CN118772545A - 一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料技术领域，公开了一种具体涉及一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法，通过制备具有特殊结构的协效型阻燃剂，与无机阻燃剂协同，可大幅提高三元乙丙橡胶复合材料的阻燃性能，而且通过控制硫化剂的种类和用量，解决了三元乙丙橡塑发泡硫化速度与发泡速度难以匹配的问题，并且制备出的复合材料发泡密度小，泡孔细腻。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
橡塑发泡产品因其具有细密、独立、闭合的泡孔能够有效的阻止热量的传播，从而具有较好的保温性能。目前市场上的橡塑保温材料根据橡胶种类的不同主要分为三类，丁腈橡塑发泡、三元乙丙橡塑发泡以及二烯烃类橡塑发泡。其中丁腈是最常见的也是应用最广泛的，但是丁腈橡塑发泡存在耐高温性能差，特别是抗老化性能差极大的限制了丁腈橡塑发泡的应用。
三元乙丙由于主链都是饱和键所以具有出色的耐候性，同时也能在150℃下长期使用，在很大程度上弥补了丁腈橡塑的缺陷。但是三元乙丙橡胶由于分子主链为饱和结构所以在制备发泡产品时硫化速度慢，经常出现硫化速度与发泡速度不匹配的问题，导致低密度小泡孔的三元乙丙橡塑很难制备。这也是导致三元乙丙橡塑保温产品在市场上较少的主要原因，另外三元乙丙自身阻燃性能差，制备高阻燃性能的三元乙丙橡塑发泡更是十分困难。
发明内容
为了解决背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，所述复合材料采用包括以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶50-80份、滑石粉40-60份、海绵粉50-70份、氯化石蜡油50-80份、偶氮二甲酰胺20-50份、协效型阻燃组分3-6份、氧化锌3-5份、氢氧化铝5-15份、碳酸钙8-20份、分散剂0.8-3份、聚乙二醇2-3份、炭黑10-15份、聚乙烯蜡10-30份、硫化促进剂PZ 1-2份、硫磺0.3-1份、促进剂DPTT 0.8-2份、硫化促进剂EZ 1-2份；
所述制备方法包括以下步骤：
第一步、将三元乙丙橡胶、滑石粉、海绵粉、氯化石蜡油、偶氮二甲酰胺、协效型阻燃组分、氧化锌、氢氧化铝、碳酸钙、分散剂、聚乙二醇、炭黑、聚乙烯蜡加入密炼机中，混炼至130-140℃，混合均匀后，转移至开料机上开炼压延成片，待胶料冷却后，停放36-48h，形成预处理料；
第二步、将硫化促进剂PZ、硫磺、促进剂DPTT、硫化促进剂EZ以二次开炼的方式添加至预处理料中，混合均匀后，冷却10-20min，加入至挤出机中挤出，控制机头温度为50-60℃，挤出后的胶料依次经过六段不同温度的烘道进行硫化发泡，烘道温度分别为135±2℃、143±2℃、158±2℃、170±2℃、185±2℃、193±2℃，出烘道后，经过风冷冷却后打包装袋，即可得到三元乙丙橡胶复合材料。
在上述技术方案中，PZ和EZ属于超快速促进剂，随着PZ和EZ用量的增加硫化速度明显增加，同时增加硫磺和DPTT的用量后硫化速度进一步加快，但是硫磺用量过大时会出反流现象，另外橡塑发泡泡孔壁会变厚，整体的密度和强度升高，因此本发明选择合适的促进剂种类和用量，可使制备的复合材料具有均匀泡孔。
作为本发明的进一步方案，所述协效型阻燃组分的制备方法包括以下步骤：
步骤A、将明胶加入至二甲基亚砜中，搅拌混合至形成均匀液料，然后在冰浴条件下，将3-叔丁基二甲硅氧基戊二酸酐加入液料中，加完后，移出冰浴，在室温条件下搅拌2-4h，出料，得到阻燃前体；
步骤B、将阻燃前体加入至甲苯中，搅拌混合均匀后，再加入羟基取代含磷阻燃剂和相转移催化剂，加完后，将温度逐渐升高至90-100℃，并不断搅拌3-6h，停止加热，降温出料，即可得到协效型阻燃组分。
作为本发明的进一步方案，步骤A中，所述明胶和3-叔丁基二甲硅氧基戊二酸酐的质量比为1:0.1-0.2。
作为本发明的进一步方案，步骤B中，所述羟基取代含磷阻燃剂为阻燃剂FRC-6或者季戊四醇磷酸酯。
作为本发明的进一步方案，步骤B中，所述相转移催化剂为三氟甲磺酸或者对甲苯磺酸。
