本發(fā)明涉及橡膠，具體地，涉及一種改性阻燃乙丙橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

電纜的緩沖層大多由橡膠組成，現(xiàn)有的橡膠緩沖層僅僅能夠起到緩沖作用，在意外起火的情況下，橡膠則會(huì)在高溫下分解為可燃性低分子物質(zhì)?？扇夹缘头肿游镔|(zhì)則會(huì)訊速地與氧氣進(jìn)行劇烈的氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)放出大量的熱則會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)橡膠的分解，同時(shí)氧化反應(yīng)中的生成物如低分子醇、醛也會(huì)與氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)直至橡膠燒盡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種改性阻燃乙丙橡膠及其制備方法，通過該方法制得的改性阻燃乙丙橡膠具有優(yōu)異的阻燃性，同時(shí)該方法工序簡(jiǎn)單，原料易得。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種改性阻燃乙丙橡膠的制備方法，包括：

1）將乙丙橡膠、丙乙烯-苯乙烯共聚物、甘蔗渣、硅藻土、三乙醇胺、1,2,3-苯并三氮唑、松香、鈦酸四丁酯、木質(zhì)素、二苯基硅二醇進(jìn)行初步混煉以制得混煉物；

2）將混煉物與硫化劑進(jìn)行二次混煉以制得硫化混煉物；

3）將硫化混煉物與偶聯(lián)劑進(jìn)行三次混煉，接著將納米氮化硼、納米碳化硅和硫酸鋇晶須添加至體系中進(jìn)行四次混煉以制得改性阻燃乙丙橡膠。

本發(fā)明還提供了一種改性阻燃乙丙橡膠的制備方法，該改性阻燃乙丙橡膠通過上述的制備方法制備而得。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過各步驟和各原料之間的協(xié)同作用使得制得的改性阻燃乙丙橡膠具有優(yōu)異的阻燃性，同時(shí)該方法工序簡(jiǎn)單，原料易得。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種改性阻燃乙丙橡膠的制備方法，包括：

1）將乙丙橡膠、丙乙烯-苯乙烯共聚物、甘蔗渣、硅藻土、三乙醇胺、1,2,3-苯并三氮唑、松香、鈦酸四丁酯、木質(zhì)素、二苯基硅二醇進(jìn)行初步混煉以制得混煉物；

2）將混煉物與硫化劑進(jìn)行二次混煉以制得硫化混煉物；

3）將硫化混煉物與偶聯(lián)劑進(jìn)行三次混煉，接著將納米氮化硼、納米碳化硅和硫酸鋇晶須添加至體系中進(jìn)行四次混煉以制得改性阻燃乙丙橡膠。

在上述制備方法的步驟1）中，物料的具體用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟1）中，相對(duì)于100重量份的乙丙橡膠，丙乙烯-苯乙烯共聚物的用量為41-58重量份，甘蔗渣的用量為40-55重量份，硅藻土的用量為24-29重量份，三乙醇胺的用量為41-48重量份，1,2,3-苯并三氮唑的用量為7-11重量份，松香的用量為15-24重量份，鈦酸四丁酯的用量為23-29重量份，木質(zhì)素的用量為31-38重量份，二苯基硅二醇的用量為60-72重量份。

在上述制備方法的步驟1）中，初步混煉的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟1）中，初步混煉至少滿足以下條件：混煉溫度為145-160℃，混煉時(shí)間為3-5h。

在上述制備方法的步驟1）中，丙乙烯-苯乙烯共聚物的重均分子量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟1）中，丙乙烯-苯乙烯共聚物的重均分子量為5000-8000。

在上述制備方法的步驟2）中，混煉物與硫化劑的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟2）中，混煉物與硫化劑的重量比為100：3-6。

在上述制備方法的步驟2）中，硫化劑的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟2）中，硫化劑選自3-甲基-2-噻唑硫酮、N,N'-二己內(nèi)酰胺二硫化物和四甲基二硫化秋蘭姆中的一種或多種。

在上述制備方法的步驟2）中，二次混煉的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟2）中，二次混煉至少滿足以下條件：混煉溫度為170-178℃，混煉時(shí)間為40-60min。

在上述制備方法的步驟2）中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟3）中，相對(duì)于100重量份的硫化混煉物，偶聯(lián)劑的用量為1-3重量份，納米氮化硼的用量為0.5-1.1重量份，納米碳化硅的用量為0.9-1.5重量份，硫酸鋇晶須的用量為0.2-0.7重量份。

在上述制備方法的步驟2）中，偶聯(lián)劑的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，偶聯(lián)劑選自偶聯(lián)劑KH550、偶聯(lián)劑KH560和偶聯(lián)劑KH570中的一種或多種

在上述制備方法的步驟3）中，三次混煉的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟3）中，三次混煉至少滿足以下條件：混煉溫度為180-190℃，混煉時(shí)間為40-60min。

在上述制備方法的步驟3）中，四次混煉的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，在步驟3）中，四次混煉至少滿足以下條件：混煉溫度為168-175℃，混煉時(shí)間為80-100min。

在上述制備方法的步驟3）中，納米氮化硼的粒徑可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，納米氮化硼的粒徑為40-60nm。

在上述制備方法的步驟3）中，納米碳化硅粒徑可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，納米碳化硅粒徑為10-30nm。

