一种组合物、阻燃橡胶和制备方法、及胶管与流程

1.本发明涉及阻燃材料的技术领域，具体涉及一种组合物、阻燃橡胶和制备方法、及胶管。


背景技术：

2.现有技术中已经对阻燃材料作了一定的研究。
3.例如申请号cn202011111331.4本发明公开了一种阻燃橡胶及其制备方法，该橡胶组成原料各组份的质量份数为：天然橡胶100 份、氧化锌3～6份、硬脂酸1～2份、防老剂4010na 1～2份、石蜡3～6份、硫磺1～3份、促进剂cz 0.5～1份、促进剂dm 0.5～3 份、炭黑(n330)20份、可膨胀石墨1～10份、聚合物型阻燃剂0～40 份；聚合物型阻燃剂是以四三苯基磷钯[pd(pph3)4]为催化剂，1,4-二丙烯酰基哌嗪与双(4-溴苯基)苯基氧化膦经heck偶联聚合，再以4-乙烯基苯甲酸封端制备得到，聚合度x＝1～12；采用本方法制备的天然橡胶具有优异的阻燃性能、机械性能，并且改善了阻燃剂添加到橡胶基体中引起的机械性能下降问题。适用于轮胎、天然橡胶板材、管材，电线电缆，汽车用橡胶零件等。但是该方案的缺陷在于只关注 v0级别和氧指数，没有关注烟及烟气毒性信息。
[0004]
申请号cn201910940222.4本发明提供一种阻燃天然橡胶，该橡胶材料包括有，天然胶90-110份，氧化锌2-4份，硬脂酸0.5-1.5 份，防老剂4-6份，超耐磨炭黑50-60份，氯化石蜡30-50份，硫磺1-3份，促进剂1.5-3.5份。通过加入氯化石蜡改善天然橡胶的阻燃性能，加入超耐磨炭黑提高天然橡胶的耐磨性，提高产品强度，配方性价比较高
[0005]
但是该发明为有卤体系，使用了氯化石蜡和三氧化二锑，同时没有抑烟的成份。
[0006]
申请号cn201610189297.x发明公开了一种耐老化高阻燃天然橡胶复合材料，其原料包括：天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、聚氯乙烯、天然橡胶接枝马来酸酐、羧基液体丁腈橡胶、聚1，2-亚丙基碳酸酯、氧化锌、硬脂酸、硫磺、过氧化二异丙苯、纳米二氧化硅、硅藻土、纳米微晶纤维素、中超耐磨炉黑、氧化铈、硅烷偶联剂、促进剂、防老剂、磷硅阻燃剂、六对羧基苯氧基环三磷腈、二乙基次磷酸铝、硼酸锌。本发明提出的耐老化高阻燃天然橡胶复合材料，其强度高，耐老化性好，阻燃性能优异，能满足电缆、电器等多种领域的使用要求，且使用寿命长。该专利其实也是有卤体系，因为使用了聚氯乙烯。且聚氯乙烯是塑料，加入后弹性差，只适合做胶管、线缆类产品，不适合做减振器等产品。
[0007]
因此，本发明的目的是提供一种低烟低卤阻燃组合物、带有该组合物的阻燃橡胶和制备方法、及使用该阻燃橡胶的胶管。


