[發明專利]一種抗高濃度臭氧的阻燃復合橡膠材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010962544.1
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112063060B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 張江龍;古伍賢;初浩暉;古小軍;李雷;唐科榮;劉小團
• 申請（專利權）人: 寧波柯林斯橡塑科技有限公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L23/34;C08L91/06;C08K13/04;C08K7/26;C08K3/30;C08K3/22;C08K5/09;C08K5/06;C08K5/00
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 洪珊珊;王玲華

本發明屬于橡膠材料領域，具體涉及一種抗高濃度臭氧的阻燃復合橡膠材料及其制備方法。復合橡膠材料的原料包括如下重量份數的組分：三元乙丙橡膠：70～30份、氯磺化聚乙烯：30～70份、補強劑：30～60份、阻燃材料：25～50份、石蠟油：5～15份、抗臭氧劑：5～12份、氧化鋅：4～6份、硬脂酸：0.3～1份。本發明的阻燃復合橡膠在制備過程中，先將三元乙丙橡膠、氯磺化聚乙烯及氧化鎂三種材料進行合煉，再分步添加活性劑、大料和油料，進行低溫混煉，且無需高溫條件，生產工藝簡單、節能、高效。本發明通過合理的配方設計和工藝優化，制得的復合橡膠材料具有抗高濃度臭氧特性和良好的阻燃性能，在臭氧發生器上能抗200ppm的臭氧濃度而保持完好。

技術領域

本發明屬于橡膠材料領域，具體涉及一種抗高濃度臭氧的阻燃復合橡膠材料及其制備方法。

背景技術

臭氧具有極強的氧化性和殺菌性能，可廣泛應用于飲用水凈化、食品加工存儲、果蔬保鮮、空氣凈化、醫療衛生、化學氧化等領域。目前，我國對臭氧的應用濃度一般不超過10ppm，而在臨床醫療中的應用可能會達到20ppm，而臭氧發生器局部濃度可高達170～300ppm，輸出濃度也可達到150ppm。因而臭氧發生器對配件有很高的要求，通常使用耐臭氧、耐老化且絕緣性能良好的橡膠材料。但目前用于臭氧發生器的絕緣橡膠多為單膠種，或加入少量防老劑或抗臭氧劑，而當臭氧濃度超過30ppm后，就容易出現龜裂，無法正常使用。并且臭氧發生器的高壓電弧裂解氧氣，局部瞬間高溫，會使膠墊擊穿、燒焦甚至著火，若臭氧發生器橡膠配件的性能太差，就有可能導致安全事故，帶來嚴重后果。

作為臭氧發生器配件的橡膠材料不僅要有良好的電絕緣性、耐臭氧、耐老化性能，還要有很好的耐熱變形和阻燃性能。三元乙丙橡膠(EPDM)主鏈由化學穩定的飽和烴組成，側鏈含有不飽和雙鍵，因而具備優異的耐老化性能，有一定耐臭氧能力，但阻燃性能差，對于利用高壓電離產生高濃度臭氧的臭氧發生器仍不適用。通過橡膠配方設計對橡膠進行改性十分必要，如中國專利申請CN108485013A將氯丁橡膠、丁腈橡膠、天然橡膠和三元乙丙橡膠共用，同時添加多種阻燃劑和防老劑，使制得的復合橡膠有較好的阻燃性、耐臭氧性和耐油性，但其僅能達到耐50pphm濃度臭氧的效果。盡管已有不少研究通過改性處理提高三元乙丙橡膠的耐老化性或阻燃性能，但目前的阻燃橡膠材料都難以達到很好的抗高濃度臭氧的效果。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術問題，通過合理的配方設計和工藝優化，提供一種抗高濃度臭氧的阻燃復合橡膠材料及其制備方法。

本發明的上述目的通過以下技術方案得以實施：

一種抗高濃度臭氧的阻燃復合橡膠材料，所述復合橡膠材料的原料包括如下重量份數的組分：三元乙丙橡膠：70～30份、氯磺化聚乙烯：30～70份、補強劑：30～60份、阻燃材料：25～50份、石蠟油：5～15份、抗臭氧劑：5～12份、氧化鋅：4～6份、氧化鎂：2～5份、硬脂酸：0.3～1份、加工助劑：1～3.5份、硫化劑：1.8～4.6份、顏料：1～5份、交聯助劑：0.6～1.8份。

進一步地，本發明所述復合橡膠材料的原料包括如下重量份數的組分：三元乙丙橡膠：70～60份、氯磺化聚乙烯：30～40份、補強劑：45～55份、阻燃材料：35～45份、石蠟油：8～12份、抗臭氧劑：7～10份、氧化鋅：4～5份、氧化鎂：3～4份、硬脂酸：0.3～0.6份、加工助劑：2～3份、硫化劑：2.2～4份、顏料：1～3.5份、交聯助劑：0.8～1.2份。

三元乙丙橡膠(EPDM)有較好的耐臭氧性能，但阻燃性能差，在靠電弧產生臭氧的環境下安全性較差，而氯磺化聚乙烯(CSM)具有優異的耐熱、耐臭氧性能，但彈性弱、加工性能差，且活性氯有較強的腐蝕性，高溫壓縮會產生較大的永久變形。而本發明將EPDM和CSM并用，能夠實現互補增效，CSM釋放的含氯物質可使膠料熱老化過程中形成的過氧化物分解，提高復合橡膠材料的耐熱老化性能和阻燃性能，而EPDM和其他助劑的添加也可改善CSM的工藝性能和機械性能，使復合橡膠材料的綜合性能得到大大改善。