CN107868289A - 一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶及其制备方法，包括以下重量份的原料：天然橡胶80‑100份、丁晴橡胶80‑90份、硅橡胶60‑80份、炭黑20‑30份、石蜡16‑20份、石墨12‑14份、碳酸钙10‑12份、氯化锌6‑8份、阻燃剂4‑6份、增塑剂3‑5份、抗氧化剂1‑3份、成膜助剂2‑3份。本发明的阻燃耐低温耐候高性能橡胶，该橡胶具有良好的阻燃、耐低温、耐候、耐老化等性能，同时本发明提供的制备方法，其原料易得、安全、无毒环保，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶及其制备方法。
背景技术
橡胶是一种有弹性的聚合物，可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造的，两者皆有相当多的应用及产品，例如轮胎、垫圈等，逐渐成为重要的经济作物，橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶，按照形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶，乳胶为橡胶的胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，末硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状。
现有技术中，橡胶的阻燃性能较差，在低温下橡胶会***变脆而失去弹性，失去了使用价值，同时，长时间使用橡胶发生老化现象，性能变差。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，该橡胶具有良好的阻燃、耐低温、耐候、耐老化等性能，同时本发明原料易得、安全无毒环保，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，包括以下重量份的原料：
天然橡胶80-100份、丁晴橡胶80-90份、硅橡胶60-80份、炭黑20-30份、石蜡16-20份、石墨12-14份、碳酸钙10-12份、氯化锌6-8份、阻燃剂4-6份、增塑剂3-5份、抗氧化剂1-3份、成膜助剂2-3份、硫化促进剂1-2份。
优选地，所述阻燃耐低温耐候高性能橡胶包括以下重量份的原料：
天然橡胶90份、丁晴橡胶85份、硅橡胶70份、炭黑25份、石蜡18份、石墨13份、碳酸钙11份、氯化锌7份、阻燃剂5份、增塑剂4份、抗氧化剂2份、成膜助剂2.5份、硫化促进剂1.5份。
优选地，所述石蜡为低熔点石蜡、高熔点石蜡，按照重量比2:1组成的混合物。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、有机硅阻燃剂中的一种或多种。
优选地，所述增塑剂为柏木油、蓖麻油、绿芥末精油中的一种或多种。
优选地，所述抗氧化剂为抗氧化剂168。
优选地，所述成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯。
优选地，所述硫化促进剂为DCP、CZ、S-80中的一种或多种。
本发明还提供一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将天然橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶，依次加入高速搅拌机中，转速为1200-2000r/min，搅拌20-30分钟，待冷却后，将混合物送入到双辊筒开炼机上，辊距2-4mm包辊翻炼，得到混合物A；
步骤三，将炭黑、石蜡、石墨、碳酸钙、氯化锌、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、成膜助剂按顺序依次加入高速搅拌机中，搅拌转速为1000-1200r/min，搅拌时间为20-25min，得到混合物，再将混合物加入到反应釜中，在温度为100-110℃反应20-25分钟，制得混合物B；
步骤四，向步骤二中制得的混合物A，加入步骤三中制得的混合物B，得到混合物C，向混合物C中加入硫化促进剂，送入双辊筒开炼机上，割胶翻炼，翻炼均匀后，辊温40-50℃，混炼30-40分钟，得到混合物D；
步骤五，将步骤四制得的混合物D，采用两段硫化方法，一段硫化条件为：压力10-16MPa，温度150-170℃，时间10-20分钟，二段硫化条件为温度200-210℃，时间2-4h，制得发明的阻燃耐低温耐候高性能橡胶。
优选地，所述阻燃耐低温耐候高性能橡胶的制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将天然橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶，依次加入高速搅拌机中，转速为1600r/min，搅拌25分钟，待冷却后，将混合物送入到双辊筒开炼机上，辊距3mm包辊翻炼，得到混合物A；
步骤三，将炭黑、石蜡、石墨、碳酸钙、氯化锌、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、成膜助剂按顺序依次加入高速搅拌机中，搅拌转速为1100r/min，搅拌时间为22.5min，得到混合物，再将混合物加入到反应釜中，在温度为105℃反应22.5分钟，制得混合物B；
