一種環(huán)保的低煙阻燃橡膠組合物，制備方法及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種橡膠組合物，特別涉及具有耐低溫、耐油、環(huán)保和低煙阻燃要求的 環(huán)保的低煙阻燃橡膠組合物，制備方法及其用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 氯丁橡膠具有較佳的耐油性、耐候性、耐臭氧性能和很好的阻燃防火性能，在汽車 膠管和膠板等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是氯丁橡膠在燃燒時(shí)會(huì)釋放出大量煙霧和有毒有害 的腐蝕性氣體，在火災(zāi)中妨礙人們的安全撤離和滅火工作，使生命財(cái)產(chǎn)遭受到嚴(yán)重?fù)p失。為 了降低火災(zāi)的發(fā)生率以及發(fā)生火災(zāi)時(shí)的死亡率，低煙、阻燃、耐候和環(huán)保成為了膠管和膠板 行業(yè)的發(fā)展方向。目前對(duì)于氯丁膠進(jìn)行低煙阻燃的研究不是很充分，已有專利《一種低煙阻 燃橡膠電纜料及其制備方法》采用了天然橡膠、氯丁橡膠和丁腈橡膠并用的方式，降低氯丁 橡膠的用量，并同時(shí)大量填充無機(jī)阻燃劑來降低煙密度，該方法存在以下弊端：第一，三種 極性不同的橡膠進(jìn)行并用，加工工藝不好，橡膠混合不夠均勻，影響產(chǎn)品的最終性能；第二， 大量填充無機(jī)填料，由于橡膠與填料之間的相容性不好，會(huì)導(dǎo)致混煉膠的性能下降；第三， 使用的促進(jìn)劑TMTD在硫化過程中會(huì)產(chǎn)生亞硝胺，對(duì)人的身體傷害較大。本發(fā)明中選用了門 尼粘度較大、結(jié)晶度低的非硫調(diào)型氯丁橡膠，這樣可以大量的填充而不會(huì)明顯影響混煉膠 的性能，同時(shí)又會(huì)保證很好的低溫性能；選用了成炭劑、抑煙劑和鉬系阻燃抑煙劑與無機(jī)阻 燃劑并用的方式，減少無機(jī)填料的用量，從而保持好的混煉膠的力學(xué)性能；選用了環(huán)保酯類 增塑劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DBP，既環(huán)保又能改善氯丁橡膠的低溫性能；使用環(huán)保促進(jìn)劑MTT(3-甲 基-2-噻唑硫酮）和RhenogranBCA-80代替?zhèn)鹘y(tǒng)的NA-22 ;選用了微晶蠟和防老劑并用的 方式，提高了氯丁膠的耐候老化、耐臭氧和耐紫外老化等性能；所以該發(fā)明是綜合了環(huán)保、 低溫和耐候性能的低煙阻燃氯丁膠組合物，該橡膠組合物可以應(yīng)用于多種膠管和膠板產(chǎn)品 領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)氯丁橡膠產(chǎn)品在燃燒過程中會(huì)釋放出大量煙霧和有毒有害的腐蝕性 氣體這一缺點(diǎn)，以及現(xiàn)有的氯丁橡膠配方不環(huán)保，低溫性能差等問題，提出一種環(huán)保的低煙 阻燃橡膠組合物，制備方法及其用途。
[0004] 本發(fā)明涉及環(huán)保的低煙阻燃的氯丁橡膠組合物，其組份和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
[0005] 氯丁橡膠：100份
[0006] 炭黑：5~10份
[0007] 白炭黑：30~60份
[0008] 無機(jī)阻燃劑：50~110份
[0009] 成炭劑XC-l〇3B:5 ~2〇 份
[0010] 阻燃劑CharmaxAREXP-17 :0 ~20 份
[0011] 抑煙劑CharmaxLS-ZHS:0 ~5 份
[0012] 抑煙劑CharmaxLS-AOM:0 ~20 份
[0013] 微晶蠟：1~3份
[0014] 防老劑4010NA:1~3份
[0015] 防老劑RD:1~3份
[0016] 硬脂酸：1份
[0017] 增塑劑：10~40份
[0018] 偶聯(lián)劑Si69:l~3份
[0019] 氧化鎂：4份
[0020] 氧化鋅：5份
[0021] 促進(jìn)劑MTT(3-甲基-2-噻唑硫酮）：3~6份
[0022] RhenogranBCA-80 :0· 5 ~1. 5 份
[0023] 硫化劑S-80 :0· 3 ~0· 6 份。
