[发明专利]一种无卤阻燃的三元乙丙橡胶

说明书

本发明涉及高铁车窗密封条技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃的三元乙丙橡胶，包括以下重量份的组分：35‑38份三元乙丙生胶、24‑27份炭黑、38‑42份阻燃剂、14‑17份石蜡油、1‑2份氧化锌、0.3‑0.6份硬脂酸、0.2‑0.4份PEG‑4000、0.5‑0.7份分散剂、4‑6份硫化剂；所述阻燃剂为LH3、硼酸锌、包覆红磷和三氧化二锑。本发明得到的无卤阻燃三元乙丙橡胶气味小且阻燃效果好，力学性能稳定，适合用于制作高铁密封条。

技术领域

本发明涉及高铁车窗密封条技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃的三元乙丙橡胶。

背景技术

高铁在高速运行中，车体内部与外部的压差较大，特别是在穿过隧道、涵洞等外界气压变化的场合下，巨大的压差可能会造成局部空气阻力，影响车体运行稳定性。同时，由于密封不良造成的压差也会造成车内气压不稳，增加车辆的噪音。因此，高铁的密封性是影响高铁运行的关键指标。高铁车窗密封条主要为三元乙丙橡胶，除了常规的耐老化、耐臭氧性能外，还需要较高的阻燃性能，防止明火时发生火灾。

现有的三元乙丙阻燃橡胶，一般来说常用的分为两大类。一类是以无机阻燃剂Al(OH)₃、Mg(OH)₂为阻燃主体，硼酸锌为抑烟剂。其特点是环保无卤素，价格低廉。另一类则采用有机阻燃剂为阻燃主体，包括卤素阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂等。其中卤素阻燃剂为现在用量最多的阻燃剂，特别是溴系阻燃剂，广泛为厂家所选用。但是采用无机阻燃剂需要添加大量的无机成分，这样会对胶料的物理性能特别是 拉伸性能造成影响；采用卤素阻燃剂添加量小，且阻燃效果好，但是烟毒性较大，燃烧时会产生含卤素的有 毒气体；采用含磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的三元乙丙阻燃胶料则存在添加量大，且价格昂贵，烟密度较高，阻燃效果一般的问题。申请号为CN201610935712.1的专利提出“三元乙丙阻燃橡胶及其生产方法”，以较小的添加量实现较好的阻燃效果，不仅降低了生产成本，而且产品的烟密度、烟毒性都很小，氧指数能达到36。但是包覆红磷配合树脂作为阻燃剂，加工特性较差，包覆红磷和树脂的相容性不太好，得到的橡胶力学性能较差，容易产生“恶臭”，不适合在高铁上应用。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种无卤阻燃的三元乙丙橡胶，不添加卤素阻燃剂，气味小且阻燃效果好，同时本发明得到的三元乙丙橡胶力学性能稳定，适合用于制作高铁密封条。

为达到以上目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种无卤阻燃的三元乙丙橡胶，包括以下重量份的组分：35-38份三元乙丙生胶、24-27份炭黑、38-42份阻燃剂、14-17份石蜡油、1-2份氧化锌、0.3-0.6份硬脂酸、0.2-0.4份PEG-4000、0.5-0.7份分散剂、4-6份硫化剂；所述阻燃剂为LH3、硼酸锌、包覆红磷和三氧化二锑的混合物。

LH3为无机镁质阻燃剂，和金属氢氧化物一样，在高温下会受热分解，吸收大量的热，因而具有阻燃作用。本发明以LH3为主要阻燃剂，加入适量包覆红磷，发挥协同阻燃效果。当橡胶受热时，LH3会释放出水和二氧化碳，并吸收大量的热，此时，红磷受热在燃烧物的表面分解产生一层粘稠的覆盖物，阻隔燃烧过程中氧、热及小分子的扩散，红磷在高温下释放的PO·与促进燃烧进行的H·和OH·反应，终止燃烧的链反应，减少火焰区反馈到橡胶的热量，抑制燃烧的进行。还添加硼酸锌和三氧化二锑发挥增效阻燃作用，当温度较高时，硼酸锌熔化形成玻璃态包覆物，随后在高温下脱水，脱水过程吸收大量热量有利于抑制燃烧，而脱水后的硼酸锌可促进无机炭层的生成，后者不仅难于点燃和燃烧，而且具有隔绝作用；同样，三氧化二锑在高温下被气化，稀释了空气中的氧浓度，进而抑制燃烧。当LH3和红磷发挥协同作用进行阻燃时，硼酸锌和三氧化二锑共同发挥增效作用，加速燃烧物表面隔绝物的形成，同时生成比重较大的气化膜，隔绝空气，高效的抑制燃烧的进行。本发明添加的阻燃剂环保无毒气味小，在三元乙丙橡胶中分散性和热稳定性好，填充后得到的三元乙丙橡胶中粘度较小，压延外观光滑，焦烧时间和正硫化时间都较短，且拉伸强度和扯断伸长率均较大，非常适合用作密封条。