[發明專利]一種阻燃環氧化天然橡膠復合材料制備方法

有效

• 申請號: 201610515740.8
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN106009132B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 王娜;胡立冬;亢萍
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08L15/00
• 分類號: C08L15/00;C08L91/06;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/32
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種橡膠復合材料制備方法，特別是涉及一種阻燃環氧化天然橡膠復合材料制備方法。

背景技術

環氧化天然橡膠（ENR）由于在主鏈上具有極性環氧基團，因此它除了保留了天然橡膠（NR）

的某些性能外，還具有合成橡膠的一些特性，如良好的耐油性，較低的透氣性，改善的濕抓著性和滾動阻力，以及較高的拉伸強度。它可與其他高分子材料共混制成各種性能優異的共混物和復合材料，使其用途更加廣泛，因此ENR共混物和復合材料的研究很活躍。但是，ENR也同樣具備著天然橡膠的缺點。一般天然橡膠氧指數在 17 左右，容易燃燒，并且會在燃燒過程中釋放大量黑煙，ENR也同樣如此。因此ENR的阻燃也非常重要。

聚磷酸銨是阻燃性能優良的無機磷系阻燃劑。以聚磷酸銨為基礎復配的膨脹型阻燃劑具有阻燃元素含量高、熱穩定性能好、阻燃性能優良，無毒性且抑煙等諸多優點，廣泛應用于樹脂、塑料、橡膠等高分子材料及防火涂料等的阻燃。聚磷酸銨 可以做為阻燃劑直接添加到有機聚合物基材中。但由于聚磷酸銨無機聚合物，與基材的相容性差，未經改性直接加入后使材料機械性能性下降，而且聚磷酸銨吸濕性使其易從材料內部遷移至表面而逐漸流失，導致材料耐候下降。對于加工溫度較高的材料，加工過程中聚磷酸銨熱分解釋放氨氣，進一步致使制品的機械性能下降。為提高聚磷酸銨與有機聚合物材料的相容性和阻燃耐熱加工性能，降低聚磷酸銨的吸濕性和其在水中的溶解度，需要聚磷酸銨進行表面改性。

多巴胺在水溶液中很容易被溶解氧所氧化，繼而引發自聚交聯反應，在幾乎任何一種固體材料表面形成緊密附著的復合層。將待改性的固體材料直接放入新鮮配置的多巴胺水溶液中浸泡一段時間后取出，即可得到表面附著聚多巴胺交聯復合層的改性基體材料。在材料表面形成富含鄰苯二酚基團的聚多巴胺復合層。其中，鄰苯二酚活性基團能夠進行二次反應，將功能分子引入材料表面，實現材料表面的進一步功能化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種阻燃環氧化天然橡膠復合材料制備方法，該方法采用多巴胺改性聚磷酸銨，通過化學鍵和的方式，使其與環氧化天然橡膠一體化，解決聚磷酸銨在基體中的分散問題，使其阻燃性能與力學性能進一步提升。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種阻燃環氧化天然橡膠復合材料制備方法，所述方法包括以下過程：

（1）聚磷酸銨的表面功能化

a室溫下稱取 0.1-0.2g Tris，溶于80-100mL 水中，然后加0.1-1mol/L 的鹽酸溶液調節緩沖溶液的 pH=8.5，稱取多巴胺溶于上述配置的緩沖溶液中，使多巴胺緩沖溶液的濃度控制在2-6mg/mL內；

b將聚磷酸銨放入多巴胺的緩沖溶液中，置于超聲環境中進行改性，以得到界面改性的聚磷酸銨；

（2）阻燃環氧化天然橡膠復合材料的制備

a取100-200份環氧化天然橡膠加入到溶劑中，在50-80℃下進行溶解，加入2-20ml甲酸溶液，使其環氧基開環；

b取10-60份界面改性的聚磷酸銨加入到上述溶液中，加入反應催化劑，反應2-4h后，凝固，壓片，造粒，干燥得到干膠態的環氧化天然橡膠；

c干膠態的環氧化天然橡膠按照傳統硫化配方加入配合劑進行混煉，得到阻燃環氧化天然橡膠復合材料。

所述的一種阻燃環氧化天然橡膠復合材料制備方法，所述方法中所用聚磷酸銨聚合度為100-2000；所用溶劑為甲苯，二甲苯。

所述的一種阻燃環氧化天然橡膠復合材料制備方法，所述方法中所用反應催化劑為可溶于水的碳二亞胺，4-二甲氨基吡啶。

其阻燃環氧化天然橡膠復合材料硫化配方包括，硫化劑用量1.2-1.5份；促進劑CZ用量0.8-1.0份；促進劑TMTD用量0.2-0.4質量份；硬脂酸用量3.5-4.5質量份；氧化鋅用量4.5-5質量份；防老劑4010用量1-2質量份；液體石蠟用量1-3質量份；炭黑用量30-40份。

本發明的優點與效果是：

1.本發明通過多巴胺改性聚磷酸銨，使其與環氧化天然橡膠一體化。相比與直接加入聚磷酸銨阻燃環氧化天然橡膠具有更高的成炭能力以及耐熱穩定性。

2.通過一體化反應，使無機聚合物聚磷酸銨與基材充分相容，解決了相容性差等問題，使材料的機械性能性得到提高。

附圖說明

圖1為本發明制備阻燃環氧化天然橡膠機理圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1：