本发明涉及一种橡胶材料，尤其涉及一种阻燃红色消防橡胶软管用外胶材料及其制备工艺。
背景技术：
随着人民安全意识的提高，消防概念已深入人心，各行各业针对消防都有针对性的部署。橡胶软管是以橡胶配料为原料制造的软管，常用于气体、液体等流体输送。橡胶软管一般由内外胶层和骨架层组成，内胶层直接承受输送介质的磨损、侵蚀，且防止其泄露；骨架层使橡胶软管的承压层，赋予管体强度和刚度；外胶层保护骨架层不受外界的损伤和侵蚀。现今，橡胶软管的应用领域涵盖了各个工业生产制造和流通领域，如：消防、化工、农业、食品、医药等。现有的红色消防橡胶软管大多都是按照常规输水软管的标准进行生产，其外胶层容易燃烧，且燃烧过程会产生有毒气体。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种阻燃红色消防橡胶软管用外胶材料及其制备工艺。本发明的外胶材料具有优异的耐老化性能和阻燃性能，环保无毒，适用于常规蒸汽硫化的橡胶软管生产中。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种阻燃红色消防橡胶软管用外胶材料，包括如下重量份的组分：氯化聚乙烯cm橡胶100份、轻质氧化镁8～12份、氢氧化镁20～25份、粘合剂8～11份、石蜡0.8～1.5份、防老剂1～1.5份、钛白粉6～10份、耐晒大红5～6份、联苯胺黄0.5～1份、阻燃剂10～15份、二氧化硅15～25份、补强剂35～45份、轻质碳酸钙30～40份、二辛脂30～35份、硫化剂4～5份及硫磺0.8～1.2份。
优选的，所述的阻燃红色消防橡胶软管用外胶材料，包括如下重量份的组分：氯化聚乙烯cm橡胶100份、轻质氧化镁12份、氢氧化镁20份、粘合剂10份、石蜡1份、防老剂1份、钛白粉6份、耐晒大红5份、联苯胺黄0.5份、阻燃剂10份、二氧化硅20份、补强剂40份、轻质碳酸钙40份、二辛脂32份、硫化剂5份及硫磺1份。
优选的，所述粘合剂包括粘合剂jt-100、粘合剂rc中的至少一种。与其它粘合剂相比，粘合剂jt-100更有利于提高外胶的强度和硬度，改善加工性能和老化性能。粘合剂rc作为间-甲-白粘合体系的一部分，与粘合剂a相比，粘合剂rc具有更好的分散性和加工性能。
更优选的，所述粘合剂包括粘合剂jt-100和粘合剂rc。发明人经过系列深入研究发现，粘合剂jt-100与粘合剂rc搭配使用时，会产生协效作用，提高混炼时材料组分间的粘合效果，进而提高外胶材料的性能。优选的，所述粘合剂jt-100与粘合剂rc的重量比份数比为(3～1):2；发明人在研究中发现，本配方中，粘合剂jt-100和粘合剂rc以上述重量份数比范围进行搭配使用时，产生的协效作用较好。进一步优选的，所述粘合剂jt-100与粘合剂rc的重量比份数比为1:1；此时，粘合剂jt-100与粘合剂rc搭配使用所产生的协效作用最好。
优选的，所述硫化剂包括硫化剂al365。本发明采用硫化剂al365作为氯化聚乙烯cm橡胶的硫化体系，有效地改善橡胶的物理机械性能和化学性能，硫化后产品变形适中，伸长率降低，不会出现欠硫现象。
优选的，所述耐晒大红包括耐晒大红pr4824。所述耐晒大红pr4824是双偶氮颜料，色相为黄光红，颜料鲜艳，着色力高(105左右)，耐热性能好(达到250℃)，易分散，耐光性强，耐碱性好。
优选的，所述阻燃剂包括阻燃剂301。所述阻燃剂301为消烟环保阻燃剂，无毒无味，热稳定性强，阻燃消烟效果好。
优选的，所述防老剂包括防老剂rd。所述防老剂rd(化学名：2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)无毒，能有效改善橡胶的耐热氧老化性能和抗屈挠性能，在橡胶中相容性好，价格便宜，相比于其它防老剂有更高的性价比。
优选的，所述二氧化硅包括二氧化硅tx-80。所述二氧化硅tx-80不仅可以提高胶料的力学性能，改善胶料的加工工艺性能，而且还能降低材料成本。所述二氧化硅tx-80的性能与白炭黑相当，成本却只要白炭黑价格的60％左右，能大大降低生产成本。
