本發(fā)明涉及保溫材料，尤其涉及一種機(jī)車用低煙高阻燃橡塑保溫材料及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、隨著機(jī)車行業(yè)的快速發(fā)展，保溫材料受到了越來越多的關(guān)注，傳統(tǒng)泡沫型保溫材料不耐水、易受潮，而且易燃燒，而聚合物發(fā)泡型保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫效果好，易于施工，逐漸占據(jù)大量市場，目前，聚合物發(fā)泡材料主要有聚氨酯、酚醛樹脂和脲醛樹脂發(fā)泡保溫材料，但是這些聚合物發(fā)泡材料在實(shí)際應(yīng)用中往往會產(chǎn)生環(huán)境危害或者釋放有害氣體，不利于長期使用，而橡塑保溫材料作為彈性閉孔發(fā)泡材料，不僅導(dǎo)熱系數(shù)低，還能夠防潮阻濕、減振降噪，同時具有較長的使用壽命和環(huán)保等特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的普通保溫橡塑材料的阻燃性、氣味和煙密度使之無法滿足機(jī)車應(yīng)用，為此，專利技術(shù)文獻(xiàn)cn104927216b公開了一種橡塑共混高阻燃絕熱保溫材料，該發(fā)明通過將阻燃性能良好的聚氯乙烯和橡膠型氯化聚乙烯共混之后再加入阻燃劑制備得到橡塑共混高阻燃絕熱保溫材料，盡管該方法制備得到的保溫材料具有一定的阻燃性能，但是在軌道機(jī)車應(yīng)用中對防火性能的要求較高，該方法制備得到的保溫材料的阻燃性能還是無法滿足應(yīng)用需求。

2、為此，專利技術(shù)文獻(xiàn)cn116790053b公開了一種高阻燃橡塑保溫材料及其制備方法，該發(fā)明通過在橡塑保溫材料基體中接枝氮-磷阻燃劑，將得到的改性聚氯乙烯與具有以金屬復(fù)合材料為殼、納米粘土為核的核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合功能填充劑進(jìn)行共混，得到高阻燃橡塑保溫材料，盡管該方法制備得到的橡塑保溫材料具有較高的阻燃性，但是由于軌道機(jī)車在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的熱量，且材料在受熱燃燒時會產(chǎn)生大量有毒有害煙霧，因此該方法提供的橡塑保溫材料仍難以滿足應(yīng)用需求。

3、因此，根據(jù)上述中的相關(guān)技術(shù)，亟需研發(fā)一種機(jī)車用低煙高阻燃橡塑保溫材料及其制備工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種機(jī)車用低煙高阻燃橡塑保溫材料及其制備工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中橡塑保溫材料的阻燃性較差的問題。

2、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種機(jī)車用低煙高阻燃橡塑保溫材料及其制備工藝。

3、一種機(jī)車用低煙高阻燃橡塑保溫材料，包括以下質(zhì)量份原料：橡膠基料50-70份、阻燃劑20-24份、發(fā)泡劑0.5-1.2份、促進(jìn)劑2.2-3.6份、復(fù)合消煙劑32-44份、防老劑0.5-1份、增塑劑2-5份；

4、所述橡膠基料為丁腈橡膠、順丁橡膠和聚氯乙烯以質(zhì)量比20-25:5-10：25-35混合得到；

5、所述阻燃劑為環(huán)氧脂肪酸甲酯接枝的中鏈氯化石蠟；

6、所述復(fù)合消煙劑為鎂摻雜介孔二氧化硅、氫氧化鋁和聚環(huán)氧丙醇接枝的納米二氧化硅以質(zhì)量比為15-20：12-16:5-8混合得到。

7、優(yōu)選的，所述環(huán)氧脂肪酸甲酯接枝的中鏈氯化石蠟的制備方法如下：

8、步驟a1.將丙酮和中鏈氯化石蠟混合均勻，加入硫代水楊酸和碳酸鉀，于氮?dú)鈿夥铡?5-50℃下反應(yīng)10-12h，待反應(yīng)結(jié)束后，用乙醇進(jìn)行萃取，90-100℃真空干燥100-120min，得到混合液體產(chǎn)物a；

