一種高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料及其制備方法。其特征在于選用ADP、MPP復合，首先通過GMA對其進行生物基單體改性制備ADP/MPP雜化阻燃劑，然后通過SEPS對ADP/MPP雜化阻燃劑進行大分子改性處理，制備ADP/MPP/SEPS雜化阻燃母煉膠與EPDM/BR共混，通過優化配方和工藝，制備高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料,具有優異的耐候性能、力學性能和阻燃性能，且不使用含鹵主體材料、含鹵銻的阻燃劑和硅烷偶聯劑，減少生產過程中的VOC

【技術實現步驟摘要】
一種高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料及其制備方法


[0001]本專利技術涉及阻燃橡膠材料
，具體地說，是一種高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料及其制備方法。

技術介紹

[0002]高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料在軌道交通及礦山的工務工程中主要用于減震、降噪、防水和運輸，目前大量使用的是橡膠墊板、橡膠套靴、橡膠橋梁支座、橡膠止水帶、橡膠輸送帶、橡膠襯板、橡膠篩板和橡膠彈簧等，由于這些產品長期裸露于大氣中或置于軌枕使用，因此要求具有優良的耐天候老化、耐寒、耐潮、耐磨、耐沖擊、耐剪切以及良好的電絕緣和吸震性能。另外，地鐵、隧道、車站屬于地下及公共場所，歐美及發達國家要求使用的橡膠材料必須是低煙無鹵阻燃的。隨著中國鐵路向高速、重載方向快速、健康發展，對橡膠材料提出了更高的要求。目前，我國軌道交通及礦山用橡膠材料存在的主要問題，一是蠕變嚴重、老化性能差，使用壽命短；二是耐寒性差，不能滿足極寒環境的使用要求；三是使用非阻燃的材料，不符合歐盟及發達國家的要求。軌道交通的地鐵、隧道、車站屬于地下及公共場所，歐美及發達國家要求使用的橡膠材料必須是低煙無鹵阻燃的，而我國在這些場合中因為含氯橡膠材料具有良好的耐熱老化性能仍得到廣泛應用。近年來，我國開始鼓勵在這些場所使用低煙無鹵的阻燃橡膠材料，雖未對此作強制要求，但這已是必然的趨勢。

