CN106243523A - 一种无卤素阻燃橡胶胶管的配方及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无卤素阻燃橡胶胶管的配方及制备方法，该胶管主要是由如下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶30～100份、氧化锌3～8份、硬脂酸0.5～2份、化学防老剂1～5份、补强剂30～90份、增塑剂5～45份、硫化剂1～10份和阻燃剂10～90份。按上述配方将原料称量好待用，采用密炼机分两段混炼。以解决传统的卤系阻燃剂因其燃烧时产生的有毒卤化气体及烟雾会对人体造成二次伤害，而现有的无卤阻燃剂均不适用于阻燃橡胶胶管制备的问题。本发明属于防火胶管制备领域。

Description

一种无卤素阻燃橡胶胶管的配方及制备方法

技术领域

本发明涉及一种防火胶管的配方及制备方法，属于防火胶管制备领域。

背景技术

阻燃剂是以提高材料抗燃性，即阻止材料被燃烧和抑制火焰传播的助剂。由于橡胶材料大多数为高分子材料，为了便于生产，在制作配方时都需要放入大量的易燃的油品，以便降低橡胶硬度，这样一来橡胶就成为易燃的物品。随着工业发展，橡胶阻燃的要求随之提高，并且更加注重环保与生态安全，目前市场上阻燃剂品种繁多，按阻燃元素可分为卤素、磷素、氯素、硅系、锑系、硼系、钼系，传统的卤系阻燃剂因其燃烧时产生的有毒卤化气体及烟雾会对人体造成二次伤害，尤其是产生的二噁英，有致癌作用。无卤阻燃剂中，氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵是一重要的阻燃剂，在橡胶中应用广泛，但由于聚磷酸铵自身化学结构，其吸湿性强，在橡胶硫化过程中，会使橡胶发泡，有气孔，同时还会影响橡胶硫化，降低橡胶的机械强度。氢氧化铝、氢氧化镁添加到橡胶中去，受热会分解释放水，带走大量热气，从而降低着火点起到阻燃效果。一般情况，需要200至300份，即使这样还较难达到UL94-V0级别。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种无卤素阻燃橡胶胶管的配方及制备方法，以解决传统的卤系阻燃剂因其燃烧时产生的有毒卤化气体及烟雾会对人体造成二次伤害，而现有的无卤阻燃剂均不适用于阻燃橡胶胶管制备的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其主要是由如下重量份的原料组成：

三元乙丙橡胶30～100份、氧化锌3～8份、硬脂酸0.5～2份、化学防老剂1～5份、补强剂30～90份、增塑剂5～45份、硫化剂1～10份和阻燃剂10～90份。

最佳地，前述无卤素阻燃橡胶胶管配方由如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶100份、氧化锌5份、硬脂酸1份、化学防老剂2份、补强剂50份、增塑剂20份、硫化剂6份，阻燃剂50份。

前述无卤素阻燃橡胶胶管配方中用到的氧化锌为纳米氧化锌，粒径较普通间接法氧化锌更小，活性更强，在橡胶中分散更均匀，物理性能更好；

前述无卤素阻燃橡胶胶管配方中用到的化学防老剂为喹啉类防老剂，喹啉类耐热氧效果较好，对硫化速度和物理性能影响较小，优选2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体；

前述无卤素阻燃橡胶胶管配方中用到的补强剂为N550炭黑，增加橡胶的硬度和物理性能。增塑剂选用石蜡油，和三元乙丙橡胶相容性好，改善工艺条件并调整硬度；

前述无卤素阻燃橡胶胶管配方中硫化剂选用硫磺，N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺，2-巯醇基苯并噻唑，二正丁基二硫代氨基甲酸锌，二硫化四甲基秋兰姆，由于硫化促进剂在三元乙丙橡胶中的溶解度低，借鉴多种少量原则；次磺酰胺类促进剂为后效性促进剂，较少地避免了胶料在硫化的过程的硫化返原现象，并且提升硫化速度，保证了硫化过程的效率和质量；

