一种高弹性环保阻燃橡胶材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高弹性环保阻燃橡胶材料。
【背景技术】
[0002] 橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一，由于独特的性能，它在为人民提供日 常生活中不可或缺的日用、医用等轻工产品的同时，也向机械、交通、建筑、制造等重工业提 供各种橡胶部件。现代材料工业的发展中，橡胶材料因为质地轻巧、性能良好、原料丰富、加 工方便、用途广泛，因而发展速度大大越过了传统的钢铁、木材、水泥三大基本材料。但是传 统的橡胶材料，由于自身基材以及增塑剂的原因，大部分材料是可燃的，在一些特殊的材料 领域，往往会要求到材料本身具有可燃性。
[0003] 然而橡胶材料由于耐阻燃等性能弱的原因，限制了橡胶材料的应用领域和行业发 展。通过在橡胶材料中加入阻燃剂来提高其阻燃性能是一种有效的方法，但是市场上的阻 燃橡胶一般有两种:一种是含氯、溴的有齒阻燃剂的橡胶材料;一种是大量填充无机填料的 高填充橡胶材料。这两种材料都有较大的弊端，有齒阻燃橡胶材料在燃烧时会产生大量有 毒气体，在使用过程中，有较大隐患，而欧盟ROSH指令更是将有卤明确排除在外；高填充橡 胶材料由于其需要大量的无机填充，往往不能很好的与橡胶材料本身完全相容，使得材料 力学性能很差，析出问题严重。
[0004] 因此，研究出一种环保高效阻燃橡胶材料，且材料的弹性等机械力学性能和加工 性能良好是非常必要的。
【发明内容】
[0005] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种高弹性环保阻燃橡胶材料，其 具有优异的阻燃性能，且无卤、低毒、环保，同时弹性等机械力学性能和加工性能良好，适用 于多种生产、生活领域。
[0006] 本发明提出的高弹性环保阻燃橡胶材料，其原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶75-80份，三元乙丙橡胶25-30份，丁苯橡胶35-40份，氯乙烯热塑弹性体12-18份，ABS树脂14-20 份，二叔丁基过氧化物DTBP 2-4份，硫磺1.5-2.5份，二乙烯基苯1-3份，促进剂DM 2-4份，改 性陶土40-45份，黑烟胶30-38份，氧化镁5-10份，硬脂酸1-3份，改性阻燃剂10-18份，聚苯醚 5-10份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 6-10份，防老剂D-50 1-2份，防老剂SP 1-3份，环氧大豆 油10-15份；
[0007] 所述改性阻燃剂的制备方法包括:将膨胀型阻燃剂IFR加入无水乙醇中，超声分 散，得到悬浊液;将硅烷偶联剂KH-550加入无水乙醇中稀释均匀后，加酸调节pH为3-5,得到 稀释液;将所述稀释液加入所述悬浊液中搅拌均匀，送入球磨机中进行球磨改性，得到改性 溶液，将所述改性溶液烘干，过筛，得到所述改性阻燃剂。
[0008] 优选地，所述改性阻燃剂的制备方法包括:按重量份将100份膨胀型阻燃剂IFR加 入无水乙醇中，超声分散0.2-0.5h，得到悬浊液;将1-3份硅烷偶联剂KH-550加入无水乙醇 中稀释均匀后，加入冰醋酸调节pH为3-5,得到稀释液;将所述稀释液加入所述悬浊液中搅 拌均匀，送入球磨机中进行球磨改性3-5h，得到改性溶液，将所述改性溶液烘干，过筛，得到 所述改性阻燃剂。
[0009]优选地，所述改性陶土的制备方法包括:将陶土在100-120°c下干燥l_3h，粉碎后 加入乙醇，加热到90-110°C后加入硼酸酯偶联剂，在250-300r/min下搅拌0.3-0.5h，过滤， 干燥，研磨至粒径为20-40目，得到所述改性陶土。
[0010]优选地，所述硼酸酯偶联剂的用量是陶土的5-lOwt%。
[0011] 优选地，氢化丁腈橡胶、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶的重量比为77-78: 26-28: 38-39 〇
