一種石墨橡塑復(fù)合阻燃材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種阻燃材料及其制備方法，具體涉及一種采用低溫法，制得石墨高含量溫度可控型橡塑復(fù)合阻燃材料及其制備工藝。以可膨脹型阻燃材料為基礎(chǔ)性組劑，經(jīng)添加膠粘劑，阻燃劑及輔助性助劑，改變阻燃材料的塑性及強(qiáng)度，制得溫度可控型復(fù)合阻燃材料，按重量比計為，所述的可膨脹型阻燃劑：膠粘劑：阻燃劑：助劑為4.5-6.5：1.2-2.5：1.2-1.7：0.4-0.8。可膨脹石墨含量高達(dá)65%，可膨脹石墨含量高，可膨脹石墨的膨脹倍數(shù)決定阻燃材料膨脹后的壓力，阻燃材料膨脹后的膨脹壓力按火情要求可在0.4～0.6N/mm2范圍內(nèi)可調(diào)，完全阻隔密封部位因高溫變形產(chǎn)生的空隙。
【專利說明】一種石墨橡塑復(fù)合阻燃材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃材料及其制備方法，具體涉及一種采用低溫法，制得石墨高含量溫度可控型橡塑復(fù)合阻燃材料及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球安全環(huán)保意識的日益加強(qiáng)，人們對防火安全及制品阻燃的要求越來越高。歐美等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已限制使用含鹵阻燃劑，無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑已成為人們追求的目標(biāo)。全球阻燃劑行業(yè)在向無鹵化、環(huán)?；较虬l(fā)展。20世紀(jì)90年代后膨脹型阻燃劑成為最為活躍的研究領(lǐng)域之一，也被公認(rèn)為是實現(xiàn)阻燃劑無鹵化很有希望的途徑
之一 O
[0003]目前國內(nèi)使用的阻燃劑品種繁多，例如:膨脹型阻燃劑IFR、MCA氰尿酸三聚氰胺、MP磷酸三聚氰胺、聚磷酸銨、FR-2000、微膠囊化紅磷阻燃劑、HB⑶六溴環(huán)十二烷、ZR-Ol聚磷酸銨、磷酸三甲酯、TMP等等。廣泛應(yīng)用在橡膠、塑料、建材等行業(yè)，但是阻燃效果和環(huán)?；⑽吹玫胶芾硐氲男Ч诨鹎榘l(fā)生時有冒煙、融滴、化學(xué)殘留物造成二次污染等缺陷，而且這些阻燃劑大多沒有遇熱膨脹的特性，在密封方面不能起到阻燃阻煙的作用。
[0004]目前大部含有可膨脹石墨的阻燃材料在生產(chǎn)過程中需要控制硫化溫度在160-18(TC下進(jìn)行，熱塑成型工藝也需要20(TC的高溫，這種高溫會使得可膨脹石墨提前膨脹，造成阻燃功能的喪失。且現(xiàn)有的可膨脹石墨阻燃燒材料起始膨脹溫度在150-250°C，具有溫度不穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，將石墨最大限度的添加到基材中，起到阻燃防火阻煙和環(huán)保作用。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)上述目的的:
[0007]—種石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，以可膨脹型阻燃材料為基礎(chǔ)性組劑，經(jīng)添加膠粘劑，阻燃劑及輔助性助劑，改變阻燃材料的塑性及強(qiáng)度，制得溫度可控型復(fù)合阻燃材料。
[0008]按重量比計為，所述的可膨脹型阻燃劑:膠粘劑:阻燃劑:助劑為4.5-6.5:
1.2-2.5:1.2-1.7:0.4-0.8，進(jìn)一步所述的可膨脹型阻燃劑:膠粘劑:阻燃劑:助劑為6.5:
2.0:1.5:0.6。