[0024] 其中，所述的XC-103B是一種成炭劑；CharmaxAREXP-17是一種鉬系復(fù)合的環(huán)保 阻燃劑；抑煙劑CharmaxLS-ZHS是一種錫類阻燃抑煙劑；抑煙劑CharmaxLS-A0M是八鉬酸 銨，上述原材料均來源于廣州埃登達(dá)化工有限公司。所述的促進(jìn)劑MTT是3-甲基-2-噻唑 硫酮，在氯丁橡膠配方中，用來替代傳統(tǒng)促進(jìn)劑NA-22,是環(huán)保型的；RhenogranBCA-80與 MTT并用，可以快速硫化氯丁橡膠；該兩種促進(jìn)劑原材料均來源于萊茵化學(xué)青島有限公司。
[0025] 所述的氯化橡膠為高門尼粘度、低結(jié)晶型，非硫調(diào)型的。優(yōu)選的是，所述的增塑劑 是增塑劑D0S、增塑劑BXA-N(磐石化學(xué)有限公司）、增塑劑BXA-R(磐石化學(xué)有限公司）、增 塑劑TP-95、增塑劑TP-759、增塑劑TP-90B中的一種或任意幾種的混合物。
[0026] 優(yōu)選的是，所述的無機(jī)阻燃劑是氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、氫氧化鎂、改性氫氧化 鎂中的一種或任意幾種的混合物。
[0027] -種本發(fā)明橡膠組合物的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0028] 按照重量份數(shù)將氯丁橡膠、防老劑RD、防老劑4010NA、微晶蠟、硬脂酸加入密煉機(jī) 進(jìn)行捏煉1~2分鐘后，加入炭黑、白炭黑、無機(jī)阻燃劑、成炭劑、抑煙劑和硅烷偶聯(lián)劑Si69， 再捏煉2~3分鐘后，然后加入增塑劑，當(dāng)溫度增加到85~95°C時(shí)加入硫化劑，繼續(xù)捏煉 1~2分鐘后，當(dāng)溫度達(dá)到110~120°C時(shí)排膠，在開煉機(jī)上薄通3次，然后打6個(gè)三角包、6 個(gè)卷，過隔離劑冷卻干燥后得到混煉膠，放置過夜后即可使用。
[0029] 本發(fā)明的有益效果是：
[0030] 本發(fā)明所得到的環(huán)保型的低煙阻燃氯丁橡膠組合物具有較佳的物理機(jī)械性能，硬 度：65~75，拉伸強(qiáng)度 ：8~1410^，斷裂伸長(zhǎng)率：270~480%;低溫脆性溫度：-36~-46°(： ; 煙密度150~210,使用該橡膠組合物可以生產(chǎn)具有低煙阻燃和環(huán)保要求的膠管和橡膠板。
【具體實(shí)施方式】
[0031] -種耐低溫的環(huán)保型的低煙阻燃橡膠組合物，其組份和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
[0032] 氯丁橡膠：100份；
[0033] 炭黑：5~10份；
[0034] 白炭黑：30~60份；
[0035] 無機(jī)阻燃劑：50~110份；
[0036] 成炭劑XC-103B:5 ~20 份；
[0037] 阻燃劑CharmaxAREXP-17 :0 ~20 份；
[0038] 抑煙劑CharmaxLS-ZHS:0 ~5 份；
[0039] 抑煙劑CharmaxLS-A0M:0 ~20 份；
[0040] 微晶蠟：1~3份；
[0041] 防老劑 4010NA: 1 ~3 份；
[0042] 防老劑RD:1~3份；
[0043] 硬脂酸：1份；
[0044] 增塑劑：10~40份；
[0045] 偶聯(lián)劑Si69 :1~3份；
[0046] 氧化鎂：4份；
[0047] 氧化鋅：5份；
[0048] 促進(jìn)劑MTT:3~6份；
[0049] RhenogranBCA-80 :0· 5 ~1. 5 份；
[0050] 硫化劑S-80 :0· 3 ~0· 6 份。
[0051] 所述的氯丁橡膠是非硫調(diào)型的高門尼或者低結(jié)晶的牌號(hào)。
[0052] 所述的炭黑是炭黑N550。
[0053] 所述促進(jìn)劑MTT是3-甲基-2-噻唑硫酮。
[0054] 所述的增塑劑是增塑劑DOS、增塑劑BXA-N、增塑劑BXA-R、增塑劑TP-95、增塑劑 TP-759、增塑劑TP-90B中的一種或任意幾種的混合物。
[0055] 所述的無機(jī)阻燃劑是氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、氫氧化鎂、改性氫氧化鎂中的一種 或任意幾種的混合物。