技术实现要素：

[0008]
针对上述现有技术中存在的缺陷与问题，本发明提出一种组合物、阻燃橡胶和制备方法、及胶管。
[0009]
本发明所提供的技术方案为：
[0010]
一种组合物，所述组合物用于制备阻燃橡胶，其特征在于：所述组合物中各组分质
量配比包括：十二烷基三甲基溴化铵15-25份，磷酸二锑5-35份，碳酸锌50-70份。
[0011]
作为本发明的进一步优选实施方式，所述组合物中各组分质量配比包括：十二烷基三甲基溴化铵17-23份，磷酸二锑15-25份，碳酸锌55-65份。
[0012]
作为本发明的进一步优选实施方式，所述组合物中各固体组分粒径均在10微米以下。
[0013]
进一步地，本发明还提供一种包含所述组合物的阻燃橡胶，其特征在于：所述阻燃橡胶包括组合物与基材，所述基材包括天然橡胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、硫磺、促进剂、微晶蜡和防老剂，且所述组合物与所述基材的质量配比为组合物：天然橡胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、硫磺、促进剂、微晶蜡和防老剂为100-140：100：20-60：3-7： 1-5：1-3：0.5-1.5：1-5：1-5。
[0014]
作为本发明的进一步优选实施方式，所述组合物与所述基材的质量配比为组合物：天然橡胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、硫磺、促进剂、微晶蜡和防老剂为110-130：100：30-50：4-6：2-4：1.5-2.5：0.8-1.2： 2-4：2-4。
[0015]
作为本发明的进一步优选实施方式，所述促进剂选用促进剂cz。
[0016]
作为本发明的进一步优选实施方式，所述防老剂选用防老剂 4010na。
[0017]
进一步地，本发明还提供一种阻燃橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0018]
1)将制备组合物的各个组分按质量配比进行称量备用；
[0019]
2)将天然橡胶投入密炼机，再投入除硫磺和促进剂外其他组分，并充分混合搅拌；
[0020]
3)再加入硫磺和促进剂，并充分混合搅拌；
[0021]
4)出料后停放1-2d。
[0022]
作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤2)中密炼机中混合时间为3-5min，所述步骤3)中密炼机中混合时间为1-2min。
[0023]
进一步地，本发明还提供一种胶管，所述胶管用于轨道交通车辆中，其特征在于：所述胶管包含有采用所述方法制备的阻燃橡胶。
[0024]
本发明相对于现有技术所取得的技术效果为：
[0025]
1)本发明提供一种组合物、阻燃橡胶和制备方法、及胶管，通过各组分的协同而发挥阻燃作用：当受热时，碳酸锌会发生分解，吸热从而降低体系的温度，碳酸锌含锌元素，具有很好的抑烟作用；碳酸锌高温下分解成氧化锌，一方面也是耐高温的物质，另一方面，也容易和磷酸二锑烧结成耐高温的陶瓷体，从而起到阻隔作用。和金属氢氧化物单用的阻燃体系相比，卤锑阻燃体系，具有热释放速率低的特点。十二烷基三甲基溴化铵，本身含溴，是有效的含卤阻燃剂，和磷酸二锑有卤锑协同效应，起到固相和气相阻燃作用；磷酸二锑高温下会融化成黏稠的玻璃体状物质，覆盖在燃烧物表面起到阻隔作用。十二烷基三甲基溴化铵本身是长分子链的表面活性剂，它本身可以在橡胶中均匀分散，也可以促使碳酸锌和磷酸二锑在基体中良好分散。这对物理性能提高和阻燃性能提高都有益处。
[0026]
2)本发明提供一种组合物、阻燃橡胶和制备方法、及胶管，使用炭黑作为补强剂，炭黑不仅起到补强作用，也起到硬度调节作用。炭黑是比较理想的补强剂。在适当的用量范围内，炭黑不仅提高体系的强度，也可以提高体系的耐老化性能；炭黑本身难燃，且燃烧过程中产生的自由基可以被炭黑俘获，起到稳定自由基的作用，因此炭黑也起到一定的阻燃作用。
[0027]