[0009]所述的可膨脹型阻燃劑為可膨脹石墨，可膨脹型阻燃劑占總質(zhì)量的50~65%，進(jìn)一步占總質(zhì)量的65%，
[0010]所述的膠粘劑為天然橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物(C2H4)X.(C4H602)y、氯化聚乙烯(CPE)、氯丁橡膠(MCR)、接枝率為2-25%的氯丁二烯/甲基丙烯酸甲酯乳液接枝共聚物、順丁橡膠中的一種或多種。
[0011]進(jìn)一步所述的膠粘劑為天然橡膠、聚氯乙烯(CPE)及順丁橡膠，所述的天然橡膠、聚氯乙烯(CPE)及順丁橡膠的投料質(zhì)量比為I~3:1~5:1~4。[0012]所述的阻燃劑為氫氧化鋁AL(OH)3、磷酸三甲苯酯(TCP)、聚磷酸銨(APP)、磷酸胍、包覆微膠囊化紅磷中的一種或多種。
[0013]進(jìn)一步所述的阻燃劑為氫氧化鋁AL(OH)3以及磷酸三甲苯酯(TCP)和/或聚磷酸銨(APP)以及磷酸胍或包覆微膠囊化紅磷中的任意一種。
[0014]所述的氫氧化鋁AL(OH)3，磷酸三甲苯酯(TCP)和/或聚磷酸銨(APP)，磷酸胍或包覆微膠囊化紅磷的投料質(zhì)量比為7~9:0.6~1.5:0.1~6，所述的磷酸三甲苯酯(TCP)和聚磷酸銨(APP)同時投料時，磷酸三甲苯酯(TCP)和聚磷酸銨(APP)的投料質(zhì)量比為0.5~1:1。所述的助劑包括增粘劑，增塑劑及其填料，其中增粘劑包括叔丁基酚醛樹脂或萜烯樹脂；增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)或2-乙基己基二苯基磷酸酯；填料包括炭黑、三聚氰胺、黑油膏、碳酸鈣、氧化鐵、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、氧化鋅、氧化鎂、硫磺、二乙基硫脲、硬脂酸、2.2.4-三甲基-1.2- 二氫化喹啉(防老劑RD)中的一種或多種。
[0015]進(jìn)一步所述的增粘劑叔丁基酚醛樹脂或萜烯樹脂的投料質(zhì)量占總質(zhì)量的I~4% ；增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)或2-乙基己基二苯基磷酸酯的投料質(zhì)量占總質(zhì)量的I~4% ;填料的投料質(zhì)量占總質(zhì)量的1.1~2.7%，其中炭黑和/或三聚氰胺，碳酸鈣和/或氧化鐵，促進(jìn)劑D和/或促進(jìn)劑DM，硫磺和/或二乙基硫脲，脂肪酸和/或2.2.4-三甲基-1.2- 二氫化喹啉(防老劑RD)，所述的炭黑和/或三聚氰胺，碳酸鈣和/或氧化鐵，促進(jìn)劑D和/或促進(jìn)劑DM，硫磺和/或二乙基硫脲，脂肪酸和/或2.2.4-三甲基-1.2- 二氫化喹啉(防老劑RD)的投料質(zhì)量比為0.6~1.1:03~0.6:0~0.5:0.2~0.5:0.011~0.02。
[0016]本發(fā)明的另一目的在于提供一種石墨橡塑復(fù)合材料的制備方法，包括以下制備步驟:
[0017]I)橡膠開煉:將膠粘劑下料于預(yù)熱至45-50°C的開煉機(jī)內(nèi)輥煉加工20-25min，經(jīng)薄擊、打三角包后出片，室溫下放置20~24h ；
[0018]2)密煉:經(jīng)過輥煉的橡膠片放入預(yù)熱至80-100°C的密煉機(jī)內(nèi)，并依次添加阻燃劑、助劑、膨脹石墨，密煉10~15分鐘；
[0019]3)成品:將經(jīng)過密煉的的物料經(jīng)擠出、模壓或壓制得石墨橡塑復(fù)合阻燃材料。
[0020]本發(fā)明提供的低溫法高石墨含量橡塑復(fù)合阻燃材料及其生產(chǎn)方法，具有以下有益效果:
