[發(fā)明專利]一種低煙、高阻燃粉末丁苯橡膠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310428324.0
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104448662B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐典宏;叢日新;王新;董萬卓;鄭紅兵;文善雄;王月霞;翟云芳;朱晶;魏緒玲;艾純金
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08L51/04
• 分類號: C08L51/04;C08K9/04;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/24;C08K3/26;C08F279/02;C08F214/14;C08F214/16;C08F220/06;C08F222/06
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃粉末丁苯橡膠的制備方法，具體涉及一種功能化抑煙劑和阻燃劑接枝改性丁苯膠乳的低煙、高阻燃粉末丁苯橡膠的制備方法。

背景技術(shù)

眾所周知，粉末丁苯橡膠（PSBR）是一種烴類橡膠，其主鏈上均含有大量的碳、氫等元素，受熱熔化時(shí)易產(chǎn)生可燃?xì)怏w，在高溫時(shí)易與氧作用發(fā)生燃燒，造成其氧指數(shù)低，阻燃性能較差，由此帶來了潛在的火災(zāi)危害性，限制了PSBR在礦井、電子、電器工業(yè)、汽車、飛機(jī)、輪船等領(lǐng)域里的應(yīng)用。目前，我國工業(yè)上普遍采用含鹵阻燃劑制備阻燃橡膠，其優(yōu)點(diǎn)在于具有較高的阻燃性，缺點(diǎn)是燃燒時(shí)產(chǎn)生大量煙霧和毒性物質(zhì)，造成人呼吸困難，其危害性往往比燃燒產(chǎn)生的后果更為嚴(yán)重，是火災(zāi)中致人傷亡的首要危險(xiǎn)因素。近年來，隨著全球安全環(huán)保意識的日益加強(qiáng)，人們對防火安全性及制品的阻燃性能的要求越來越高，開發(fā)研制新型低煙、高阻燃的燃橡膠材料已成為研究熱點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)橡膠材料的低煙、高阻燃研究主要是通過添加無機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑的方法來制備。如：CN101121796A公開了一種通過加入少量可膨脹石墨，制備阻燃效果好、燃燒時(shí)低煙無毒的無鹵熱塑性阻燃橡膠的生產(chǎn)方法。ZL96116942.7公開了一種以無鹵阻燃劑氫氧化鋁（鎂）、三氧化二銻和磷系阻燃劑相互配合使用，通過混煉共混工藝，制備出低煙、低毒、阻燃性能好的環(huán)保型阻燃橡膠地板。ZL201010136235.5公開了一種采用有機(jī)磷系阻燃劑三芳基磷酸酯和有機(jī)改性納米蒙脫土復(fù)配制備的高效、環(huán)保型阻燃劑，并以10～15wt%添加量應(yīng)用到天然橡膠體系中，制備綠色環(huán)保阻燃橡膠材料。CN1324885A公開了一種采用甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)等不飽和羧酸改性無機(jī)阻燃填料，制備阻燃性能優(yōu)良的無鹵阻燃橡膠材料。張保衛(wèi)等研究發(fā)現(xiàn)氫氧化鋁通過硅烷偶聯(lián)劑改性和粒徑微細(xì)化處理能有效地提高丁苯橡膠的氧指數(shù)（《氫氧化鋁在丁苯橡膠中的阻燃性研究》,特種橡膠制品，2003,24(2):15～17）。譚海生等采用丙烯基氯和甲基丙烯酸甲酯接枝改性天然膠乳后，制得了阻燃性能和力學(xué)性能優(yōu)良的接枝聚合物《AC/MMA接枝改性天然膠乳的制備及性能研究》（彈性體，2002,12(6):32～35）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種最大煙密度小于170、氧指數(shù)大于39％的低煙、高阻燃型粉末丁苯橡膠的制備方法，該發(fā)明采用烯丙基鹵和極性單體對丁苯膠乳分別進(jìn)行接枝聚合改性，而后對抑煙劑進(jìn)行酯化處理，最后將功能化抑煙劑與接枝改性的丁苯膠乳混合后直接凝聚成粉。這種方法不僅使得阻燃基團(tuán)能夠有效地嵌入到粉末丁苯橡膠聚合物的主鏈上，而且極大地改善了抑煙劑和丁苯膠乳的相容性，解決了抑煙劑在橡膠基體中的分散不均、遷移和析出等問題，賦予了粉末丁苯橡膠阻燃性能的低煙性和高效阻燃性。

本發(fā)明所述的“份”均是指質(zhì)量份。

本發(fā)明的一種阻燃粉末丁苯橡膠的制備方法，具體的制備步驟為：

（1）功能化抑煙劑的制備：以抑煙劑質(zhì)量為100份計(jì)，將10～25份多元醇和5～15份脂肪酸加入到聚合釜中，用緩沖劑調(diào)節(jié)體系pH值為9～10，在150～200℃下攪拌反應(yīng)1～3ｈ后，然后加入100～200份水和100份抑煙劑，攪拌混合30～50min；脫水、干燥、研磨得到功能化抑煙劑。

（2）阻燃型接枝膠乳的制備：以丁苯膠乳質(zhì)量為100份計(jì)，在聚合釜中首先加入100～300份去離子水、然后依次加入100份丁苯膠乳、1～10份乳化劑、0.1～1.0份分子量調(diào)節(jié)劑，用氮?dú)庵脫Q后，緊接著先加入5～20份的烯丙基鹵接枝單體，攪拌、加熱，待聚合釜溫度達(dá)到35～65℃時(shí)加入0.1～0.5份引發(fā)劑，反應(yīng)3～6h后，然后在在加入1～4份的極性單體和0.05～0.2份引發(fā)劑，繼續(xù)反應(yīng)2～4h后，加入0.1～0.5份終止劑，制得阻燃型接枝丁苯膠乳；

（3）阻燃型粉末丁苯橡膠的制備：以阻燃接枝丁苯膠乳質(zhì)量為100份計(jì)，取100份阻燃型接枝膠乳和15～25份功能化抑煙劑、50～100份水加入到凝聚釜里攪拌混合10～30min，然后升溫至40～60℃時(shí)，依次加入2～5份隔離劑、2～6份凝聚劑，用緩沖劑調(diào)節(jié)體系pH值為8～11，升溫至70～90℃時(shí)攪拌10～30min進(jìn)行熟化，然后經(jīng)洗滌、脫水、干燥得到低煙、高阻燃粉末丁苯橡膠產(chǎn)品。