一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及三元乙丙橡胶技术领域，尤其涉及一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料。
【背景技术】
[0002]三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，具有优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力，具有极好的硫化特性，目前已被应用于电缆、胶管等多种领域。作为高分子材料，三元乙丙橡胶的阻燃性不是很好，限制了其应用。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料，其强度高，阻燃性好，耐热老化性能优异。
[0004]本发明提出的一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料，其原料按重量份包括:二兀乙丙橡胶30-60份、氯化丁基橡I父10-20份、天然橡I父35-45份、氯化聚乙稀3_12份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-12份、炭黑10-25份、碳纳米管10-30份、煅烧高岭土 3-12份、蒙脱土 2-15份、氧化锌5-10份、硬脂酸1-5份、硫磺1-2份、过氧化二月桂酰2-3.8份、防老剂1-3份、促进剂TMTD 0.2-1份、促进剂BZ 0.2-0.8份、促进剂CZ 0.2-0.8份、防焦剂0.1-0.5份、三氧化二钐2-5份、苯基三甲氧基硅烷3-10份。
[0005]优选地，其原料中，三元乙丙橡胶、氯化丁基橡胶、天然橡胶的重量比为40-56:13-18:40-45ο
[0006]优选地，其原料中，硫磺、过氧化二月桂酰的重量比为1.2-1.8:2.5-3.6。
[0007]优选地，其原料按重量份包括:三元乙丙橡胶42-45份、氯化丁基橡胶15-18份、天然橡胶42-45份、氯化聚乙烯8-11份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7-10份、炭黑17-20份、碳纳米管20-26份、煅烧高岭土 7-10份、蒙脱土 8-11份、氧化锌6-8份、硬脂酸3-4份、硫磺I.3-1.8份、过氧化二月桂酰2.9-3.3份、防老剂I.8-2.5份、促进剂TMTD 0.6-0.9份、促进剂BZ 0.5-0.7份、促进剂CZ 0.6-0.8份、防焦剂0.3-0.5份、三氧化二钐3.2-4份、苯基三甲氧基硅烷6-8份。
[0008]优选地，其原料按重量份包括:三元乙丙橡胶43份、氯化丁基橡胶17份、天然橡胶42份、氯化聚乙烯10份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物9份、炭黑18份、碳纳米管22份、煅烧高岭土 8.5份、蒙脱土 10份、氧化锌7份、硬脂酸3.6份、硫磺1.6份、过氧化二月桂酰3份、防老剂2份、促进剂TMTD 0.7份、促进剂BZ 0.6份、促进剂CZ 0.7份、防焦剂0.38份、三氧化二钐3.6份、苯基三甲氧基硅烷7.2份。
[0009]优选地，所述氯化丁基橡胶的氯含量为20-35%;所述氯化聚乙烯的氯含量为10-25% ο
[0010]优选地，所述碳纳米管为改性碳纳米管，所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:将间苯三酚加入氯仿中，搅拌均匀后加入三氯氧磷，其中，间苯三酚与三氯氧磷的摩尔比为1:3.5-4，升温至55-60 °C后搅拌反应1.5-2.5h，反应结束后蒸馏得到物料A;将物料A加入乙腈中，搅拌溶解后加入酸化碳纳米管，其中，物料A与酸化碳纳米管的重量比为1-3: 5-10，在冰水浴条件下加入三乙胺，升温至35-45°C后搅拌反应2-5h，反应结束后蒸馏、洗涤、过滤、干燥得到所述改性碳纳米管。
[0011]优选地，所述碳纳米管为改性碳纳米管，所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:按重量份将40份间苯三酚加入135份氯仿中，搅拌均匀后加入190份三氯氧磷，升温至58°C后搅拌反应2h，反应结束后经蒸馏得到物料A;按重量份将2份物料A加入30份乙腈中，搅拌溶解后加入8份酸化碳纳米管，在冰水浴条件下加入10份三乙胺，升温至40°C后搅拌反应
3.2h，反应结束后蒸馏、洗涤、过滤、干燥得到所述改性碳纳米管。