优选的，所述补强剂包括补强剂hlt。所述补强剂hlt具有优良的电绝缘性能、抗酸溶性及耐各种溶剂、油等性质，能够提高胶料的拉伸强度、定伸应力以及降低硬度，赋予制品良好的稳定性，同时降低成本。
所述氯化聚乙烯cm橡胶是由高密度聚乙烯(hdpe)经无规氯化而成的一种新型合成材料，具有较低的塑化温度，还具有优异的耐候性能、耐老化性能和耐油性能，以及良好的抗撕裂、耐磨、耐屈挠等物理机械性能和良好的阻燃性能，而且成本低廉。由于业内常用于与氯化聚乙烯cm橡胶搭配使用的硫化剂——硫化剂cv1520，其不适用于常规蒸汽硫化的橡胶软管生产中，会导致其变形大，容易产生欠硫。为此，本发明人经过大量的创造性实验，以硫化剂al365作为硫化体系，并对外胶材料的配方进行改良，得到适用于常规蒸汽硫化的橡胶软管生产中的上述配方，且本发明配方硫化后产品变形适中，伸长率降低，不会出现欠硫现象，硫化安全性高，延长了橡胶软管的使用寿命，降低了产品的生产成本。本发明所采用的原料组分安全环保，无毒，组分之间具有阻燃协效作用，有效提高了外胶材料的阻燃性能。用本发明外胶材料制成的外胶制品颜色鲜艳，耐老化性能优异，阻燃效果好。
此外，本发明的目的还在于提供一种所述阻燃红色消防橡胶软管用外胶材料的制备工艺，其包括如下步骤：
(1)除硫化剂和硫磺外，将其余组分投入密炼机中混炼3～5min，混练温度为110～130℃；
(2)将步骤(1)混炼好的物料做开炼机翻胶3～4min后出片，停放4～8h，然后置于在密炼机中，并投入硫化剂和硫磺，混炼1～1.5min，混练温度为110～130℃，然后在开炼机出冷喂条待用；优选的，所述冷喂条的厚度为4.5mm，宽度为20mm；
(3)将步骤(2)处理的冷喂条用挤出机压出，然后包水布，在148～151℃下硫化；优选的，所述挤出机为120挤出机，硫化在硫化罐中进行，硫化时间为70min；
(4)硫化后冷却，拆水布，出芯，定压，检验后包装入库。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明以硫化剂al365作为硫化体系，并对外胶材料的配方进行改良，得到适用于常规蒸汽硫化的橡胶软管生产中的外胶材料配方，配方组分之间具有阻燃协效作用，有效提高了外胶材料的阻燃性能。且本发明外胶材料硫化后产品的变形适中，伸长率降低，不会出现欠硫现象，硫化安全性高。用本发明外胶材料制成的制品颜色鲜艳，耐老化性能优异，阻燃效果好，安全环保，无毒，能有效延长橡胶软管的使用寿命，降低橡胶软管的生产成本。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。应理解，实施例不用于限制本发明的保护范围。本发明所采用的原料均可通过商业途径购买得到。
实施例1
本实施例1提供一种阻燃红色消防橡胶软管用外胶材料，其包括如下重量份的组分：氯化聚乙烯cm橡胶100份、轻质氧化镁12份、氢氧化镁20份、粘合剂jt-1005份、粘合剂rc5份、石蜡1份、防老剂rd1份、钛白粉6份、耐晒大红pr48245份、联苯胺黄0.5份、阻燃剂30110份、二氧化硅tx-8020份、补强剂hlt40份、轻质碳酸钙40份、二辛脂32份、硫化剂al3655份及硫磺1份。
所述橡胶软管用外胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)除硫化剂al365和硫磺外，将其余组分投入密炼机中混炼4min，混练温度为120℃；
(2)将步骤(1)混炼好的物料做开炼机翻胶3.5min后出片，停放6h，然后置于在密炼机中，并投入硫化剂al365和硫磺，混炼1.2min，混练温度为120℃，然后在开炼机出冷喂条待用；所述冷喂条的厚度为4.5mm，宽度为20mm；
(3)将步骤(2)处理的冷喂条用120挤出机压出，然后包水布，在硫化罐中150℃下硫化70min；
(4)硫化后冷却，拆水布，出芯，定压，检验后包装入库。
