[發明專利]耐高溫火焰的膨脹型阻燃三元乙丙橡膠

無效

• 申請號: 200810057054.6
• 申請日: 2008-01-29
• 公開（公告）號: CN101220185A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 郝建薇;杜建新;楊榮杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08K7/20;C08K3/32;C08K5/3492;C08L63/00;C08L61/06;C08L83/04
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明涉及阻燃橡膠技術領域，本發明提供的耐高溫火焰的膨脹型阻燃三元乙丙橡膠尤其適用于建筑、交通領域重要公共場所電纜束的火災安全防護。

背景技術

目前，橡膠的阻燃主要有兩類：(1)以添加無機金屬氫氧化物阻燃劑為主的體系，如以氫氧化鋁、氫氧化鎂為主，復配少量硼酸鋅、紅磷、有機磷酸酯、有機硅等；(2)添加含溴阻燃劑，以三氧化二銻為協同阻燃組分，同時加入大量無機填料實現對橡膠的阻燃處理。二十世紀80年代末，出現了膨脹型阻燃聚合物的技術，這種膨脹阻燃聚合物在火焰作用下，體系的酸源、炭源、氣源通過化學反應及物理作用在材料表面迅速膨脹，形成導熱系數很低的多孔致密炭層，因而可有效阻隔火焰熱量的傳導，具有抗拒高溫火焰熱氧化的作用。另外，膨脹型阻燃體系還具有阻燃效率高、發煙量少、無滴落等優點，是目前無鹵阻燃塑料、涂層的重要體系之一，但很少見用于膨脹阻燃橡膠的報導。

專利CN1923884采用填充大量氫氧化鋁或氫氧化鎂阻燃劑的無鹵阻燃技術對三元乙丙橡膠進行阻燃的，氧指數達到了37％；同時使用不飽和酸鹽甲基丙烯酸鎂，顯著提高了阻燃橡膠的力學性能。專利CN1546561公布了一種制備無鹵阻燃三元乙丙橡膠的方法，該發明是以氫氧化鎂/紅磷為協同阻燃體系，降低了無機阻燃劑的總體添加量，氧指數達到了30％，具有良好的低溫性能。專利CN1542042發明了一種含鹵阻燃三元乙丙橡膠，該阻燃橡膠由于采用的是鹵銻協同體系(十溴二苯醚/三氧化二銻)，因而具有填充量低、阻燃效果好、力學性能好的優點。但上述阻燃橡膠雖有很高的氧指數，但不具有抗拒高溫火焰燃燒的阻燃隔熱能力。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有優良耐熱、耐高溫老化、柔性的超薄耐高溫火焰的阻燃橡膠。將≤1mm厚度的該膨脹阻燃橡膠壓制在1mm厚度的鋼板上，阻燃橡膠可抗拒1200℃烴類火焰的燃燒，10min內可保持被防護鋼板基材背面的溫度≤300℃。

本發明采用三元乙丙橡膠(EPDM)為體系基體樹脂，以高聚合度聚磷酸銨(APP)為酸源，以具有熔體黏度調節功能的成炭發泡劑為炭源和氣源，同時添加成炭促進劑加快體系膨脹成炭的能力，添加無機隔熱耐火助劑玻璃微珠及二氧化鈦提高膨脹炭層耐受高溫火焰的沖擊及抗氧化能力。

本發明由下列原料及按質量百分比含量的組成：

三元乙丙橡膠????30～40％

聚磷酸銨????????40～55％

成炭發泡劑??????10～35％

成炭促進劑??????4～11％

隔熱耐火助劑????3～10％

硅油????????????0.5～1.5％

上述三元乙丙橡膠(EPDM)中乙烯重量含量為55％～75％，丙烯的重量含量為25％～35％，二烯ENB重量含量為2％～10％，其門尼黏度(ML1+4，125℃)在40～100之間。三元乙丙橡膠(EPDM)用作膨脹型阻燃劑體系的載體樹脂，具有良好的耐熱、耐候、電絕緣性及物理機械性能。高聚合度聚磷酸銨(APP)作為膨脹阻燃體系的酸源，聚合度＞700，1％熱失重分解溫度≥270℃，水中溶解度≤0.5g/100mL?H₂O(25℃)。聚磷酸銨(APP)通過熱分解產生的多磷酸使炭源脫水、交聯、成炭。成炭發泡劑由重量百分比4～11％縮水甘油醚雙酚A型環氧樹脂(分子量1800)、1～5％酚醛樹脂(KR120)、7～15％大分子三嗪系成炭-發泡劑組成。其中環氧樹脂與酚醛樹脂作為膨脹阻燃體系的炭源兼黏結劑，具有調節體系燃燒成炭過程中熔體黏度的功能；大分子三嗪系成炭-發泡劑(CFA)是東北林業大學專利產品。CFA為白色粉末、1％熱失重分解溫度≥290℃、氮含量為21～23％、800℃殘余炭含量≥40％(氮氣氣氛)、水中溶解度≤0.1％。這種大分子三嗪系成炭-發泡劑在受熱燃燒條件下可產生大量殘余炭、同時釋放出氣體，促使體系發泡形成膨脹多孔的炭層。成炭促進劑可以是滑石粉、黏土、五硼酸銨、偏硼酸硼砂、無水硼酸鋅、水合硼酸鋅、氫氧化鎂、碳酸鎂這類活性填料中的一種或幾種。在本發明中成炭促進劑的熱分解產物可對膨脹炭層物理結構起到增強作用，可防止炭層出現細微裂紋，同時也具有良好的抑煙作用。隔熱耐火助劑由重量百分比1～5％玻璃微珠(500目～2000目)、0.5～2％二氧化鈦組成。玻璃微珠具有降低膨脹炭層導熱系數的隔熱效果；二氧化鈦為無機耐熱填料，具有提高炭層抗高溫火焰熱氧化的能力，同時也具有對膨脹阻燃體系協同耐火的作用。硅油為二甲基硅氧烷，用以改善加工流變性能及潤滑性。