在上述技术方案中，首先采用3-叔丁基二甲硅氧基戊二酸酐对明胶进行改性处理，制得含有羧基取代基的明胶衍生物，即阻燃前体，然后在相转移催化剂的作用下，使用羟基取代含磷阻燃剂与阻燃前体结构中的活性羧基取代基进行进一步的缩合，可制得结构中同时含有硅、氮、磷三元复合阻燃元素的协效型阻燃组分。
一种密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料，采用上述制备方法制得。
本发明的有益效果：
（1）由于三元乙丙橡胶由于主链为饱和烃结构，用硫磺难以硫化，使用硫磺硫化时必须选用支链含有较多不饱和键的乙丙橡胶，尽管如此用单独的硫磺去硫化三元乙丙橡胶其硫化速度还是很难匹配AC发泡剂的分解速度，因此，本发明采用的选用合适的促进剂种类和促进剂用量，解决了三元乙丙橡塑发泡硫化速度与发泡速度难以匹配的问题，并且制备出的复合材料发泡密度小，泡孔细腻。PZ的用量对与硫化速度的调控与泡孔结构的影响极为重要，PZ用量较低时硫化速度小于发泡速度，橡塑泡孔过大，甚至泡孔破裂，气体溢出导致发泡倍率不足，橡塑表面粗糙。但当PZ过量时，橡胶硫化过快会导致泡孔数量不足，而且橡塑变硬。
（2）本发明制备的协效型阻燃组分以明胶为成炭剂，以其结构中的氮元素作为气源，配合磷酸酯化合物提供的酸源，可自成三元一体膨胀协效阻燃剂，这种协效型阻燃剂具有强阻燃效果，能够在材料发生燃烧时迅速形成膨胀碳层，而其结构中的硅元素会形成高强度的硅氧化物，附着在碳层表面，阻止燃烧持续，配合无机阻燃剂氢氧化铝，可使材料的阻燃性能达到B1级，而且协效型阻燃剂的添加能够大大减少无机阻燃剂的添加量，避免无机阻燃剂添加量过大对材料强度产生负面影响的问题。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1-实施例4中复合材料的硫化特性图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
制备例1
协效型阻燃组分的制备：
步骤A、将1.5g明胶加入至二甲基亚砜中，搅拌混合至形成均匀液料，然后在冰浴条件下，将0.2g的3-叔丁基二甲硅氧基戊二酸酐加入液料中，加完后，移出冰浴，在室温条件下搅拌3h，出料，得到阻燃前体；
步骤B、将1.2g阻燃前体加入至甲苯中，搅拌混合均匀后，再加入0.3g季戊四醇磷酸酯和0.05g对甲苯磺酸，加完后，将温度逐渐升高至90-100℃，并不断搅拌3-6h，停止加热，降温出料，即可得到协效型阻燃组分。
实施例1
一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料，采用包括以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶50份、滑石粉40份、海绵粉50份、氯化石蜡油80份、偶氮二甲酰胺20份、协效型阻燃组分3份、氧化锌3份、氢氧化铝5份、碳酸钙8份、饱和脂肪酸酸锌盐类分散剂LP623A0.8份、聚乙二醇2份、炭黑10份、聚乙烯蜡10份、硫化促进剂PZ 1份、硫磺0.3份、促进剂DPTT0.8份、硫化促进剂EZ 1份；
所述复合材料的制备方法包括以下步骤：
第一步、将三元乙丙橡胶、滑石粉、海绵粉、氯化石蜡油、偶氮二甲酰胺、协效型阻燃组分、氧化锌、氢氧化铝、碳酸钙、饱和脂肪酸酸锌盐类分散剂LP623A、聚乙二醇、炭黑、聚乙烯蜡加入密炼机中，混炼至130℃，混合均匀后，转移至开料机上开炼压延成片，待胶料冷却后，停放48h，形成预处理料；
第二步、将硫化促进剂PZ、硫磺、促进剂DPTT、硫化促进剂EZ以二次开炼的方式添加至预处理料中，混合均匀后，冷却10min，加入至挤出机中挤出，控制机头温度为50℃，挤出后的胶料依次经过六段不同温度的烘道进行硫化发泡，烘道温度分别为135±2℃、143±2℃、158±2℃、170±2℃、185±2℃、193±2℃，出烘道后，经过风冷冷却后打包装袋，即可得到三元乙丙橡胶复合材料。
实施例2
一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料，采用包括以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶50份、滑石粉50份、海绵粉50份、氯化石蜡油68份、偶氮二甲酰胺35份、协效型阻燃组分5份、氧化锌3份、氢氧化铝8份、碳酸钙20份、饱和脂肪酸酸锌盐类分散剂LP623A分散剂0.8份、聚乙二醇2份、炭黑10份、聚乙烯蜡15份、硫化促进剂PZ 1份、硫磺1份、促进剂DPTT 0.8份、硫化促进剂EZ 1份；