实施例2
本实施例2提供一种阻燃红色消防橡胶软管用外胶材料，其包括如下重量份的组分：氯化聚乙烯cm橡胶100份、轻质氧化镁8份、氢氧化镁25份、粘合剂jt-1003份、粘合剂rc6份、石蜡1.5份、防老剂rd1.2份、钛白粉8份、耐晒大红pr48245.5份、联苯胺黄0.8份、阻燃剂30115份、二氧化硅tx-8015份、补强剂hlt45份、轻质碳酸钙30份、二辛脂35份、硫化剂al3654.5份及硫磺0.8份。
所述橡胶软管用外胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)除硫化剂al365和硫磺外，将其余组分投入密炼机中混炼5min，混练温度为130℃；
(2)将步骤(1)混炼好的物料做开炼机翻胶4min后出片，停放8h，然后置于在密炼机中，并投入硫化剂al365和硫磺，混炼1.5min，混练温度为130℃，然后在开炼机出冷喂条待用；所述冷喂条的厚度为4.5mm，宽度为20mm；
(3)将步骤(2)处理的冷喂条用120挤出机压出，然后包水布，在硫化罐中151℃下硫化70min；
(4)硫化后冷却，拆水布，出芯，定压，检验后包装入库。
实施例3
本实施例3提供一种阻燃红色消防橡胶软管用外胶材料，其包括如下重量份的组分：氯化聚乙烯cm橡胶100份、轻质氧化镁10份、氢氧化镁22份、粘合剂jt-1004份、粘合剂rc5.5份、石蜡0.8份、防老剂rd1.5份、钛白粉10份、耐晒大红pr48246份、联苯胺黄1份、阻燃剂30113份、二氧化硅tx-8025份、补强剂hlt35份、轻质碳酸钙35份、二辛脂30份、硫化剂al3654份及硫磺1.2份。
所述橡胶软管用外胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)除硫化剂al365和硫磺外，将其余组分投入密炼机中混炼3min，混练温度为110℃；
(2)将步骤(1)混炼好的物料做开炼机翻胶3min后出片，停放4h，然后置于在密炼机中，并投入硫化剂al365和硫磺，混炼1min，混练温度为110℃，然后在开炼机出冷喂条待用；所述冷喂条的厚度为4.5mm，宽度为20mm；
(3)将步骤(2)处理的冷喂条用120挤出机压出，然后包水布，在硫化罐中148℃下硫化70min；
(4)硫化后冷却，拆水布，出芯，定压，检验后包装入库。
对比例
对比例1～3的制备方法参照实施例2的制备方法。
一、性能测试
以实施例1～3制得的外胶材料和对比例1～3制得的外胶材料作为实验对象，进行分组试验测试相关性能，本测试均按现行国家标准执行，测试结果如下表1所示。
表1
从表1的结果可看出，实施例1～3制得的外胶材料均具有良好的力学性能、耐老化性能和阻燃性能，且颜色为红色，非常适合用作红色消防橡胶软管的外胶层。从对比例1的结果可看出，以硫化剂cv1520作为硫化体系时，外胶材料的力学性能会和耐老化性能显著下降，阻燃性能较差，且外胶材料的颜色变白。从对比例2的结果可看出，本发明配方中各组分之间会产生协同作用，提高外胶材料的力学性能和阻燃性能，缺少部分组分时，外胶材料的性能会受到明显影响，轻质氧化镁与氢氧化镁并用时，能显著提高外胶材料的综合性能，缺少两者中的任一种，外胶材料的性能都会受到显著影响。
二、为探究粘合剂对外胶材料的性能的影响，设置试验组7组，每组的粘合剂见表2。
表2
表2中的比值为重量份数比，将试验组1～7按实施例1的配方和制备方法制备外胶材料(粘合剂的用量总和均为10重量份)，测试外胶材料的性能，测试结果见表3。
表3
从表3的结果可看出，粘合剂jt-100与粘合剂rc搭配使用时会产生协效作用，提高外胶材料的力学性能和阻燃性能；且粘合剂jt-100与粘合剂rc的重量比为(3～1):2时，外胶材料的性能更优；粘合剂jt-100与粘合剂rc的重量比为1:1时，外胶材料的性能最优。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。