9、步驟a2.將混合液體產(chǎn)物a、氯仿、環(huán)氧脂肪酸甲酯、n，n-二甲基甲酰胺混合均勻，于55-60℃下反應(yīng)3.5-4h，反應(yīng)結(jié)束后，用乙醇萃取，90-100℃下真空干燥100-120min，得到環(huán)氧脂肪酸甲酯接枝的中鏈氯化石蠟。

10、優(yōu)選的，步驟a1中所述丙酮、中鏈氯化石蠟、硫代水楊酸和碳酸鉀的質(zhì)量比為480-500:45-50:35-40:40-44。

11、優(yōu)選的，步驟a2中所述混合液體產(chǎn)物a、氯仿、環(huán)氧脂肪酸甲酯、n，n-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為38-42:480-520:38-42:0.0008-0.0012。

12、優(yōu)選的，所述鎂摻雜介孔二氧化硅的制備方法如下：

13、步驟b1.將十六烷基三甲基氯化銨、三乙醇胺與超純水混合，置于錐形瓶中，室溫?cái)嚢?h，得到混合液a，將混合液a置于75-85℃下攪拌逐滴加入硅酸四乙酯，反應(yīng)30min后，加入氯化鎂溶液，繼續(xù)攪拌1h，得到混合液b；

14、步驟b2.反應(yīng)結(jié)束后，將混合液b冷卻至室溫，用乙醇洗滌離心3-5次，將所得產(chǎn)物重懸于氯化鈉-甲醇溶液中室溫?cái)嚢?h，離心后再次重懸于氯化鈉-甲醇溶液中室溫?cái)嚢?h，再用超純水重懸，轉(zhuǎn)移至樣品瓶中并定量，得到鎂摻雜介孔二氧化硅。

15、優(yōu)選的，所述十六烷基三甲基氯化銨、三乙醇胺、硅酸四乙酯和氯化鎂溶液的用量比為7-8g:1-1.4g：1-1.5ml:1-1.5ml，所述氯化鎂溶液的濃度為480-500mg/ml。

16、優(yōu)選的，所述聚環(huán)氧丙醇接枝的納米二氧化硅的制備方法如下：

17、步驟c1.將無水乙醇、蒸餾水、氨水混合，于室溫下以500r/min的攪拌速度攪拌，再加入正硅酸四乙酯和第二份無水乙醇，繼續(xù)攪拌2.5-3h，高速離心去除多余溶劑，用蒸餾水洗滌3-5次，再經(jīng)真空干燥得到納米二氧化硅；

18、步驟c2.氮?dú)鈿夥障?，將納米二氧化硅分散于甲醇鈉溶液中，超聲震蕩8-12min，繼續(xù)反應(yīng)50-60min，停止反應(yīng)用20ml無水甲醇洗滌兩次，再經(jīng)干燥和研磨得到預(yù)處理納米二氧化硅；

19、步驟c3.將預(yù)處理納米二氧化硅和環(huán)氧丙醇混合均勻，控制攪拌速度為400r/min，溫度為100-110℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)40-45min后離心分離，并用30ml乙醇和水的混合溶液洗滌3-5次，經(jīng)干燥得到聚環(huán)氧丙醇接枝的納米二氧化硅。

20、優(yōu)選的，步驟c1中所述無水乙醇、蒸餾水、氨水、正硅酸四乙酯和第二份無水乙醇的用量比為800-900ml：70-72g：24-27g：122-126g：90-100ml；