[0012] 优选地，所述高弹性环保阻燃橡胶材料，其原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶76-79份，三元乙丙橡胶26-28份，丁苯橡胶37-39份，氯乙烯热塑弹性体14-16份，ABS树脂16-18 份，二叔丁基过氧化物DTBP 2-3份，硫磺1.8-2.3份，二乙烯基苯1-2份，促进剂DM 3-4份，改 性陶土42-44份，黑烟胶32-36份，氧化镁6-8份，硬脂酸1-2份，改性阻燃剂12-16份，聚苯醚 7-9份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 7-9份，防老剂D-50 1-2份，防老剂SP 2-3份，环氧大豆油 12-14份。
[0013] 优选地，所述高弹性环保阻燃橡胶材料的制备方法包括:将氢化丁腈橡胶、三元乙 丙橡胶、丁苯橡胶、氯乙烯热塑弹性体和ABS树脂在密炼机中塑炼均匀得到橡胶主料;再将 改性陶土、黑烟胶、氧化镁、硬脂酸、改性阻燃剂、聚苯醚、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、防老剂 D-50、防老剂SP和环氧大豆油加入含有橡胶主料的密炼机中混炼均匀，再加入二叔丁基过 氧化物DTBP、硫磺、二乙烯基苯、促进剂DM继续混炼均匀得到混炼胶;将所述混炼胶置于开 练机中薄通，打三角包，下片后，置于平板硫化机中进行一段硫化，再置于烘箱中，进行二段 硫化，自然冷却定型后，得到所述高弹性环保阻燃橡胶材料。
[0014] 优选地，所述高弹性环保阻燃橡胶材料的制备方法包括:将氢化丁腈橡胶、三元乙 丙橡胶、丁苯橡胶、氯乙烯热塑弹性体和ABS树脂在密炼机中塑炼33-35min得到橡胶主料； 再将改性陶土、黑烟胶、氧化镁、硬脂酸、改性阻燃剂、聚苯醚、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、防 老剂D-50、防老剂SP和环氧大豆油加入含有橡胶主料的密炼机中以90-95rpm的搅拌速度混 炼20-21min，再加入二叔丁基过氧化物DTBP、硫磺、二乙烯基苯、促进剂DM继续以80-85rpm 的搅拌速度密炼I l_12min得到混炼胶;将所述混炼胶置于开练机中薄通，打三角包5-6次， 下片后，置于平板硫化机中，在硫化温度为150_170°C，硫化时间为30-40min，硫化压力为8-IlMPa下进行一段硫化，再置于150-170°C烘箱中50-60min，进行二段硫化，自然冷却定型 后，得到所述高弹性环保阻燃橡胶材料。
[0015] 本发明中，首先采用氢化丁腈橡胶、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶作为主料，使本发明 弹性、稳定性和耐老化性能较好，并辅以氯乙烯热塑弹性体和ABS树脂来提高橡胶主料与其 他材料的交联强度，能够提尚橡I父材料的耐拉伸性能和弹性性能；为提尚本发明中所述橡 胶材料的阻燃性能，本发明中通过加入聚苯醚和改性阻燃剂复配作为环保阻燃剂，聚苯醚 作为碳脱水剂，可迅速在材料表面形成碳层，具有优良的自熄功能;改性阻燃剂是通过对膨 胀型阻燃剂IFR改性得到，其利用硅烷偶联剂对无卤、低毒的IFR进行改性，在IFR的表面出 现了属于硅烷偶联剂的有机元素和基团，由此起到了连接有机相和无机相的桥梁作用，大 大增加了膨胀型阻燃剂IFR的分散性能，并且这种优异的分散性能，使得改性后的膨胀型阻 燃剂IFR与聚苯醚复配形成的阻燃剂相对单一阻燃剂可以在橡胶材料表面快速成炭，能够 有效地阻止燃烧、防止融滴滴落和抑制烟的释放，通过这种阻燃剂可以有效地与基体结合， 不会带来析出问题，其突出的优点均符合当今社会的环保要求，并且不会对橡胶材料的机 械力学性能和加工性能产生影响;此外，本发明中还以二叔丁基过氧化物为主硫化剂，以硫 磺、二乙烯基苯、促进剂DM为助硫化剂组成硫化体系，其能够显著提高各种原料分子间交联 程度，促进分子间网状结构生成，从而大大提高本发明耐侯性、和弹性；而氧化镁、改性陶 土、黑烟胶作为补强剂和填充剂，能够大量填充在橡胶分子之中，增加了本发明的容积，节 约了成本，同时还提高橡胶材料的抗拉伸强度和撕裂强度;邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧 大豆油作为增塑剂，可以使氧化镁、硬质陶土、黑烟胶的填料均匀分散在橡胶主料中，提高 柔韧性和可塑性，使本发明易于加工使用;与此同时环氧大豆油还作为稳定剂，与防老剂D-50、防老剂SP配合，提高本发明的耐老化和耐氧化性能。
【具体实施方式】
[0016]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0017] 实施例！
[0018]本发明提出的一种高弹性环保阻燃橡胶材料，其原料按重量份包括:氢化丁腈橡 胶75份，三元乙丙橡胶30份