前述无卤素阻燃橡胶胶管配方中阻燃剂由红磷、三氧化二磷、氧化钼、氧化化二锑、聚磷酸铵、纳米碳酸钙、碳酸钙晶须、乙烯基三乙氧基硅烷、聚乙烯蜡复配组成。磷系复合体系阻燃性强，无卤素并环保，烟、磷气体释放量更低、在橡胶材料中添加量少，保证了较高的含胶率，对橡胶的物理性能影响较小。

上述无卤素阻燃橡胶胶管的制备方法如下：

按上述配方将原料称量好待用，采用密炼机混炼，混炼分两段：

①生胶、氧化锌、硬脂酸、化学防老剂一次性投入密炼室中，在密炼机中塑炼50—60秒；

②生胶塑炼完成后，将补强剂、阻燃剂投入密炼室中，而后，使胶料在密炼机中混炼；

③胶料在密炼室混炼温度达到88-92℃时，将增塑剂加入密炼室中；

④继续混炼至140℃排胶，下片冷却至室温；

⑤将冷却至室温的胶片投入密炼机中，当胶料温度升至93℃时，将硫化剂加入密炼室中，压栓30秒，提上顶栓中位提起防尘罩，清扫堆积在上顶栓上的硫化剂，清扫完成后，使胶料继续混炼，当密炼室内的胶料温度达到100℃时，按转子停止开关，提起上顶栓和防尘罩，按倾斜开关让密炼室翻转到位后，按密炼机转子运转开关，将胶料排到胶车中；

⑥将胶料放至开炼机上，压片，冷却，装至储存器具中。

本发明与现有技术相比，主要优点是通过多种无卤素阻燃剂的复配，克服传统阻燃橡胶，含卤素，阻燃剂添加量大，低效的缺点。通过该配方及方法制备的高效无卤素阻燃橡胶胶管能满足120℃的工作温度要求，短期150℃亦可满足，阻燃效果能够达到GB/T10707-2008中垂直燃烧法的FV-0等级，同时橡胶的硬度、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度、耐热老化、耐臭氧老化、耐低温均符合各个主机厂的通用要求。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将通过实验例和实施例对本发明作进一步地详细描述，

实验例：

原料见下表：按如下实施例配比进行组方和制取橡胶胶管，并按下表所述条件测试其制得橡胶胶管的性能(单位：千克)

由上表可以看到，试样四配方性能满足标准要求并且阻燃等级达到FV-0级，并且综合性能成本水平最佳。

试样的制备方法如下(各试样除原料配比不同外，其他制备条件均相同)：

按上表配方将原料称量好待用，采用密炼机混炼，混炼分两段：

①生胶、氧化锌、硬脂酸、化学防老剂一次性投入密炼室中，在密炼机中塑炼50—60秒；

②生胶塑炼完成后，将补强剂、阻燃剂投入密炼室中，而后，使胶料在密炼机中混炼；

③胶料在密炼室混炼温度达到88-92℃时，将增塑剂加入密炼室中；

④继续混炼至140℃排胶，下片冷却至室温；

⑤将冷却至室温的胶片投入密炼机中，当胶料温度升至93℃时，将硫化剂加入密炼室中，压栓30秒，提上顶栓中位提起防尘罩，清扫堆积在上顶栓上的硫化剂，清扫完成后，使胶料继续混炼，当密炼室内的胶料温度达到100℃时，按转子停止开关，提起上顶栓和防尘罩，按倾斜开关让密炼室翻转到位后，按密炼机转子运转开关，将胶料排到胶车中；