所述复合材料的制备方法包括以下步骤：
第一步、将三元乙丙橡胶、滑石粉、海绵粉、氯化石蜡油、偶氮二甲酰胺、协效型阻燃组分、氧化锌、氢氧化铝、碳酸钙、饱和脂肪酸酸锌盐类分散剂LP623A、聚乙二醇、炭黑、聚乙烯蜡加入密炼机中，混炼至140℃，混合均匀后，转移至开料机上开炼压延成片，待胶料冷却后，停放48h，形成预处理料；
第二步、将硫化促进剂PZ、硫磺、促进剂DPTT、硫化促进剂EZ以二次开炼的方式添加至预处理料中，混合均匀后，冷却20min，加入至挤出机中挤出，控制机头温度为60℃，挤出后的胶料依次经过六段不同温度的烘道进行硫化发泡，烘道温度分别为135±2℃、143±2℃、158±2℃、170±2℃、185±2℃、193±2℃，出烘道后，经过风冷冷却后打包装袋，即可得到三元乙丙橡胶复合材料。
实施例3
一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料，采用包括以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶65份、滑石粉60份、海绵粉60份、氯化石蜡油68份、偶氮二甲酰胺40份、协效型阻燃组分5份、氧化锌5份、氢氧化铝10份、碳酸钙8份、饱和脂肪酸酸锌盐类分散剂LP623A1.5份、聚乙二醇3份、炭黑15份、聚乙烯蜡21份、硫化促进剂PZ 1.5份、硫磺0.8份、促进剂DPTT 1.5份、硫化促进剂EZ 2份；
所述复合材料的制备方法包括以下步骤：
第一步、将三元乙丙橡胶、滑石粉、海绵粉、氯化石蜡油、偶氮二甲酰胺、协效型阻燃组分、氧化锌、氢氧化铝、碳酸钙、饱和脂肪酸酸锌盐类分散剂LP623A、聚乙二醇、炭黑、聚乙烯蜡加入密炼机中，混炼至140℃，混合均匀后，转移至开料机上开炼压延成片，待胶料冷却后，停放48h，形成预处理料；
第二步、将硫化促进剂PZ、硫磺、促进剂DPTT、硫化促进剂EZ以二次开炼的方式添加至预处理料中，混合均匀后，冷却20min，加入至挤出机中挤出，控制机头温度为60℃，挤出后的胶料依次经过六段不同温度的烘道进行硫化发泡，烘道温度分别为135±2℃、143±2℃、158±2℃、170±2℃、185±2℃、193±2℃，出烘道后，经过风冷冷却后打包装袋，即可得到三元乙丙橡胶复合材料。
实施例4
一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料，采用包括以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶80份、滑石粉60份、海绵粉70份、氯化石蜡油50份、偶氮二甲酰胺50份、协效型阻燃组分6份、氧化锌5份、氢氧化铝15份、碳酸钙8份、分散剂3份、聚乙二醇3份、炭黑15份、聚乙烯蜡30份、硫化促进剂PZ 2份、硫磺1份、促进剂DPTT 2份、硫化促进剂EZ 2份；
所述复合材料的制备方法包括以下步骤：
第一步、将三元乙丙橡胶、滑石粉、海绵粉、氯化石蜡油、偶氮二甲酰胺、协效型阻燃组分、氧化锌、氢氧化铝、碳酸钙、饱和脂肪酸酸锌盐类分散剂LP623A、聚乙二醇、炭黑、聚乙烯蜡加入密炼机中，混炼至140℃，混合均匀后，转移至开料机上开炼压延成片，待胶料冷却后，停放48h，形成预处理料；
第二步、将硫化促进剂PZ、硫磺、促进剂DPTT、硫化促进剂EZ以二次开炼的方式添加至预处理料中，混合均匀后，冷却20min，加入至挤出机中挤出，控制机头温度为60℃，挤出后的胶料依次经过六段不同温度的烘道进行硫化发泡，烘道温度分别为135±2℃、143±2℃、158±2℃、170±2℃、185±2℃、193±2℃，出烘道后，经过风冷冷却后打包装袋，即可得到三元乙丙橡胶复合材料。
对比例1
一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料，与实施例2不同之处在于，去除协效型阻燃组分，其余均不变。
测试例
a、对实施例1-实施例4以及对比例1中的复合材料进行性能测试，结果见下表：
注：极限氧指数测试参考标准GB/T 2406.2-2009进行测试；门尼粘度测试采用转子门尼粘度计，测试条件为100℃、4min。
从测试结果可以看出，本发明实施例1-实施例5添加了协效阻燃组分制得的复合材料具有优异的阻燃性能，而且门尼粘度较高，有利于复合材料形成平整光滑的表面，而且具有细腻均匀的泡孔。