技術實現思路

[0003]本專利技術面向軌道交通和礦山的需求，提供一種高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料，具有優異的耐候性能、力學性能和阻燃性能，且不使用含鹵主體材料、含鹵銻的阻燃劑和硅烷偶聯劑，減少生產過程中的VOC
S
排放和引燃時的有毒有害氣體，可長期在
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50℃—50℃環境下長期使用，滿足軌道交通和礦山橡膠制品的特殊性能要求，特別適宜生產軌道交通和礦山常用的橡膠墊板、橡膠套靴、橡膠橋梁支座、橡膠止水帶、橡膠輸送帶、橡膠襯板、橡膠篩板和橡膠彈簧等產品。
[0004]本專利技術的第二個目的是提供該阻燃橡膠復合材料的制備方法，工藝簡單，易于制造。
[0005]本專利技術的目的通過下述方案予以實現。
[0006]本專利技術提供一種高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料及其制備方法，所述的高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料按重量比的組分組成是：三元乙丙橡膠（EPDM）45
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55份，順丁橡膠（BR）30
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40份，氫化苯乙烯
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異戊二烯
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苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）15份，氧化鋅2
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4份，硬脂酸1份，硫磺1.2
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1.6份，過氧化二異丙苯（DCP）2
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3份，三烯丙異氰脲酸酯(TAIC)1
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2份，促進劑DM 0.6
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1 份，促進劑TRA 0.6
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1份，防老劑RD 1份，防老劑4020 1份，石蠟1份，N220炭黑40份，硼酸鋅8
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10份，紅磷8
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10份， ADP/MPP雜化阻燃劑25
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35份，二苯基磷酸酯（BDP）8
?
10份；所述的ADP/MPP雜化阻燃劑是二乙基次磷酸鋁（ADP）/三聚氰胺聚磷酸鹽（MPP）/甲
基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）的組合物，二乙基次磷酸鋁（ADP）/三聚氰胺聚磷酸鹽（MPP）/甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）的質量比為50%/45%/5%。
[0007]所述的制備方法包括以下步驟：(1) 制備ADP/MPP雜化阻燃劑將ADP 、MPP投入捏合機中加熱攪拌，攪拌速度為350
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400rpm，加熱至40
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60℃，開始噴灑GMA，繼續加熱攪拌，在100℃
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105℃的溫度下攪拌10
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15min，對混合物進行生物基單體改性，制成ADP/MPP雜化阻燃劑，冷卻至常溫備用；（2）制備ADP/MPP/SEPS雜化阻燃母煉膠將步驟（1）制備的ADP/MPP雜化阻燃劑加入密煉機中，密煉機轉子轉速20rpm，加熱至70
??
80℃，然后加入SEPS共混，對ADP/MPP雜化阻燃劑進行大分子改性，共混時間180
?
200s，排膠溫度125
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130℃，出片，冷卻至常溫，制成ADP/MPP/SEPS雜化阻燃母煉膠，停放8h后使用；（3）制備一段混煉膠首先將EPDM、BR和步驟（2）制備的ADP/MPP/SEPS雜化阻燃母煉膠投入密煉機中，密煉機轉子轉速40rpm，混煉120
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150s，再投入氧化鋅、硬脂酸、防老劑、石蠟、炭黑、硼酸鋅、紅磷、BDP，繼續混煉210
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240s，排膠溫度155
?
160℃，出片，冷卻，制成一段混煉膠，停放8h后使用；（4）制備二段混煉膠將步驟（3）制備的一段混煉膠及硫磺、DCP、TAIC、促進劑投入密煉機中，密煉機轉子速度20rpm，混煉100
?
120s，排膠溫度90
?
100℃，出片，冷卻，制得二段混煉膠，即為本專利技術的高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料。
[0008]與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果。
[0009]1、選用ADP、MPP復合，首先通過GMA對其進行生物基單體改性制備ADP/MPP雜化阻燃劑，然后通過SEPS對ADP/MPP雜化阻燃劑進行大分子改性處理，制備ADP/MPP/SEPS雜化阻燃母煉膠與EPDM/BR共混，通過優化配方和工藝，制備高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料,具有優異的耐候性能、力學性能和阻燃性能，且不使用含鹵主體材料、含鹵銻的阻燃劑和硅烷偶聯劑，減少生產過程中的VOC
S
排放和引燃時的有毒有害氣體，可長期在
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50℃—50℃環境下長期使用，滿足軌道交通和礦山橡膠制品的特殊性能要求。
[0010]2、選用硼酸鋅/紅磷/BOD與ADP/MPP雜化阻燃劑組成無鹵阻燃體系,具有協同效應，可同時提硫化橡膠的阻燃性能、環保性能和力學性能。
[0011]3、使用生物基單體
?
甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）替代硅烷偶聯劑對ADP/MPP雜化阻燃劑進行改性處理，可減少改性處理和硫化過程中的VOCs的排放，有利于保護環境。GMA的加入，可使ADP/MPP雜化阻燃劑分散更均勻，Payne效應減弱，同時覆蓋膠的硫化時間縮短，阻燃性能、力學性能提高。
[0012]4、使用SEPS對ADP/MPP雜化阻燃劑進行大分子改性，可有效包覆ADP/MPP雜化阻燃劑，而且將SEPS先與ADP/MPP雜化阻燃劑混合制備ADP/MPP/SEPS雜化阻燃母煉膠,再與EPDM/BR共混，可以在較大提高硫化橡膠的阻燃性能的同時，提高了硫化橡膠的力學性能。
[0013]5、將ADP、MPP復合，先使用GMA進行生物基單體改性，再使用SEPS進行大分子改性，使硫化橡膠的阻燃性能和力學性能顯著提本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料，其特征在于：所述的高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料按重量比的組分組成是：三元乙丙橡膠EPDM 45
?
55份，順丁橡膠BR 30
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40份，氫化苯乙烯
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異戊二烯
?
苯乙烯嵌段共聚物SEPS 15份，氧化鋅2
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4份，硬脂酸1份，硫磺1.2
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1.6份，過氧化二異丙苯（DCP）2
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3份，三烯丙異氰脲酸酯TAIC 1
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2份，促進劑DM 0.6
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1 份，促進劑TRA 0.6
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1份，防老劑RD 1份，防老劑4020 1份，石蠟1份，N220炭黑40份，硼酸鋅8
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10份，紅磷8
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10份， ADP/MPP雜化阻燃劑25
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35份，二苯基磷酸酯（BDP）8
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10份；所述的ADP/MPP雜化阻燃劑是二乙基次磷酸鋁ADP/三聚氰胺聚磷酸鹽MPP/甲基丙烯縮水甘油酯GMA的組合物，二乙基次磷酸鋁ADP/三聚氰胺聚磷酸鹽MPP/甲基丙烯縮水甘油酯GMA的質量比為50%/45%/5%。2.如權利要求1所述的高耐候性的環保阻燃橡膠復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：(1) 制備ADP/MPP雜化阻燃劑將ADP 、MPP投入捏合機中加熱攪拌，攪拌速度為350
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋鑫，宋長江，周震宇，李朝紅，汪健，袁陸海，魏雪梅，
申請(專利權)人：安徽中意膠帶有限責任公司，
類型：發明
國別省市：