在上述制備方法的步驟3）中，硫酸鋇晶須的尺寸可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的改性阻燃乙丙橡膠具有更優(yōu)異的阻燃性，優(yōu)選地，硫酸鋇晶須至少滿足以下條件：直徑為1-8um，長度為30-200um。

本發(fā)明還提供了一種改性阻燃乙丙橡膠的制備方法，該改性阻燃乙丙橡膠通過上述的制備方法制備而得。

以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

1）將乙丙橡膠、丙乙烯-苯乙烯共聚物（重均分子量為6000）、甘蔗渣、硅藻土、三乙醇胺、1,2,3-苯并三氮唑、松香、鈦酸四丁酯、木質(zhì)素、二苯基硅二醇按照100：48：50：27：46：8：19：27：36：65的重量比于150℃下初步混煉4h以制得混煉物；

2）將混煉物與硫化劑（3-甲基-2-噻唑硫酮）按照100：5的重量比于175℃下二次混煉50min以制得硫化混煉物；

3）將硫化混煉物與偶聯(lián)劑（偶聯(lián)劑KH550）按照100：2的重量比于185℃下三次混煉50min，接著將粒徑為50nm的納米氮化硼、粒徑為20nm的納米碳化硅和硫酸鋇晶須（直徑為5um，長度為100um）（硫化混煉物、納米氮化硼、納米碳化硅、硫酸鋇晶須的重量比為100：0.8：1.2：0.5）添加至體系中于170℃下四次混煉90min以制得改性阻燃乙丙橡膠A1。

實(shí)施例2

1）將乙丙橡膠、丙乙烯-苯乙烯共聚物（重均分子量為5000）、甘蔗渣、硅藻土、三乙醇胺、1,2,3-苯并三氮唑、松香、鈦酸四丁酯、木質(zhì)素、二苯基硅二醇按照100：41：40：24：41：7：15：23：31：60的重量比于145℃下初步混煉3h以制得混煉物；

2）將混煉物與硫化劑（N,N'-二己內(nèi)酰胺二硫化物）按照100：3的重量比于170℃下二次混煉40min以制得硫化混煉物；

3）將硫化混煉物與偶聯(lián)劑（偶聯(lián)劑KH560）按照100：1的重量比于180℃下三次混煉40min，接著將粒徑為40nm的納米氮化硼、粒徑為10nm的納米碳化硅和硫酸鋇晶須（直徑為1um，長度為30um）（硫化混煉物、納米氮化硼、納米碳化硅、硫酸鋇晶須的重量比為100：0.5：0.9：0.2）添加至體系中于168℃下四次混煉80min以制得改性阻燃乙丙橡膠A2。

實(shí)施例3

1）將乙丙橡膠、丙乙烯-苯乙烯共聚物（重均分子量為8000）、甘蔗渣、硅藻土、三乙醇胺、1,2,3-苯并三氮唑、松香、鈦酸四丁酯、木質(zhì)素、二苯基硅二醇按照100：58：55：29：48：11：24：29：38：72的重量比于160℃下初步混煉5h以制得混煉物；

2）將混煉物與硫化劑（四甲基二硫化秋蘭姆）按照100：6的重量比于178℃下二次混煉60min以制得硫化混煉物；

3）將硫化混煉物與偶聯(lián)劑（偶聯(lián)劑KH570）按照100：1-3的重量比于190℃下三次混煉60min，接著將粒徑為60nm的納米氮化硼、粒徑為30nm的納米碳化硅和硫酸鋇晶須（直徑為8um，長度為200um）（硫化混煉物、納米氮化硼、納米碳化硅、硫酸鋇晶須的重量比為100：1.1：1.5：0.7）添加至體系中于175℃下四次混煉100min以制得改性阻燃乙丙橡膠A3。

對(duì)比例1

按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得改性乙丙橡膠B1，不同的是，步驟1）中國未使用甘蔗渣。

對(duì)比例2

按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得改性乙丙橡膠B2，不同的是，步驟1）中國未使用鈦酸四丁酯。

對(duì)比例3

按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得改性乙丙橡膠B3，不同的是，步驟1）中國未使用木質(zhì)素。

對(duì)比例4

按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得改性乙丙橡膠B4，不同的是，步驟2）中國未使用硫化劑。

對(duì)比例5

按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得改性乙丙橡膠B5，不同的是，步驟3）中國未使用納米氮化硼。

對(duì)比例6

按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得改性乙丙橡膠B6，不同的是，步驟3）中國未使用納米碳化硅。

對(duì)比例7

按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得改性乙丙橡膠B7，不同的是，步驟3）中國未使用硫酸鋇晶須。

對(duì)比例1

檢測(cè)上述改性乙丙橡膠的阻燃性能，具體結(jié)果見表1；其中，自熄性時(shí)間越短表示橡膠的阻燃性能越優(yōu)異，一般認(rèn)為氧指數(shù)<22屬于易燃材料，氧指數(shù)在22-27之間屬可燃材料，氧指數(shù)>27屬難燃材料。

表1

通過上述實(shí)施例、對(duì)比例和檢測(cè)例可知，本發(fā)明提供的改性乙丙橡膠的具有優(yōu)異的阻燃性能。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。