[發明專利]一種無鹵阻燃橡膠復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210007204.9
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102617936A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陳偉燕;于日志;李虹征;楊家榮;曹煥仁;蒙校宗
• 申請（專利權）人: 廣東信力材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08K9/10;C08K9/06;C08K3/22;C09C1/40;C09C3/12;C09C3/10;C08F287/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;李志強

技術領域

本發明涉及化工領域，具體涉及一種無鹵阻燃橡膠復合材料的制備方法。

背景技術

由于橡膠等高分子材料質輕、耐水、耐潮、電絕緣性能優異、成型加工性優良，廣泛用于航空、交通運輸、建筑及家用電器工業。但由于絕大部分高分子材料均是碳氫化合物，易燃是它們的共性，往往由于過熱及短路而導制火災發生。因此在某種程度上影響了橡膠等高分子材料在電器工業上的進一步推廣。因此解決橡膠等高分子材料的阻燃問題成為擺在當前應用高分子工業發展的重要問題。迫切需要開發橡膠用阻燃劑。阻燃劑是使聚合物不易著火或著火后使其燃燒變慢的一種工業助劑。在眾多的阻燃劑產品中,溴系阻燃劑的市場規模及應用領域長期雄居各類阻燃劑之首,其優異的性價比是其它阻燃劑所無法匹敵的。但由于溴系阻燃劑在生產及使用過程中造成環境危害,歐盟已經宣布從2006年7月1日起開始在電子產品中停止使用溴系阻燃劑。順應環保發展要求,無鹵、綠色無害化是未來阻燃材料的發展趨勢。低毒、低煙、低腐蝕且價格低廉的無機阻燃劑將會有較好的發展，但由于所需的添加量較大（例如在某些高分子基體中氫氧化鎂?[Mg(OH)₂，Al(OH)₃]阻燃劑的加入量高達60%),一定程度上限制了它們的應用。近年來,國外市場上陸續推出了一些新的無機阻燃劑品種,特別是表面處理技術的發展,使這些無機阻燃劑嶄露頭角。作為重要的無機阻燃劑產品,?氫氧化鋁[Al(OH)₃]和氫氧化鋁Mg(OH)₂由于與環境友好,?阻燃性強而倍受人們青睞。截止到目前,?在西方發達國家,?這類阻燃劑用量已占整個阻燃劑市場的50%左右,?而且仍呈明顯增長勢。Al(OH)₃阻燃劑在受熱分解時放出水分,同時吸收熱量降低高聚物的實際溫度,抑制高聚物分解和釋放可燃性氣體,此外生成的AlO又是耐火材料,覆蓋于高聚物表面,能提高高聚物抵抗火焰的能力,起到了隔絕空氣阻止燃燒的目的。Al(OH)₃可廣泛應用于天然橡膠（NR)、丁腈橡膠（NBR）、三元乙丙橡膠（EPDM）、氯丁橡膠（CR）、丁苯橡膠（SBR）、硅橡膠（VMQ）等橡膠中。橡膠燃燒的本質是高溫下橡膠發生分解，生成可燃性氣體，進而在氧和熱的作用下發生燃燒。所以，阻燃的方法是斷絕燃燒時所需要的氧氣或隔斷熱源，因此制備阻燃橡膠必須加入阻燃劑。Al(OH)₃燃燒時能分解出水分，吸收大量熱量，降低硫化膠溫度，阻止硫化膠進一步分解；同時，脫水產生的水蒸氣又能稀釋火焰區內的可燃氣體，降低燃燒速率。另外，還能促進硫化膠的燃燒區形成碳化層，阻止熱和氧進一步進入硫化膠。但用量較小時，阻燃效果差，往往達不到要求；用量大時，會使橡膠硫化膠的物理機械性能明顯降低，并易造成混煉困難。無鹵阻燃橡膠復合材料的最大問題是硫化膠的阻燃性能與力學性能、混煉膠的加工性能難以兼顧，因此，尋找高效、簡便、經濟的增強阻燃方式和阻燃增強劑歷來是橡膠科學研究的重點和熱點。

目前將國內生產的工業Al(OH)_3?(100～200目)直接加到橡膠中主要存在如下兩個問題：一是粒徑太粗；二是單用阻燃效率不高。為達到一定的阻燃效果,填充量需80%(總量)。加入量大不僅嚴重影響橡膠制品的物理機械性能，而且使成型加工性能變差，煉膠操作困難。因此,為使Al(OH)₃更廣泛地用于橡膠阻燃復合材料中,必須進行超細化和表面改性。必要時加入一定量的阻燃增效劑,以達到良好的阻燃效果。

發明內容

針對上述技術缺陷，本發明采用多層包覆納米氫氧化鋁作為阻燃劑，大大降低氫氧化鋁的粒徑，同時顆粒表面包覆復合物更容易與EPDM橡膠結合，從而改善EPDM橡膠制品的物理機械性能。