[0021]1、本發(fā)明整個生產(chǎn)全過程都在低溫下生產(chǎn)，直到做成帶、板、管等中間產(chǎn)品。生產(chǎn)中不經(jīng)過硫化和高溫，溫度控制在80-100°C范圍，阻燃產(chǎn)品也能夠具有良好的塑形和強(qiáng)度，回避了現(xiàn)有技術(shù)的硫化工藝中160-180°C的高溫和熱塑成型工藝中200°C的高溫，而這種高溫會使得可膨脹石墨提前膨脹，造成阻燃功能的喪失。通過低溫法得到的產(chǎn)品起始膨脹溫度從150°C — 250°C的范圍，可以通過添加不同性能的可膨脹石墨就可以實現(xiàn)溫度的調(diào)整，用來滿足更多場合的需要。
[0022]2、本發(fā)明提高了阻燃劑中的可膨脹石墨含量，充分利用了石墨這種綠色環(huán)保阻燃材料，可以擴(kuò)大石墨深加工的領(lǐng)域，有較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。以可膨脹石墨為阻燃添加劑，與其它有機(jī)高分子材料進(jìn)行復(fù)合成新的材料。
[0023]可膨脹石墨含量高達(dá)65%，可膨脹石墨含量高，則阻燃效果好，二次污染小?？膳蛎浭呐蛎洷稊?shù)決定阻燃材料膨脹后的壓力，通過工藝控制，阻燃材料膨脹后的膨脹壓力按火情要求可在0.4~0.6N/mm2范圍內(nèi)可調(diào)，完全阻隔密封部位因高溫變形產(chǎn)生的空隙，達(dá)到防火阻燃阻煙的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為石墨橡塑復(fù)合材料制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0025]實施例1
[0026]橡膠開煉:將5kg天然橡膠，5kg順丁橡膠，IOkg氯化聚乙烯下料于預(yù)熱至45°C的開煉機(jī)內(nèi)輥煉加工25min，經(jīng)薄擊、打三角包后出片，室溫下放置20~24h，制得橡膠片；
[0027]2)密煉:經(jīng)過輥煉的橡膠片放入預(yù)熱至80°C的密煉機(jī)內(nèi)，并依次添加8kgAl (OH) 3、IkgTCP助劑、0.5kgAPP、0.1kg包覆微膠囊化紅磷、4kg萜烯樹脂粘接劑、1.4kg鄰苯二甲酸二丁酯增塑劑、0.7kg炭黑、0.3kg三聚氰胺、0.2kg碳酸|丐、0.2kg氧化鐵、0.5kg促進(jìn)劑DM、2kg氧化鎂、0.2kg硫磺、0.01kg防老劑、0.0Olkg脂肪酸、Ikg古馬隆、0.0Olkg香料及60kg膨脹石墨，密煉10~15分鐘；
[0028]3)成品:將經(jīng)過密煉的的物料經(jīng)擠出、模壓或壓制得到石墨橡塑復(fù)合阻燃材料。
[0029]具體檢查指標(biāo)如下:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，以可膨脹型阻燃材料為基礎(chǔ)性組劑，經(jīng)添加膠粘劑，阻燃劑及輔助性助劑，改變阻燃材料的塑性及強(qiáng)度，制得溫度可控型復(fù)合阻燃材料，按重量比計為，所述的可膨脹型阻燃劑:膠粘劑:阻燃劑:助劑為4.5-6.5:1.2-2.5:1.2-1.7:0.4-0.8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，按重量比計為，所述的可膨脹型阻燃劑:膠粘劑:阻燃劑:助劑的投料質(zhì)量比為5:2.0:1.5:0.6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，所述的可膨脹型阻燃劑為可膨脹石墨，可膨脹石墨占復(fù)合阻燃材料總質(zhì)量的65%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，所述的膠粘劑為天然橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物(C2H4)x.