[0012]优选地，所述防老剂为防老剂MB、防老剂4020、防老剂401ONA、防老剂AW中的一种或者多种的混合物。
[0013]本发明所述阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料可以按照常规的三元乙丙橡胶复合材料制备工艺制备而成。
[0014]本发明所述阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料，以三元乙丙橡胶、氯化丁基橡胶、天然橡胶为主料，通过控制三者的比例，使三者的性能协同互补，赋予复合材料优异的耐热性和耐老化性，并提高了复合材料的气密性;氯化聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入体系中，改善了三元乙丙橡胶、氯化丁基橡胶、天然橡胶的相容性，使复合材料具有更加优异的抗热老化性、拉伸性能和回弹性；以硫磺、过氧化二月桂酰、促进剂TMTD、促进剂BZ和促进剂CZ为硫化体系，实现了体系的共硫化，提高了复合材料的力学性能;炭黑、碳纳米管、煅烧高岭土、蒙脱土配合加入体系中，赋予复合材料优异的机械性能的同时改善了复合材料的耐热性、气密性和耐水性;三氧化二钐和苯基三甲氧基硅烷加入体系中具有协同作用，防止了硫化过程中造成的抗热氧化性能的降低，改善了复合材料的耐热性和耐老化性;在优选方式中，所述碳纳米管为改性碳纳米管，在改性碳纳米管的制备过程中，首先选择了间苯三酚和三氯氧磷为原料，通过控制反应的条件，使两者发生了反应得到了磷酰氯，加入酸化碳纳米管后，得到的磷酰氯与酸化碳纳米管表面的活性羟基发生了反应，从而将磷酰氯引入到了酸化碳纳米管的表面得到了改性碳纳米管，将改性碳纳米管加入体系中，减少了碳纳米管的团聚，在体系中分散均匀，显著提高了复合材料的强度，在复合材料燃烧的过程中，产生了较为连续的鱼鳞状炭层，其表面较为光滑平整，有效地阻止复合材料内层的进一步降解以及可燃性气体向表面的迀移，同时阻止热源向复合材料内部传递，从而有效地防止火焰的蔓延和传播，起到了阻止复合材料燃烧改善复合材料阻燃性能的效果，另一方面，在碳纳米管的表面引入了苯环结构，与三氧化二钐和苯基三甲氧基硅烷配合后，显著提高了复合材料的耐热性。
【具体实施方式】
[0015]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0016]实施例1
[0017]本发明提出的一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡胶30份、氯化丁基橡胶20份、天然橡胶35份、氯化聚乙烯12份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5份、炭黑25份、碳纳米管10份、煅烧高岭土 12份、蒙脱土 2份、氧化锌1份、硬脂酸I份、硫磺2份、过氧化二月桂酰2份、防老剂MB 3份、促进剂TMTD 0.2份、促进剂BZ 0.8份、促进剂CZ 0.2份、防焦剂0.5份、三氧化二钐2份、苯基三甲氧基硅烷10份。
[0018]实施例2
[0019]本发明提出的一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡胶60份、氯化丁基橡胶10份、天然橡胶45份、氯化聚乙烯3份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物12份、炭黑10份、碳纳米管30份、煅烧高岭土 3份、蒙脱土 15份、氧化锌5份、硬脂酸5份、硫磺I份、过氧化二月桂酰3.8份、防老剂4020 0.3份、防老剂401NA 0.7份、促进剂TMTD I份、促进剂BZ 0.2份、促进剂CZ 0.8份、防焦剂0.1份、三氧化二钐5份、苯基三甲氧基硅烷3份。
[0020]实施例3
[0021]本发明提出的一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡胶42份、氯化丁基橡胶18份、天然橡胶42份、氯化聚乙烯11份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7份、炭黑20份、碳纳米管20份、煅烧高岭土 10份、蒙脱土 8份、氧化锌8份、硬脂酸3份、硫磺1.8份、过氧化二月桂酰2.9份、防老剂MB 0.3份、防老剂4020 0.7份、防老剂4010NA I份、防老剂AW 0.5份、促进剂TMTD 0.6份、促进剂BZ 0.7份、促进剂CZ 0.6份、防焦剂0.5份、三氧化二钐3.2份、苯基三甲氧基硅烷8份；
[0022]其中，所述氯化丁基橡胶的氯含量为35%;所述氯化聚乙烯的氯含量为10% ;
[0023]所述碳纳米管为