[发明专利]低烟阻燃粉末丁苯橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶领域，具体涉及一种低烟阻燃粉末丁苯橡胶及其制备方法。

背景技术

众所周知，粉末丁苯橡胶(PSBR)是一种烃类橡胶，其主链上均含有大量的碳、氢等元素，受热熔化时易产生可燃气体，在高温时易与氧作用发生燃烧，造成其氧指数低，阻燃性能较差，带来了潜在的火灾危害性。目前，我国工业上普遍采用含卤阻燃剂制备阻燃橡胶，其优点在于具有较高的阻燃性，缺点是燃烧时产生大量烟雾和毒性物质，造成人呼吸困难，其危害性往往比燃烧产生的后果更为严重，是火灾中致人伤亡的首要危险因素。近年来，随着人们对材料防火安全性能的要求越来越高，开发研制新型低烟、高阻燃的橡胶材料已势在必行。

现有技术中，有关橡胶材料的低烟、阻燃研究主要是通过添加阻燃剂和抑烟剂的方法来制备。ZL200810057092.1公开了一种通过加入聚磷酸铵、硼酸锌、纳米无机物、白炭黑等，制备出一种耐油、耐热的膨胀型阻燃橡胶。ZL200610051860.3公开了一种在SEBS弹性体中加入纳米无机物、氮一磷复合阻燃剂、分散剂等，制备出一种膨胀型低烟无卤热塑性阻燃橡胶。ZL200410018246.8公开了一种由马来酸酐或甲基丙烯酸接枝丙烯腈苯乙烯共聚物做为增溶剂，通过添加无卤主阻燃剂和硅系辅助助燃剂来制备无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂的方法。CN1324885A公开了一种采用甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)等不饱和羧酸改性无机阻燃填料制备阻燃型无卤阻燃橡胶材料的方法。然而上述阻燃橡胶的抑烟性和阻燃性仍不能满足人们的需求。

在此基础上，有必要开发出一种低发烟、高阻燃的粉末丁苯橡胶。

发明内容

本发明一方面提供了一种低烟阻燃粉末丁苯橡胶的制备方法，该制备方法的具体的制备步骤为：(1)阻燃型接枝胶乳的制备：以丁苯胶乳质量为100份计，在聚合釜中首先加入100～200份去离子水、然后依次加入100份丁苯胶乳、3～10份乳化剂、0.5～1.5份分子量调节剂，用氮气置换后，加入10～20份的四溴双酚S双烯丙基醚，搅拌、加热，待聚合釜温度达到50～70℃时加入0.05～0.4份引发剂，反应10～15h后，加入0.1～0.5份终止剂，制得阻燃型接枝丁苯胶乳；(2)功能化可膨胀石墨的制备：以可膨胀石墨质量为100份计，将0.5～5份硅烷偶联剂和50～100份水、5～15份乙醇加入到聚合釜中搅拌混合5～10min；然后加入100份可膨胀石墨，搅拌混合10～30min后加入10～30份阻燃型接枝丁苯胶乳，搅拌、加热，待聚合釜温度达到70～90℃时，加入0.1～0.5份催化剂，搅拌反应5～10h后，脱水、干燥、研磨得到功能化可膨胀石墨；(3)阻燃粉末丁苯橡胶的制备：以丁苯胶乳质量为100份计，取100份丁苯胶乳和2～10份功能化可膨胀石墨、50～100份水加入到凝聚釜里搅拌混合10～30min，然后升温至40～60℃时，依次加入2～7份隔离剂、1～5份凝聚剂，调节体系pH值为8～13时进行凝聚，凝聚完成后升温熟化，然后经洗涤、脱水、干燥得到低烟阻燃粉末丁苯橡胶产品。

进一步地，可膨胀石墨的粒径为20μm～200μm。

进一步地，可膨胀石墨的粒径为30μm～100μm。

进一步地，硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

进一步地，催化剂选自草酸、盐酸、稀硝酸、磷酸、硫酸中的一种。

进一步地，催化剂为硫酸。

进一步地，引发剂选自过硫酸钾、二叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种。

进一步地，引发剂加入量为0.1～0.3份。

进一步地，丁苯胶乳是由共轭二烯烃化合物和芳基乙烯类化合物通过乳液聚合共聚而成，其中共轭二烯烃化合物为C₄类共轭二烯烃化合物，芳基乙烯类化合物选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-苯丙烯、乙基苯乙烯及它们的衍生物。

进一步地，乳化剂选自脂肪酸皂、松香酸皂、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂中的一种或多种。

进一步地，隔离剂选自硬脂酸钾、硬脂酸钠、油酸钾、油酸钠、合成脂肪酸钾、合成脂肪酸钠中的一种或多种。