⑥将胶料放至开炼机上，压片，冷却，装至储存器具中。

实施例1：

本实施例提供一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其主要是由如下重量份的原料组成：

三元乙丙橡胶100份、纳米氧化锌5份、硬脂酸1份、化学防老剂2份、补强剂50份、增塑剂20份、硫化剂6份和阻燃剂50份。

其中，化学防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体，补强剂为N550炭黑，增塑剂为石蜡油，硫化剂为硫磺，N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺，2-巯醇基苯并噻唑，二正丁基二硫代氨基甲酸锌和二硫化四甲基秋兰姆，阻燃剂由红磷、三氧化二磷、氧化钼、氧化化二锑、聚磷酸铵、纳米碳酸钙、碳酸钙晶须、乙烯基三乙氧基硅烷、聚乙烯蜡复配组成。

实施例2：

本实施例提供一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其主要是由如下重量份的原料组成：

三元乙丙橡胶50份、纳米氧化锌4份、硬脂酸1.5份、化学防老剂3份、补强剂50份、增塑剂30份、硫化剂8份和阻燃剂30份。

其中，化学防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体，补强剂为N550炭黑，增塑剂为石蜡油，硫化剂为硫磺，N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺，2-巯醇基苯并噻唑，二正丁基二硫代氨基甲酸锌和二硫化四甲基秋兰姆，阻燃剂由红磷、三氧化二磷、氧化钼、氧化化二锑、聚磷酸铵、纳米碳酸钙、碳酸钙晶须、乙烯基三乙氧基硅烷、聚乙烯蜡复配组成。

Claims (8)

1.一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其特征在于，其主要是由如下重量份的原料组成：

三元乙丙橡胶30～100份、氧化锌3～8份、硬脂酸0.5～2份、化学防老剂1～5份、补强剂30～90份、增塑剂5～45份、硫化剂1～10份和阻燃剂10～90份。

2.根据权利要求1所述一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其特征在于：其主要是由如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶100份、氧化锌5份、硬脂酸1份、化学防老剂2份、补强剂50份、增塑剂20份、硫化剂6份和阻燃剂50份。

3.根据权利要求1所述一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其特征在于：所述氧化锌为纳米氧化锌。

4.根据权利要求1所述一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其特征在于：所述化学防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。

5.根据权利要求1所述一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其特征在于：补强剂为N550炭黑，增塑剂为石蜡油。

6.根据权利要求1所述一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其特征在于：硫化剂为硫磺，N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺，2-巯醇基苯并噻唑，二正丁基二硫代氨基甲酸锌，二硫化四甲基秋兰姆。

7.根据权利要求1所述一种无卤素阻燃橡胶胶管配方，其特征在于：阻燃剂由红磷、三氧化二磷、氧化钼、氧化化二锑、聚磷酸铵、纳米碳酸钙、碳酸钙晶须、乙烯基三乙氧基硅烷、聚乙烯蜡复配组成。

8.利用权利要求1-7中任一权利要求所述配方进行橡胶胶管制备的方法，其特征在于，具体方法如下：

按配方将原料称量好待用，采用密炼机混炼，混炼分两段：

①生胶、氧化锌、硬脂酸、化学防老剂一次性投入密炼室中，在密炼机中塑炼50—60秒；

②生胶塑炼完成后，将补强剂、阻燃剂投入密炼室中，而后，使胶料在密炼机中混炼；

③胶料在密炼室混炼温度达到88-92℃时，将增塑剂加入密炼室中；

④继续混炼至140℃排胶，下片冷却至室温；

⑤将冷却至室温的胶片投入密炼机中，当胶料温度升至93℃时，将硫化剂加入密炼室中，压栓30秒，提上顶栓中位提起防尘罩，清扫堆积在上顶栓上的硫化剂，清扫完成后，使胶料继续混炼，当密炼室内的胶料温度达到100℃时，按转子停止开关，提起上顶栓和防尘罩，按倾斜开关让密炼室翻转到位后，按密炼机转子运转开关，将胶料排到胶车中；

⑥将胶料放至开炼机上，压片，冷却，装至储存器具中。