将失去其关键特性，如力学性能等。

因此，如何开发出一种配方合理、环保且阻燃效果好的橡胶材料是解决上述问题的关键。

发明内容

本发明针对现有阻燃型橡胶材料存在燃烧易产生有毒气体、配方不合理、力学性能不理想等的技术问题，提出一种配方合理、力学性能和防火性能理想的无卤环保阻燃型橡胶材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无卤环保阻燃型橡胶材料，以重量份数计，包括：三元乙丙橡胶100份、氧化锌3-8份、硬脂酸1-2份、防老剂2-8份、增塑剂10-30份、炭黑20-40份、白炭黑10-40份、硅烷偶联剂1-4份、氢氧化镁阻燃剂60-80份、纳米填料10-80份、硫黄1-2份、促进剂1-5份。

作为优选，以重量份数计，包括：三元乙丙橡胶100份、氧化锌5份、硬脂酸2份、防老剂4.5份、增塑剂15份、炭黑25份、白炭黑30份、硅烷偶联剂3份、氢氧化镁阻燃剂70份、纳米填料15份、硫黄1.5份、促进剂3.0份。

作为优选，所述三元乙丙橡胶的分子量≥100万，门尼粘度为70-80。

作为优选，所述三元乙丙橡胶中第三单体乙叉降冰片烯含量为3-5％，乙烯含量为50-60％。

作为优选，所述防老剂为防老剂RD和防老剂4020的混合物，其中，防老剂RD与防老剂4020的重量比为2:1，增塑剂为倾点-15℃、闪点318℃的石蜡油，炭黑为炭黑N330，白炭黑为沉淀法白炭黑，硅烷偶联剂为Si-69。

作为优选，所述氢氧化镁阻燃剂为经硅烷偶联剂表面包覆改性后的氢氧化镁阻燃剂，中位粒径d₅₀＝0.8～1.0μm，纳米填料是经特殊表面改性的片状硅酸盐补强填料，中位粒径d₅₀＝0.8～1.0μm。

作为优选，所述促进剂为四苄基秋兰姆化二硫、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、2-巯基苯并噻唑的混合物，所述四苄基秋兰姆化二硫、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、2-巯基苯并噻唑的重量比为3:2:1。

本发明还提供了一种利用上述任一优选技术方案所述无卤环保阻燃型橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：