对比例1中去除协效阻燃组分后，极限氧指数出现大幅降低，这是由于无法利用协效阻燃组分形成膨胀碳层，难以阻止燃烧的持续进行。
b、根据标准GB/T 9869—1997，测试实施例1-实施例4复合材料的硫化特性，结果见图1。其中A1、A2、A3、A4分别表示实施例1-实施例4中复合材料的硫化曲线，B1、B2、B3、B4分别表示实施例1-实施例4中复合材料的发泡曲线。
从图1中可以分析得出，通过测试可以发现在170℃，4min的测试条件下，随着PZ和DPTT量的增加硫化速度明显提高，当PZ和DPTT量增加到2份时，橡塑的硫化曲线和发泡曲线基本匹配（图中曲线4），在此条件下我们能够得到泡孔细密均匀，密度较低，发泡倍率很高的三元乙丙橡塑发泡复合材料。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料采用包括以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶50-80份、滑石粉40-60份、海绵粉50-70份、氯化石蜡油50-80份、偶氮二甲酰胺20-50份、协效型阻燃组分3-6份、氧化锌3-5份、氢氧化铝5-15份、碳酸钙8-20份、分散剂0.8-3份、聚乙二醇2-3份、炭黑10-15份、聚乙烯蜡10-30份、硫化促进剂PZ 1-2份、硫磺0.3-1份、促进剂DPTT 0.8-2份、硫化促进剂EZ 1-2份；
所述制备方法包括以下步骤：
第一步、将三元乙丙橡胶、滑石粉、海绵粉、氯化石蜡油、偶氮二甲酰胺、协效型阻燃组分、氧化锌、氢氧化铝、碳酸钙、分散剂、聚乙二醇、炭黑、聚乙烯蜡加入密炼机中，混炼至130-140℃，混合均匀后，转移至开料机上开炼压延成片，待胶料冷却后，停放36-48h，形成预处理料；
第二步、将硫化促进剂PZ、硫磺、促进剂DPTT、硫化促进剂EZ以二次开炼的方式添加至预处理料中，混合均匀后，冷却10-20min，加入至挤出机中挤出，控制机头温度为50-60℃，挤出后的胶料依次经过六段不同温度的烘道进行硫化发泡，烘道温度分别为135±2℃、143±2℃、158±2℃、170±2℃、185±2℃、193±2℃，出烘道后，经过风冷冷却后打包装袋，即可得到三元乙丙橡胶复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述协效型阻燃组分的制备方法包括以下步骤：
步骤A、将明胶加入至二甲基亚砜中，搅拌混合至形成均匀液料，然后在冰浴条件下，将3-叔丁基二甲硅氧基戊二酸酐加入液料中，加完后，移出冰浴，在室温条件下搅拌2-4h，出料，得到阻燃前体；
步骤B、将阻燃前体加入至甲苯中，搅拌混合均匀后，再加入羟基取代含磷阻燃剂和相转移催化剂，加完后，将温度逐渐升高至90-100℃，并不断搅拌3-6h，停止加热，降温出料，即可得到协效型阻燃组分。
3.根据权利要求2所述的一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述明胶和3-叔丁基二甲硅氧基戊二酸酐的质量比为1:0.1-0.2。
4.根据权利要求2所述的一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述羟基取代含磷阻燃剂为阻燃剂FRC-6或者季戊四醇磷酸酯。
5.根据权利要求2所述的一种低密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述相转移催化剂为三氟甲磺酸或者对甲苯磺酸。
6.一种密度高阻燃三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，采用如权利要求1所述的制备方法制得。
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| JP2002128932A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-09 | Nitto Denko Corp | ゴム系難燃発泡体 |
| CN111320821A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-23 | 江阴海达橡塑股份有限公司 | 一种低密度三元乙丙橡胶挤出海绵材料及其制备方法 |
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