一種用于乙丙橡膠的無鹵阻燃劑組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于橡膠阻燃劑領域，具體涉及一種用于乙丙橡膠的阻燃劑組合物及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 鹵系阻燃劑雖然阻燃效率高，添加量少，對聚合物物理機械性能影響小，但由于燃 燒時會放出大量煙及有毒氣體，不利于火災現(xiàn)場的人員逃生及財產(chǎn)的搶救。由于近年來人 們環(huán)保意識的加強，很多工況條件下鹵系阻燃劑使用越來越多的受到限制。
[0003] 而磷氮系無鹵阻燃劑以磷、氮為主要成分，不含鹵素，是近年來發(fā)展較快的一類阻 燃劑。磷氮系無鹵阻燃劑由于含膨脹阻燃劑的聚合物，其在燃燒時表面會形成碳質(zhì)泡沫碳 層，能隔熱、隔氧、抑煙，并能防止熔滴行為，該類阻燃劑已越來越受到人們重視。
[0004] 雖然磷氮系阻燃劑有諸多優(yōu)點，但目前仍然存在很多問題。首先是阻燃效率較低。 膨脹型磷氮系阻燃劑必須同時具備酸源、碳源及氣源才可發(fā)揮最佳的作用。而目前集酸源、 碳源及氣源于一體的單分子阻燃劑非常少，況且這些阻燃劑僅對含特定基團的高聚物起作 用，對僅由碳氫元素組成的對乙丙橡膠效果非常差。其次，由于有機合成的阻燃劑顆粒比較 粗，磷氮系阻燃劑的補強性差。因此，相比較而言，磷氮系阻燃劑對聚合物基體的物理機械 性能影響比較大。
[0005] 目前，無鹵阻燃乙丙橡膠雖然研宄的比較多，但低煙、V0級且較低硬度的無鹵阻燃 乙丙橡膠的制備仍然是個難題。原因在于一方面人們還尚未合成出單一分子的高效阻燃 劑，另一方面，阻燃劑復配技術沒有取得突破，還不能制備出高效的阻燃劑。普通阻燃劑必 須填充很大量才可以實現(xiàn)阻燃，而填充量大必然導致硬度比較高且橡膠的物理機械性能損 失嚴重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種用于氯丁橡膠的無鹵阻燃劑組合物。采用該阻燃劑組合 物，可以制備硬度小于邵A60度、垂直燃燒等級達V0級、氧指數(shù)30%以上、煙密度小于200 且物理機械性能良好的無鹵阻燃乙丙橡膠材料。該阻燃劑組合物的生煙量小，可以滿足絕 大多數(shù)場合的需要。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
[0008] -種用于乙丙橡膠的阻燃劑組合物，所述阻燃劑組合物包含季戊四醇磷酸酯、鋁 酸鋅、紅磷和雙季戊四醇；
[0009] 優(yōu)選地，所述阻燃劑組合物由季戊四醇磷酸酯、鋁酸鋅、紅磷和雙季戊四醇組成。
[0010] 按重量百分比計，所述阻燃劑組合物包含季戊四醇磷酸酯65~75%、鋁酸鋅15~ 25%、紅磷3~7%、雙季戊四醇3~7% ;
[0011] 優(yōu)選地，按重量百分比計，所述阻燃劑組合物包含季戊四醇磷酸酯70%、鋁酸鋅 20%、紅磷5%、雙季戊四醇5%。
[0012] 本發(fā)明所述阻燃劑組合物的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將所述阻燃 劑組合物的各原料按比例攪拌混合；
[0013] 優(yōu)選地，所述攪拌的速度為60~80r/min;優(yōu)選地，所述攪拌的時間為40~ 50min〇
[0014] 本發(fā)明還提供了所述阻燃劑組合物在制備乙丙橡膠中的用途。
[0015] 其中優(yōu)選地，在制備所述乙丙橡膠時，以乙丙橡膠生膠質(zhì)量100份數(shù)計，所述阻燃 劑組合物的質(zhì)量份數(shù)不超過120份。
[0016] 本發(fā)明還提供了 一種包含所述阻燃劑組合物的乙丙橡膠。