步骤四，向步骤二中制得的混合物A，加入步骤三中制得的混合物B，得到混合物C，向混合物C中加入硫化促进剂，送入双辊筒开炼机上，割胶翻炼，翻炼均匀后，辊温45℃，混炼35分钟，得到混合物D；
步骤五，将步骤四制得的混合物D，采用两段硫化方法，一段硫化条件为：压力13MPa，温度160℃，时间15分钟，二段硫化条件为温度205℃，时间3h，制得发明的阻燃耐低温耐候高性能橡胶。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，天然橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶三种聚合物制备的橡胶，可以在低温下使用，同时耐油性能也很好，具有良好的性能。
（2）本发明的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶添加的石墨、氯化锌，氯化锌可以使石墨成为多孔性物，增大其表面积，是聚合反应更顺利的进行，此外添加的碳酸钙可以作为填充料，使橡胶色泽光艳、拉伸强度高、耐磨性能好。
（3）本发明的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶添加的阻燃剂，可以提高阻燃效果，是橡胶不易燃烧，同时添加的抗氧化剂，延长橡胶的使用寿命，此外加入的增塑剂可以使橡胶柔性增强，容易加工。
（4）本发明的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶添加的成膜助剂，能促进橡胶塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，可以在较广泛施工温度范围使用。
（5）本发明的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，该橡胶具有良好的阻燃、耐低温、耐候、耐老化等性能，同时本发明原料易得、安全无毒环保，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，包括以下重量份的原料：
天然橡胶80份、丁晴橡胶80份、硅橡胶60份、炭黑20份、石蜡16份、石墨12份、碳酸钙10份、氯化锌6份、阻燃剂4份、增塑剂3份、抗氧化剂1份、成膜助剂2份、硫化促进剂1份。
本实施例中的阻燃剂为氢氧化镁。
本实施例中的增塑剂为柏木油。
本实施例中的硫化促进剂为DCP。
本实施例的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将天然橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶，依次加入高速搅拌机中，转速为1200r/min，搅拌20分钟，待冷却后，将混合物送入到双辊筒开炼机上，辊距2mm包辊翻炼，得到混合物A；
步骤三，将炭黑、石蜡、石墨、碳酸钙、氯化锌、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、成膜助剂按顺序依次加入高速搅拌机中，搅拌转速为1000r/min，搅拌时间为20min，得到混合物，再将混合物加入到反应釜中，在温度为100℃反应20分钟，制得混合物B；
步骤四，向步骤二中制得的混合物A，加入步骤三中制得的混合物B，得到混合物C，向混合物C中加入硫化促进剂，送入双辊筒开炼机上，割胶翻炼，翻炼均匀后，辊温40℃，混炼30分钟，得到混合物D；
步骤五，将步骤四制得的混合物D，采用两段硫化方法，一段硫化条件为：压力10MPa，温度150℃，时间10分钟，二段硫化条件为温度200℃，时间2h，制得发明的阻燃耐低温耐候高性能橡胶。
实施例2.
本实施例的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，包括以下重量份的原料：
天然橡胶100份、丁晴橡胶90份、硅橡胶80份、炭黑30份、石蜡20份、石墨14份、碳酸钙12份、氯化锌8份、阻燃剂6份、增塑剂5份、抗氧化剂3份、成膜助剂3份、硫化促进剂2份。
本实施例中的阻燃剂为氢氧化镁。
本实施例中的增塑剂为柏木油。
本实施例中的硫化促进剂为DCP。
本实施例的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将天然橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶，依次加入高速搅拌机中，转速为2000r/min，搅拌30分钟，待冷却后，将混合物送入到双辊筒开炼机上，辊距4mm包辊翻炼，得到混合物A；
步骤三，将炭黑、石蜡、石墨、碳酸钙、氯化锌、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、成膜助剂按顺序依次加入高速搅拌机中，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为25min，得到混合物，再将混合物加入到反应釜中，在温度为110℃反应25分钟，制得混合物B；
步骤四，向步骤二中制得的混合物A，加入步骤三中制得的混合物B，得到混合物C，向混合物C中加入硫化促进剂，送入双辊筒开炼机上，割胶翻炼，翻炼均匀后，辊温50℃，混炼40分钟，得到混合物D；
步骤五，将步骤四制得的混合物D，采用两段硫化方法，一段硫化条件为：压力16MPa，温度170℃，时间20分钟，二段硫化条件为温度210℃，时间4h，制得发明的阻燃耐低温耐候高性能橡胶。
实施例3.