3)本发明提供一种组合物、阻燃橡胶和制备方法、及胶管，本发明提供的组合物和阻燃橡胶，阻燃性符合en45545：2013中r22 部分对轨道车辆胶管的要求——烟密度小于300，毒性指数citg小于0.75，氧指数大于28％。而且该阻燃天然橡胶组合物显示出优越的力学性能：硬度＝70
±
5邵a。因此，采用本发明的阻燃橡胶制备的胶管符合机车车辆胶管的各项性能要求。
具体实施方式
[0028]
为更好的理解本发明的内容，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。在本发明所提供的实施例中，
[0029]
烟密度按gb/t 8323.2-2008测试。
[0030]
毒性指数按照iso 5659-2测试。
[0031]
氧指数按照iso 4589-2测试。
[0032]
硬度按照gb/t 531.1-2008测试。
[0033]
促进剂cz化学名为n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
[0034]
防老剂4010na化学名为n-(1-甲基乙基)-n
’‑
苯基-1,4-苯二胺。
[0035]
实施例1：
[0036]
按照以下质量配比称重各制备组分：将十二烷基三甲基溴化铵 18份，磷酸二锑42份，碳酸锌60份，天然橡胶100份，炭黑20份，氧化锌3份，硬脂酸3.5份，微晶蜡5份，防老剂1份倒入密炼机中混合充分搅拌4min后，再加入硫磺3份，促进剂0.5份，充分混合搅拌后出料，停放2d即得到阻燃橡胶1。
[0037]
实验测得阻燃橡胶1的性能指标如表1所示。
[0038]
实施例2：
[0039]
按照以下质量配比称重各制备组分：将十二烷基三甲基溴化铵 24份，磷酸二锑24份，碳酸锌72份，天然橡胶100份，炭黑40份，氧化锌5份，硬脂酸2份，微晶蜡3份，防老剂3份倒入密炼机中混合充分搅拌4min后，再加入硫磺2份，促进剂1份，充分混合搅拌后出料，停放2d即得到阻燃橡胶2。
[0040]
实验测得阻燃橡胶2的性能指标如表1所示。
[0041]
实施例3：
[0042]
按照以下质量配比称重各制备组分：将十二烷基三甲基溴化铵 30份，磷酸二锑6份，碳酸锌84份，天然橡胶100份，炭黑60份氧化锌7份，硬脂酸0.5份，微晶蜡1份，防老剂5份倒入密炼机中混合充分搅拌4min后，再加入硫磺1份，促进剂1.5份，充分混合搅拌后出料，停放2d即得到阻燃橡胶3。
[0043]
实验测得阻燃橡胶3的性能指标如表1所示。
[0044]
对比例1：
[0045]
按照以下质量配比称重各制备组分：将十二烷基三甲基溴化铵 12份，碳酸锌108份，天然橡胶100份，炭黑10份，氧化锌2份，硬脂酸4份，微晶蜡4份，防老剂0.3份倒入密炼机中混合充分搅拌 4min后，再加入硫磺0.5份，促进剂0.3份，充分混合搅拌后出料，停放2d即得到对比橡胶1。
[0046]
实验测得对比橡胶1的性能如表1所示。
[0047]
对比例2：
[0048]
按照以下质量配比称重各制备组分：将十二烷基三甲基溴化铵36份，磷酸二锑48份，碳酸锌36份，天然橡胶100份，炭黑70份，氧化锌8份，硬脂酸0.2份，微晶蜡0.3份，防老剂4份倒入密炼机中混合充分搅拌4min后，再加入硫磺3.5份，促进剂2份，充分混合搅拌后出料，停放2d即得到对比橡胶2。
[0049]
实验测得对比橡胶2的性能如表1所示。
[0050]
各实施例和对比例的制备组分及实验性能如下表所示：表1各实施例和对比例的制备组分及实验性能表表1各实施例和对比例的制备组分及实验性能表
[0051]
表1中，各制备组分的单位为份，烟密度和毒性指数无单位量纲，氧指数单位为％，硬度单位为邵氏硬度shore a，即邵a。
[0052]
由表1可知，通过实施例1-3与对比例1-2的对比，采用多种阻燃组分并用能够一定程度提高阻燃效率，但是各阻燃组分需在特定范围内才能最优化阻燃效率，过低或过高的质量配比均对最终阻燃效率不利。
[0053]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。