[0056] 所述的阻燃劑CharmaxAREXP-17是一種鉬系復(fù)合的環(huán)保阻燃劑；抑煙劑Charmax LS-ZHS是一種錫類阻燃抑煙劑；抑煙劑CharmaxLS-A0M是八鉬酸銨。
[0057] -種耐低溫的環(huán)保型的低煙阻燃橡膠組合物的生產(chǎn)方法，其特征是包括以下步 驟：
[0058] 按照重量份數(shù)將氯丁橡膠、防老劑RD、防老劑4010NA、微晶蠟、硬脂酸加入密煉機(jī) 進(jìn)行捏煉1~2分鐘后，加入炭黑、白炭黑、無機(jī)阻燃劑、成炭劑、抑煙劑和硅烷偶聯(lián)劑Si69， 再捏煉2~3分鐘后，然后加入增塑劑，當(dāng)溫度增加到85~95°C時(shí)加入硫化劑，繼續(xù)捏煉 1~2分鐘后，當(dāng)溫度達(dá)到110~120°C時(shí)排膠，在開煉機(jī)上薄通3次，然后打6個(gè)三角包、6 個(gè)卷，過隔離劑冷卻干燥后得到混煉膠，放置過夜后即可使用。
[0059] -種耐低溫的環(huán)保型的低煙阻燃橡膠組合物的用途，包括以下種類：動(dòng)力轉(zhuǎn)向管 的外層膠、液壓膠管的外層膠、具有防火要求的純膠管或外層膠或具有耐油和防火要求的 月父板等。
[0060] 所述橡膠組合物的膠管的硫化方式為水蒸汽包布硫化、包塑（TPX)硫化或者裸硫 化，硫化溫度：150~170°C，硫化時(shí)間：20~60分鐘；膠板的硫化方式為平板硫化，硫化溫 度：150~170°C，硫化時(shí)間：20~60分鐘，硫化壓力為12~15MPa。
[0061] 具體實(shí)施例1 :
[0062] 氯丁橡膠DCR-30 :100 份；
[0063] 炭黑N550:10 份；
[0064] 白炭黑：60份；
[0065] 改性氫氧化鋁：100份；
[0066] 成炭劑XC-103B: 10 份；
[0067] 微晶蠟：3份；
[0068] 防老劑 4010NA:2 份；
[0069] 防老劑RD:3份；
[0070] 硬脂酸：1份；
[0071] 增塑劑 D0S:30 份；
[0072] 偶聯(lián)劑 Si69 :3 份；
[0073] 氧化鎂：4份；
[0074] 氧化鋅：5份；
[0075] 促進(jìn)劑MTT(3-甲基-2-噻唑硫酮）：6份；
[0076] RhenogranBCA-80 :1. 5 份；
[0077] 硫化劑 S-80 :0· 3 份；
[0078] 按照重量份數(shù)將氯丁橡膠、防老劑RD、防老劑4010NA、微晶蠟、硬脂酸加入密煉機(jī) 進(jìn)行捏煉1分鐘后，加入炭黑、白炭黑、改性氫氧化鋁、成炭劑XC-103B和硅烷偶聯(lián)劑Si69， 再捏煉2分鐘后，然后加入增塑劑，當(dāng)溫度增加到95°C時(shí)加入硫化劑，繼續(xù)捏煉1. 5分鐘后， 當(dāng)溫度達(dá)到120°C時(shí)排膠，在開煉機(jī)上薄通3次，然后打6個(gè)三角包、6個(gè)卷，過隔離劑冷卻 干燥后得到混煉膠，放置過夜后即可使用。該橡膠組合物可以用于生產(chǎn)膠板，硫化溫度為 155°C，硫化時(shí)間60min，硫化壓力14MPa。具體的膠料物理性能見表一。
[0079] 具體實(shí)施例2 :
[0080] 氯丁橡膠DCR-30 :100 份；
[0081] 炭黑N550:5 份；
[0082] 白炭黑：40份；
[0083] 改性氫氧化鋁：40份；
[0084] 改性氫氧化鎂：10份；
[0085] 成炭劑XC-103B:20 份；
[0086] 阻燃劑CharmaxAREXP-17 :10 份；
[0087] 抑煙劑CharmaxLS-A0M: 20 份；
[0088] 微晶蠟：2份；
[0089] 防老劑 4010NA:1 份；
[0090] 防老劑RD:2份；
[0091] 硬脂酸：1份；
[0092] 增塑劑 TP-95 :30 份；
[0093] 硅烷偶聯(lián)劑Si69 :L5份；
[0094] 氧化鎂：4份；
[0095] 氧化鋅：5份；
[0096] 促進(jìn)劑MTT(3-甲基-2-噻唑硫酮）：5份；
[0097] RhenogranBCA-80 : 1· 5 份；
[0098] 硫化劑S-80 :0· 5 份；
[0099] 按照重量份數(shù)將氯丁橡膠、防老劑RD、防老劑4010NA、微晶蠟、硬脂酸加入密煉機(jī) 進(jìn)行捏煉1. 5分鐘后，加入炭黑、白炭黑、改性氫氧化鋁、改性氫氧化鎂、成炭劑XC-103B、阻 燃劑CharmaxA