(C4H602)y、氯化聚乙烯CPE、氯丁橡膠MCR、接枝率為2-25%的氯丁二烯/甲基丙烯酸甲酯乳液接枝共聚物、順丁橡膠中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，所述的膠粘劑為天然橡膠、聚氯乙烯CPE及順丁橡膠，所述的天然橡膠、聚氯乙烯CPE及順丁橡膠的投料質(zhì)量比為 1~3:1~5:1 ~4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，所述的阻燃劑為氫氧化鋁AL (OH)3、磷酸三甲苯酯TCP、聚磷酸銨ΑΡΡ、磷酸胍、包覆微膠囊化紅磷中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，所述的阻燃劑為氫氧化鋁AL(OH)3以及磷酸三甲苯酯TCP和/或聚磷酸銨APP以及磷酸胍或包覆微膠囊化紅磷中的任意一種；所述的氫氧化鋁AL (OH) 3,磷酸三甲苯酯TCP和/或聚磷酸銨APP，磷酸胍或包覆微膠囊化紅磷的投料質(zhì)量比為1、:0.6^1.5:0.1飛，所述的磷酸三甲苯酯TCP和聚磷酸銨APP同時投料時，磷酸三甲苯酯TCP和聚磷酸銨APP的投料質(zhì)量比為0.5~1:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，所述的助劑包括增粘劑，增塑劑及其填料，其中增粘劑包括叔丁基酚醛樹脂或萜烯樹脂；增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯DBP或2-乙基己基二苯基磷酸酯；填料包括炭黑、三聚氰胺、黑油膏、碳酸鈣、氧化鐵、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、氧化鋅、氧化鎂、硫磺、二乙基硫脲、硬脂酸、防老劑2.2.4-三甲基-1.2- 二氫化喹啉RD、古馬隆及香料中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的石墨橡塑復(fù)合阻燃材料，其特征在于，所述的增粘劑叔丁基酚醛樹脂或萜烯樹脂的投料質(zhì)量占復(fù)合阻燃材料總質(zhì)量的1~4% ; 增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯DBP或2-乙基己基二苯基磷酸酯的投料質(zhì)量占復(fù)合阻燃材料總質(zhì)量的1~4% ； 填料包括炭黑和/或三聚氰胺，碳酸鈣和/或氧化鐵，促進(jìn)劑D和/或促進(jìn)劑DMjt磺和/或二乙基硫脲，脂肪酸和/或防老劑2.2.4-三甲基-1.2- 二氫化喹啉RD，古馬隆，香料，填料的投料質(zhì)量占復(fù)合阻燃材料總質(zhì)量的1.1~2.7%，其中炭黑和/或三聚氰胺，碳酸鈣和/或氧化鐵，促進(jìn)劑D和/或促進(jìn)劑DM，硫磺和/或二乙基硫脲，脂肪酸和/或防老劑2.2.4-三甲基-1.2- 二氫化喹啉RD，古馬隆，香料的投料質(zhì)量比為0.6~1.1 =03^0.6:0~0.5:0.2~0.5:0.011 ~0.02:1:0.001。
10.一種石墨橡塑復(fù)合材料的制備方法，包括以下制備步驟: I)橡膠開煉:將膠粘劑下料于預(yù)熱至45-50°C的開煉機(jī)內(nèi)輥煉加工20-25min，經(jīng)薄擊、打三角包后出片，室溫下放置2(T24h ； 2)密煉:經(jīng)過輥煉的橡膠片放入預(yù)熱至80-100°C的密煉機(jī)內(nèi)，并依次添加阻燃劑、助劑、膨脹石墨，密煉10-15分鐘； 3)成品:將經(jīng)過密煉的的`物料經(jīng)擠出、模壓或壓制得石墨橡塑復(fù)合阻燃材料。
【文檔編號】C08L7/00GK103724847SQ201410017097
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】楊久新 申請人:宜昌奧佳新材料科技有限公司