[发明专利]一种高阻燃耐热改性天然橡胶复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高阻燃耐热改性天然橡胶复合材料。

背景技术

天然橡胶为线性的天然高分子化合物，化学成分主要是顺-1,4-聚异戊二烯，其中含有大量的不饱和双键，在加工、使用或贮存过程中，当受到热、光、臭氧氧化或金属离子的催化作用时，容易进行自动催化反应，使分子断链或过度交联，从而表面会逐渐发生变色、喷霜、发粘、变硬发脆、裂纹等现象，同时其力学性能也会出现明显下降，甚至丧失使用价值，再加上其作为有机高分子材料，阻燃性不是很理想，现有的天然橡胶复合材料在电缆、电线、电器中使用时往往存在耐热性欠佳，阻燃性不是很理想的缺陷，从而限制了天然橡胶复合材料的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高阻燃耐热改性天然橡胶复合材料，其强度高，耐热性好，阻燃性能优异，能满足电缆、电器等多种领域的使用要求，且使用寿命长。

本发明提出的一种高阻燃耐热改性天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶50-80份、三元乙丙橡胶20-50份、聚氯乙烯10-30份、聚苯乙烯10-30份、聚1,2-亚丙基碳酸酯5-25份、液体丁腈橡胶3-8份、氧化锌1-2份、硬脂酸2-5份、硫磺1-3份、过氧化二异丙苯2-8份、纳米碳酸钙5-15份、凹凸棒土2-10份、蒙脱土3-10份、纳米微晶纤维素5-25份、碳纳米管2-15份、氧化镧5-15份、四针状氧化锌晶须3-12份、硅烷偶联剂1-2份、促进剂DM0.5-2.5份、防老剂40200.5-2份、防老剂MC1-2.5份、磷硅阻燃剂5-12份、红磷2-10份、氢氧化铝3-8份、聚磷酸铵2-5份、可膨胀石墨2-10份。

优选地，其原料中，天然橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚1,2-亚丙基碳酸酯的重量比为55-70：25-45：18-28：15-25：8-22。

优选地，其原料中，磷硅阻燃剂、红磷、氢氧化铝、聚磷酸铵、可膨胀石墨的重量比为7-11：4-9：5-8：2.8-4.5：5-8.5。

优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶60-66份、三元乙丙橡胶30-40份、聚氯乙烯22-25份、聚苯乙烯20-25份、聚1,2-亚丙基碳酸酯15-20份、液体丁腈橡胶4.5-7份、氧化锌1.3-1.8份、硬脂酸2.9-3.2份、硫磺1.9-2.4份、过氧化二异丙苯4.5-5份、纳米碳酸钙10-13份、凹凸棒土5.8-7份、蒙脱土5.5-8份、纳米微晶纤维素16-20份、碳纳米管8-11份、氧化镧8-12份、四针状氧化锌晶须7-10份、硅烷偶联剂1.3-1.8份、促进剂DM1-1.8份、防老剂40201.4-1.8份、防老剂MC1.7-2.1份、磷硅阻燃剂10-12份、红磷5.8-7份、氢氧化铝4.5-7份、聚磷酸铵3.2-4份、可膨胀石墨5-8份。

优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶65份、三元乙丙橡胶35份、聚氯乙烯23份、聚苯乙烯24份、聚1,2-亚丙基碳酸酯17份、液体丁腈橡胶5份、氧化锌1.5份、硬脂酸3份、硫磺2份、过氧化二异丙苯4.8份、纳米碳酸钙12份、凹凸棒土6.3份、蒙脱土6份、纳米微晶纤维素18份、碳纳米管10份、氧化镧10份、四针状氧化锌晶须8.5份、硅烷偶联剂1.5份、促进剂DM1.5份、防老剂40201.6份、防老剂MC2份、磷硅阻燃剂11份、红磷6.3份、氢氧化铝6份、聚磷酸铵3.7份、可膨胀石墨7份。

优选地，所述硅烷偶联剂按照以下工艺进行制备：将季戊四醇和γ-巯丙基三甲氧基硅烷按摩尔比为1:1-4的比例加入反应装置中，搅拌均匀后加入四丁基锡，其中，四丁基锡的重量为季戊四醇重量的0.5-1％，在65-75℃下反应0.3-1.5h，反应结束后得到所述硅烷偶联剂；在硅烷偶联剂的制备过程中，以季戊四醇和γ-巯丙基三甲氧基硅烷为原料，通过控制反应的条件，使季戊四醇中的羟基与γ-巯丙基三甲氧基硅烷水解后的羟基发生了反应，从而将季戊四醇和γ-巯丙基三甲氧基硅烷结合为一体，加入体系中，一方面，其中含有的巯基能够与天然橡胶中的双键发生作用，一方面，其中水解产生的羟基能与填料表面的羟基发生作用，从而在聚合物和填料之间起到了桥梁的作用，改善了体系的相容性，另一方面，其中的巯基能参与体系的硫化反应，改善了体系的硫化性能。