本实施例的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，包括以下重量份的原料：
天然橡胶90份、丁晴橡胶85份、硅橡胶70份、炭黑25份、石蜡18份、石墨13份、碳酸钙11份、氯化锌7份、阻燃剂5份、增塑剂4份、抗氧化剂2份、成膜助剂2.5份、硫化促进剂1.5份。
本实施例中的阻燃剂为氢氧化镁。
本实施例中的增塑剂为柏木油。
本实施例中的硫化促进剂为DCP。
本实施例的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将天然橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶，依次加入高速搅拌机中，转速为1600r/min，搅拌25分钟，待冷却后，将混合物送入到双辊筒开炼机上，辊距3mm包辊翻炼，得到混合物A；
步骤三，将炭黑、石蜡、石墨、碳酸钙、氯化锌、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、成膜助剂按顺序依次加入高速搅拌机中，搅拌转速为1100r/min，搅拌时间为22.5min，得到混合物，再将混合物加入到反应釜中，在温度为105℃反应22.5分钟，制得混合物B；
步骤四，向步骤二中制得的混合物A，加入步骤三中制得的混合物B，得到混合物C，向混合物C中加入硫化促进剂，送入双辊筒开炼机上，割胶翻炼，翻炼均匀后，辊温45℃，混炼35分钟，得到混合物D；
步骤五，将步骤四制得的混合物D，采用两段硫化方法，一段硫化条件为：压力13MPa，温度160℃，时间15分钟，二段硫化条件为温度205℃，时间3h，制得发明的阻燃耐低温耐候高性能橡胶。
本发明的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，该橡胶具有良好的阻燃、耐低温、耐候、耐老化等性能，同时本发明原料易得、安全无毒环保，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：
天然橡胶80-100份、丁晴橡胶80-90份、硅橡胶60-80份、炭黑20-30份、石蜡16-20份、石墨12-14份、碳酸钙10-12份、氯化锌6-8份、阻燃剂4-6份、增塑剂3-5份、抗氧化剂1-3份、成膜助剂2-3份、硫化促进剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，其特征在于，所述阻燃耐低温耐候高性能橡胶包括以下重量份的原料：
天然橡胶90份、丁晴橡胶85份、硅橡胶70份、炭黑25份、石蜡18份、石墨13份、碳酸钙11份、氯化锌7份、阻燃剂5份、增塑剂4份、抗氧化剂2份、成膜助剂2.5份、硫化促进剂1.5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，其特征在于，所述石蜡为低熔点石蜡、高熔点石蜡，按照重量比2:1组成的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、有机硅阻燃剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，其特征在于，所述增塑剂为柏木油、蓖麻油、绿芥末精油中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂168。
7.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，其特征在于，所述成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯。
8.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶，其特征在于，所述硫化促进剂为DCP、CZ、S-80中的一种或多种。
9.一种制备如权利要求1或2所述的阻燃耐低温耐候高性能橡胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将天然橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶，依次加入高速搅拌机中，转速为1200-2000r/min，搅拌20-30分钟，待冷却后，将混合物送入到双辊筒开炼机上，辊距2-4mm包辊翻炼，得到混合物A；
步骤三，将炭黑、石蜡、石墨、碳酸钙、氯化锌、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、成膜助剂按顺序依次加入高速搅拌机中，搅拌转速为1000-1200r/min，搅拌时间为20-25min，得到混合物，再将混合物加入到反应釜中，在温度为100-110℃反应20-25分钟，制得混合物B；
步骤四，向步骤二中制得的混合物A，加入步骤三中制得的混合物B，得到混合物C，向混合物C中加入硫化促进剂，送入双辊筒开炼机上，割胶翻炼，翻炼均匀后，辊温40-50℃，混炼30-40分钟，得到混合物D；
步骤五，将步骤四制得的混合物D，采用两段硫化方法，一段硫化条件为：压力10-16MPa，温度150-170℃，时间10-20分钟，二段硫化条件为温度200-210℃，时间2-4h，制得发明的阻燃耐低温耐候高性能橡胶。
10.根据权利要求9所述的一种阻燃耐低温耐候高性能橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将天然橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶，依次加入高速搅拌机中，转速为1600r/min，搅拌25分钟，待冷却后，将混合物送入到双辊筒开炼机上，辊距3mm包辊翻炼，得到混合物A；
步骤三，将炭黑、石蜡、石墨、碳酸钙、氯化锌、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、成膜助剂按顺序依次加入高速搅拌机中，搅拌转速为1100r/min，搅拌时间为22.5min，得到混合物，再将混合物加入到反应釜中，在温度为105℃反应22.5分钟，制得混合物B；
步骤四，向步骤二中制得的混合物A，加入步骤三中制得的混合物B，得到混合物C，向混合物C中加入硫化促进剂，送入双辊筒开炼机上，割胶翻炼，翻炼均匀后，辊温45℃，混炼35分钟，得到混合物D；
步骤五，将步骤四制得的混合物D，采用两段硫化方法，一段硫化条件为：压力13MPa，温度160℃，时间15分钟，二段硫化条件为温度205℃，时间3h，制得发明的阻燃耐低温耐候高性能橡胶。
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