[发明专利]阻燃型丁苯橡胶材料

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种丁苯橡胶材料，尤其涉及一种阻燃型丁苯橡胶材料。

背景技术

21世纪的橡胶技术将向着高性能化和功能化方向发展。随着纳米材料的不断涌现以及橡胶纳米增强理论与技术的不断改进，橡胶纳米复合材料得到了蓬勃发展。纳米粉体与聚合物复合可以改善聚合物材料的物理性能和功能特性，特别是当纳米粉体由于自身化学结构和物理特性而具有一些特殊功能时，对于高粘度状态加工、纳米补强效果显著的橡胶材料，潜力很大。

丁苯橡胶，是由丁二烯和苯乙烯共聚而得到的弹性体。丁苯橡胶的外观呈浅黄褐色，微带苯乙烯气味。它的线型大分子整体结构呈无定形，不像天然橡胶那样有结晶化倾向。它的大分子链段中含有双键，可以用硫磺硫化。主要用作制造各种轮胎、胶管、胶鞋及其他多种橡胶制品。但是，由于丁苯橡胶在空气中易燃，其应用受到了很大程度上的限制。

氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂，不仅能阻燃，防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，而且在橡胶中分散均匀，加工性能好，具有良好的阻燃作用，尤其可以满足国内电线、电缆的无卤阻燃的要求。因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。

氢氧化镁在340℃～490℃之间分解，热稳定性好，具有良好的阻燃及消烟效果，特别适宜于加工温度较高的聚烯烃塑料。氢氧化铝和氢氧化镁两者复合使用能相互补充，其阻燃性能比单独使用效果要好。

黄土，物理性质表现为疏松、多孔隙，极易渗水。黄土颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40％～50％。典型的黄土未黄灰色或棕黄色的尘土和粉沙细粒组成，质地均一。黄土的矿物成分有碎屑矿物、粘土矿物及自生矿物3类。碎屑矿物主要是石英、长石和云母，占碎屑矿物的80％，其次有辉石、角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等；此外，黄土中碳酸盐矿物含量较多，主要是方解石。粘土矿物主要是伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿、含水赤铁矿等。黄土的化学成分以SiO₂占优势，其次为Al₂O₃、CaO，再次为Fe₂O₃、MgO、K₂O、Na₂O、FeO、TiO₂和MnO等。我国黄土的分布十分广泛，面积达54万平方公里，占全国土地面积的百分之六十。由于黄土中含有丰富的阻燃元素，且具有无毒、不挥发、抑烟和降低有毒气体的功能，可作为阻燃剂。

由于纳米黄土粉体具有天然的纳米片层结构，通过简单的复合技术就能剥离成纳米尺度的片层，均匀分散在聚合物基体中，制得聚合物基纳米复合材料；只需很少的填料即可使复合材料具有相当高的强度、弹性模量、尺寸稳定性、热稳定性及阻隔性能等，因此越来越受到国内外相关行业的重视。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻燃效果好，成本低，无环境污染的阻燃型丁苯橡胶材料。

本发明的阻燃型丁苯橡胶材料，是由丁苯橡胶材料与阻燃剂混炼而，其中阻燃剂采用纳米黄土粉体。

大量实验证明，丁苯橡胶与纳米黄土粉体的质量比在1∶0.1～1∶5的范围内时，对丁苯橡胶的物理性能影响不大。

为了进一步提高阻燃性能，本发明采用的阻燃剂也可以由纳米黄土粉体与纳米氢氧化铝或/和纳米氢氧化镁复配而得的复合阻燃剂。其配比比例为纳米黄土粉体与氢氧化镁或丁苯橡胶以1∶0.1～1∶10的质量比进行复配；或纳米黄土粉体与氢氧化镁、氢氧化铝以1∶0.1∶0.1～1∶10∶10的质量比进行复配。氢氧化铝、氢氧化镁不仅可以起到阻燃作用，而且可以起到填充作用。它们具有热稳定好、高效、抑烟、阻滴、填充安全、对环境基本无污染等特点，将二者复配，能发挥这两种无机组分的协同阻燃效应，扩宽有效阻燃温度范围，并显著提高复合无机阻燃剂的阻燃效率。

本发明采用的丁苯橡胶、纳米黄土粉体、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁均可在市场上购买。其中纳米黄土粉体的粒度为20～50nm，由上海沪正纳米科技有限公司生产；纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁的粒度为20nm，均由深圳纳米高科股份有限公司生产。

本发明阻燃型丁苯橡胶材料的制备可以通过机械参混、密炼的方式混炼而成。采用复合阻燃剂时，可以先以纳米黄土粉体、氢氧化镁或/和氢氧化铝以机械掺混的方式混合均匀，形成复合阻燃剂，再将丁苯橡胶与复合阻燃剂进行混炼；也可以将丁苯橡胶与纳米黄土粉体、氢氧化镁或/和氢氧化铝直接进行混炼。