一种阻燃防渗透橡胶材料及其制备方法与应用

本发明涉及防化材料，具体涉及一种阻燃防渗透橡胶材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、溴化丁基橡胶因其对化学品具有极强的抗渗透能力成为防化产品的首选材料。溴化丁基橡胶组成中2%左右的溴含量，使其受热后可分解出不燃的hbr，在有明火燃烧的条件下可稀释溴化丁基橡胶降解产生的可燃气体浓度，减缓燃烧强度。

2、与其它不含卤素的橡胶相比，溴化丁基橡胶具有抑制燃烧的能力。但因其含量低，与组成中绝大数量易燃的c、h相比，其抑燃效果非常微弱。因此对于有阻燃要求的使用场合，需通过添加阻燃剂实现阻燃效能。

3、抛开材料自身化学反应导致的自燃现象，燃烧都是由外界火源引起，一旦形成明火，其燃烧温度800℃～1000℃，而溴化丁基橡胶的降解温度为230℃～260℃，火源温度远大于溴化丁基橡胶的降解温度，因此需通过添加大量的阻燃剂才可获得所需的阻燃效果，但由此产生的不利影响也不容忽视：

4、（1）材料原有的柔顺性大大降低，由此制作的产品变得僵硬，低温条件下的使用受到限制。

5、解决此问题常用的方法是添加增塑剂，小分子液体状增塑剂效果最佳，但因其分子量低、稳定性差、高温易析出，析出过程形成的孔隙为化学品渗透提供通道，降低防护时间。且该类材料多为易燃材料，会减弱阻燃效果。

6、（2）溴化丁基橡胶对阻燃剂较低的相容性，当阻燃剂用量超过其最大可容量后，随着时间延长，特别是温度较低时，阻燃剂易向表面迁移，降低材料内部阻燃剂含量，减弱阻燃效果。同时迁移形成的孔隙为化学品的渗透提供了通道，降低防护时间。

7、特别是动态使用过程中因外力作用造成阻燃剂与溴化丁基橡胶分子的滑移，易出现局部空穴或孔隙，降低防护时间。

8、由此，解决阻燃、柔顺性、抗渗透性能之间的矛盾，不降低材料的柔顺性、抗渗透性能的前提下，赋予材料阻燃性能，是提升材料及制品品质的关键技术。

技术实现思路

1、本发明克服现有技术的不足，提供一种阻燃防渗透橡胶材料，通过掺杂三元乙丙橡胶和阻燃体系设计两个方面，借助二者的的协同作用，提高阻燃剂在材料中的相容量，保持原有柔顺性和防渗透能力。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种阻燃防渗透橡胶材料，其特征在于，包括以下质量份配比的原料：溴化丁基橡胶 100份，三元乙丙橡胶10～25份，氧化锌4.0～6.0，硫磺 1.0～2.0份，促进剂tt0.4～0.6份，促进剂m1.5～2.0份，促进剂dm0.4～0.5份，硬脂酸1.0～1.5；三氧化二锑10～35份，氯化石蜡10～20，硼酸锌70～85份，纳米二硫化钼10～20份。

3、本发明利用三元乙丙橡胶饱和度低、空穴多的特征，在溴化丁基橡胶可容纳阻燃剂的饱和量基础上，又为阻燃剂提供更多的空间位置。

4、三元乙丙橡胶和溴化丁基橡胶属热力学相容体系，借助三元乙丙橡胶的高弹性、高柔顺性、分子运动阻力小的特征，建立溴化丁基橡胶、阻燃剂、其它必要配合助剂之间的动态关联，提高响应外力作用引起的分子滑移而形成的孔隙，加速孔隙和不同疏密度的弹性回复，确保材料各处组分的一致性和致密性。

5、以超常规用量的硼酸锌为主体，配合纳米二硫化钼、三氧化二锑、氯化石蜡的阻燃体系，以降温、稀释可燃气体、稀释氧气的方式抑制燃形成的必要条件，实现阻燃目的。

6、当硼酸锌的用量超过70份时，对续燃和阴燃的抑制出现临界点，阻燃取得突破性效果。

7、其中氯化石蜡、纳米二硫化钼具有阻燃，可提高材料响应外力作用的速度，对保证材料各处组分的一致性和致密性具有积极效果。

8、以无机材料为主的阻燃体系，最大限度保持了材料对化学品的防渗透能力，同时具有无毒、对环境污染小的特点。

9、与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

10、本发明通过掺杂高柔顺性的三元乙丙橡胶，提高阻燃剂在溴化丁基橡胶中的相容量，同时替代常规的增塑剂，确保材料内部各处组分的一致性和致密性。

11、以超常规用量的硼酸锌为主体的阻燃体系设计，对续燃和阴燃的抑制出现临界点，阻燃取得突破性效果。

12、通过掺杂和阻燃体系的协同作用，实现阻燃性能、抗渗透性能的最佳结合。

技术特征：

1.一种阻燃防渗透橡胶材料，其特征在于，包括以下质量份配比的原料：溴化丁基橡胶100份，三元乙丙橡胶10～25份，氧化锌4.0～6.0，硫磺 1.0～2.0份，促进剂tt0.4～0.6份，促进剂m1.5～2.0份，促进剂dm0.4～0.5份，硬脂酸1.0～1.5；三氧化二锑10～35份，氯化石蜡10～20，硼酸锌70～85份，纳米二硫化钼10～20份。

2.一种如权利要求1所述的阻燃防渗透橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：称量，按配比称量各种原料；

3.如权利要求1所述的一种阻燃防渗透橡胶材料在胶布类薄制品中的应用。

4.如权利要求3所述应用，其特征在于，所述胶布类薄制品采用压延或涂胶工艺制作。

5.如权利要求1所述的一种阻燃防渗透橡胶材料在制作纯胶制品中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，纯胶制品采用模压硫化工艺制作：硫化温度为160℃，硫化压力为10mpa，硫化时间为15min～20min。

技术总结
本发明涉及防化材料技术领域，具体涉及一种阻燃防渗透橡胶材料及其制备方法与应用；包括以下质量份配比的原料：溴化丁基橡胶100份，三元乙丙橡胶10～25份，氧化锌4.0～6.0，硫磺1.0～2.0份，促进剂TT0.4～0.6份，促进剂M1.5～2.0份，促进剂DM0.4～0.5份，硬脂酸1.0～1.5；三氧化二锑10～35份，氯化石蜡10～20，硼酸锌70～85份，纳米二硫化钼10～20份；本发明通过掺杂高柔顺性的三元乙丙橡胶，提高阻燃剂在溴化丁基橡胶中的相容量，同时替代常规的增塑剂，确保材料内部各处组分的一致性和致密性；以超常规用量的硼酸锌为主体的阻燃体系设计，对续燃和阴燃的抑制出现临界点，阻燃取得突破性效果；通过掺杂和阻燃体系的协同作用，实现阻燃性能、抗渗透性能的最佳结合。

技术研发人员：张翠红,翟丽军,王琦
受保护的技术使用者：太原工业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13