21、步驟c2中所述納米二氧化硅和甲醇鈉溶液的用量比為5-5.2g：90-100ml，所述甲醇鈉溶液的濃度為0.3-0.4mol/l；

22、步驟c3中所述預(yù)處理納米二氧化硅和環(huán)氧丙醇的質(zhì)量比為4.6-5.2:10-12，所述乙醇和水的混合溶液為乙醇和水以體積比1:1混合得到。

23、優(yōu)選的，所述防老劑為2-硫醇基苯并噻唑；所述增塑劑為聚乙二醇；所述發(fā)泡劑為二亞硝基五亞甲基四胺；所述促進(jìn)劑為二丁基二硫代氨基甲酸鋅、二乙二硫代氨基甲酸鋅和六硫化五亞甲基秋蘭姆以質(zhì)量比為1-1.5：0.8-1.5：0.4-0.6混合得到。

24、一種機(jī)車用低煙高阻燃橡塑保溫材料的制備工藝，包括以下步驟：

25、步驟s1.將橡膠基料加入到密煉室中密煉1-3min，再加入總量70%-75%的阻燃劑、復(fù)合消煙劑、防老劑和增塑劑，煉膠12-15min，密煉至150-156℃，再加入余量的阻燃劑和發(fā)泡劑，密煉2-4min，排出膠料，得到膠料a；

26、步驟s2.將膠料a倒入開煉機(jī)后翻膠3-5min切片，將切得的膠片投入開煉機(jī)，加入促進(jìn)劑，攪拌均勻后投入到自動翻料擎，翻料5-7min開始下料，膠條不切斷直至料下完，得膠條c；

27、步驟s3.采用單螺桿擠出機(jī)，依次分別調(diào)整擠出機(jī)上的溫度為：機(jī)頭段30℃-35℃、擠出段30℃-35℃、塑化段30℃-35℃、螺桿段25℃-30℃，啟動擠出機(jī)，調(diào)整轉(zhuǎn)速25-35r/min，將膠條c放入擠出機(jī)喂料口，得成型料d；

28、步驟s4.將成型料d送入有六節(jié)烘道的烘箱，各節(jié)烘道溫度為：一節(jié)120-125℃，二節(jié)125-135℃，三節(jié)135-145℃，四節(jié)145-155℃，五節(jié)155-165℃，六節(jié)165-175℃，得橡塑板，冷卻5-10min后經(jīng)傳送帶至切臺，按尺寸要求進(jìn)行剪切，包裝，得到機(jī)車用低煙高阻燃橡塑保溫材料。

29、本發(fā)明的有益效果：

30、本發(fā)明提供的機(jī)車用低煙高阻燃橡塑保溫材料中阻燃劑和復(fù)合消煙劑復(fù)配增效，可以顯著提高材料的阻燃性能，降低材料在燃燒時的煙霧濃度，使得材料遇火不熔化、離開火源后能迅速自動熄滅，同時復(fù)配使用發(fā)泡劑、促進(jìn)劑、防老劑和增塑劑，可以進(jìn)一步增強(qiáng)材料穩(wěn)定性、彈性和力學(xué)性能，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有廣泛的應(yīng)用前景。

31、本發(fā)明以環(huán)氧脂肪酸甲酯接枝的中鏈氯化石蠟作為阻燃劑加入到材料中，可以有效避免傳統(tǒng)阻燃劑在橡膠體系中由于與橡膠基體之間相容性較差而存在的團(tuán)聚的問題，使得阻燃劑可以均勻分布于體系中，從而最大程度發(fā)揮阻燃作用。

32、本發(fā)明以鎂摻雜介孔二氧化硅、氫氧化鋁和聚環(huán)氧丙醇接枝的納米二氧化硅混合作為復(fù)合消煙劑，通過鎂摻雜介孔二氧化硅、氫氧化鋁和聚環(huán)氧丙醇接枝的納米二氧化硅可以協(xié)同增效，提升材料力學(xué)性能和穩(wěn)定性能的同時還可以有效阻燃、抑煙和保溫。