[0017] 在所述乙丙橡膠中，以乙丙橡膠生膠質(zhì)量100份數(shù)計，所述阻燃劑組合物的質(zhì)量 份數(shù)不超過120份。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有至少以下有益效果：
[0019] (1)采用本發(fā)明阻燃劑組合物，可以制備硬度小于邵A60度、垂直燃燒等級達V0 級、氧指數(shù)30%以上、煙密度小于200且物理機械性能良好的無鹵阻燃乙丙橡膠材料；
[0020] (2)本發(fā)明阻燃劑阻燃效率高，生煙量小，用它制備的阻燃乙丙橡膠材料煙密度小 于200,可以滿足絕大多數(shù)場合的需要。
[0021] (3)用本發(fā)明阻燃劑組合物制備的阻燃乙丙橡膠材料物理機械性能仍然保持很 好，拉伸強度在7MPa以上，扯斷伸長率在500%以上，物理性能滿足標準ASTMD2000中對乙 丙橡膠強度、扯斷伸長率的要求，可以滿足大多數(shù)模壓類和擠出類產(chǎn)品的要求；
[0022] (4)本發(fā)明阻燃劑組合物的組分中不含有炭黑，并能夠用于淺色制品，可以制備淺 色阻燃乙丙橡膠材料。
【具體實施方式】
[0023] 以下參照具體的實施例來說明本發(fā)明。本領域技術人員能夠理解，這些實施例僅 用于說明本發(fā)明，其不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0024] 下述實施例的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的原 料、試劑材料等，如無特殊說明，均為市售購買產(chǎn)品。
[0025] 在以下實施例和對比例中，各個性能參數(shù)測定方法所依據(jù)的國家標準具體如下： 拉伸強度、扯斷伸長率按GB/T528-2009測定；硬度按GB/T531-2008測定；壓縮永久變形 按GB/T7759-1996測定；垂直燃燒等級和氧指數(shù)按GB/T10707-2008測定；煙密度按GB/T 8323. 2-2008 測定。
[0026] 原料：
[0027] 乙丙橡膠，朗盛化學工業(yè)公司；
[0028] 季戊四醇磷酸酯，鋁酸鋅，紅磷和雙季戊四醇，青島華舜工貿(mào)有限公司產(chǎn)品；
[0029] 其他均為市售工業(yè)品。
[0030] 對比例1
[0031] 阻燃劑組合物的制備。
[0032] 將季戊四醇磷酸酯96公斤，鋁酸鋅12公斤，紅磷1. 2公斤，雙季戊四醇10. 8公斤， 稱量好后倒入江蘇市榮德機械有限公司生產(chǎn)的W-200型雙錐高效混合機，設定機器轉(zhuǎn)速為 60轉(zhuǎn)/分鐘，混合45分鐘，即得到乙丙橡膠用阻燃劑組合物。
[0033] 上述阻燃劑組合物在乙丙橡膠中應用及性能測試；
[0034] 采用上海雙翼橡塑機械有限公司生產(chǎn)的XK-160型開放式煉膠機混煉阻燃氯丁橡 膠。取乙丙橡膠100克，包輥后，依次加入氧化鋅5,硬脂酸1克，阻燃劑組合物120克，硫磺 (S) 1.2克，四硫化雙戊撐秋蘭姆（TRA) 0.75克，二正丁基二硫代氨基甲酸鋅（BZ) 1.5克，2、 2'-二硫代二苯并噻唑（DM) 0.5克?；靹蚝笸７?-3天。返煉2分鐘。采用上海齊才液壓 機械有限公司生產(chǎn)的25t平板硫化機制備標準試樣，試樣硫化條件：180°C*10min。
[0035] 性能測試結(jié)果：
[0036] 硬度57,拉伸強度6. 5MPa，扯斷伸長率495%，氧指數(shù)28%，垂直燃燒等級VI級， 煙密度289。
[0037]對比例2
[0038] 阻燃劑組合物的制備。
[0039] 將季戊四醇磷酸酯72公斤，鋁酸鋅36公斤，紅磷9. 6公斤，雙季戊四醇2. 4公斤， 稱量好后倒入江蘇市榮德機械有限公司生產(chǎn)的W-200型雙錐高效混合機，設定機器轉(zhuǎn)速為