一種阻燃劑組合物及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻燃劑組合物及其應(yīng)用，屬于化工原料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著社會(huì)對(duì)化工原料的防火性能要求日益提高，對(duì)阻燃劑的研究也日益深 入。一直以來(lái)，阻燃劑的應(yīng)用都是以鹵系阻燃劑為主，鹵系阻燃劑雖然阻燃效率高，添加量 少，對(duì)聚合物物理機(jī)械性能影響小，但由于燃燒時(shí)會(huì)放出大量煙及有毒氣體，不利于火災(zāi)現(xiàn) 場(chǎng)的人員逃生及財(cái)產(chǎn)的搶救。由于近年來(lái)人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，很多工況條件下鹵系阻燃 劑使用越來(lái)越多的受到限制。
[0003] 磷氮系無(wú)鹵阻燃劑以磷、氮為主要成分，不含鹵素，是近年來(lái)發(fā)展較快的一類阻燃 劑。由于含膨脹阻燃劑的聚合物在燃燒時(shí)，表面會(huì)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(lái)越受到人們重視。
[0004] 雖然磷氮系阻燃劑有諸多優(yōu)點(diǎn)，但目前仍然存在很多問(wèn)題。首先是阻燃效率較低。 膨脹型磷氮系阻燃劑必須具備酸源、碳源及氣源才可發(fā)揮最佳的作用。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(duì)含特定基團(tuán)的高聚物起作用， 像對(duì)僅由碳?xì)湓亟M成的對(duì)乙丙橡膠效果非常差。其次，磷氮系阻燃劑的補(bǔ)強(qiáng)性差。由于 是有機(jī)合成的阻燃劑，顆粒比較粗，這不像金屬氫氧化物可以做的很細(xì)，甚至可以做到納米 級(jí)。因此，相比較而言，磷氮系阻燃劑對(duì)聚合物基體的物理機(jī)械性能影響比較大。
[0005]目前無(wú)鹵阻燃乙丙橡膠雖然研究的比較多，但高氧指數(shù)V0級(jí)低硬度的無(wú)鹵阻燃 乙丙橡膠的制備仍然是個(gè)難題。原因在于高效阻燃劑比較少，普通的金屬氫氧化物及磷氮 系阻燃劑必須填充很大量才可以實(shí)現(xiàn)阻燃，而填充量大必然導(dǎo)致硬度比較高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃劑復(fù)合物，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的阻燃劑所存在的 上述問(wèn)題。
[0007] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種阻燃劑組合物，由按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下組分組成： 9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物：55~90% ; 季戊四醇磷酸酯： 8~40%; 氧化鎂： 0. 5~10%。
[0008] 作為優(yōu)選方案，所述各組分的重量百分?jǐn)?shù)為： 9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物：70~75% ; 季戊四醇磷酸酯： 20~28% ; 氧化鎂： 1、％。
[0009] -種本發(fā)明所述的阻燃劑組合物的制備方法，包括如下步驟：將9,10-二氫-9-氧 雜-10-磷雜菲-10-氧化物（D0P0)、季戊四醇磷酸酯（PEPA)和氧化鎂投入高速混料機(jī)中， 在70°C下，以80轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速混合15~20min即可。
[0010] 本發(fā)明所述阻燃劑組合物應(yīng)用于乙丙橡膠的制備。
[0011] 作為優(yōu)選方案，所述乙丙橡膠的制備方法包括如下步驟： a) 調(diào)節(jié)橡膠開(kāi)煉機(jī)的輥筒溫度在3(T60°C之間，依次將乙丙橡膠基體、加工助劑投入 開(kāi)煉機(jī)中進(jìn)行混煉均勻； b) 調(diào)整開(kāi)煉機(jī)的輥距到0. 5~1. 5_，加入阻燃劑組合物，搗膠，混煉5~15min ; c) 再調(diào)整開(kāi)煉機(jī)的輥距到:T5mm，繼續(xù)混煉，直至形成光滑無(wú)隙的膠料； d) 將步驟c)所得膠料輥壓出片，待膠片在室溫下自然冷卻后，再次投入開(kāi)煉機(jī)中，加 入硫化劑和促進(jìn)劑，在178~182°C、iri6MPa的條件下硫化lOmin，即得阻燃乙丙橡膠。 [0012] 作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述加工助劑包括氧化鋅、硬脂酸、炭黑和石蠟油，所述促 進(jìn)劑包括2-硫醇基苯并噻唑(促進(jìn)劑M)和二甲基二硫代氨基甲酸鈉(促進(jìn)劑S)中的一種 或兩種。
[0013] 本發(fā)明采用三種阻燃劑復(fù)配，充分發(fā)揮彼此的協(xié)同效應(yīng)，提高成碳率及成碳穩(wěn)定 性，顯著提高了阻燃效率，從而實(shí)現(xiàn)在保證阻燃性能的前提下盡可能降低總阻燃劑的用量， 以獲得較低的硬度較好的物理機(jī)械性能及加工性能。由于該復(fù)合阻燃劑的阻燃效率高，在 乙丙橡膠中可以在較低的填充量就可獲得較好的阻燃性能，因此可以用它制備性能優(yōu)異的 無(wú)鹵阻燃乙丙橡膠材料，尤其是低硬度的無(wú)鹵阻燃乙丙橡膠材料。
[0014] 綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明涉及的阻燃劑用于乙丙橡膠中，具有填充分 數(shù)少，氧指數(shù)大，垂直燃燒等級(jí)高，煙密度小的優(yōu)點(diǎn)，該阻燃劑可以制備硬度小于50度的低 硬度無(wú)鹵阻燃乙丙橡膠材料。同時(shí)由于是白色粉末，無(wú)炭黑、紅磷等，便于制備彩色阻燃橡 膠。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于實(shí)施 例。
[0016] 原料：乙丙橡膠，KEP 650,錦湖化工有限公司；石蠟油2280,寧波協(xié)進(jìn)化工有限 公司；DOPO,成都金武科技有限公司；PEPA，成都金武科技有限公司；氧化鎂，邢臺(tái)市鎂神 化工；炭黑，N550,龍星化工股份有限公司；其他，市售工業(yè)品。
[0017] 橡膠的硬度檢測(cè)按照GB/T 531-2009的方法進(jìn)行；拉伸強(qiáng)度檢測(cè)按照GB/T 528-2009的方法進(jìn)行；氧指數(shù)及垂直燃燒檢測(cè)按照GB/T 10707-2008的方法進(jìn)行。
[0018] 實(shí)施例1 : 一、阻燃劑組合物的制備： 按表1中的配方1配料，將37gD0P0、12gPEPA和lg氧化鎂投入高速混料機(jī)中，在70°C 下，以80轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速混合15~20min后出料備用。
[0019] 二、阻燃乙丙橡膠的制備： 調(diào)節(jié)橡膠開(kāi)煉機(jī)的輥筒溫度到30°C，依次將100g乙丙橡膠基體、lg硬脂酸、5g氧化鋅 投入開(kāi)煉機(jī)中，混煉均勻（約20min); 調(diào)整輥距到0. 5mm，加入60g阻燃劑，搗膠，混煉5min ;再調(diào)整輥距到3mm，繼續(xù)混煉(約 lOmin)直至形成光滑無(wú)隙的膠層； 將所得膠料輥壓出片，待膠片在室溫下自然冷卻后（約16h)，再次投入開(kāi)煉機(jī)中，加入 加入1. 2g硫磺和0. 5g促進(jìn)劑2, 2' -二硫代二苯并噻唑，1. 5g二丁基二硫氨基甲酸鋅， 0. 75g四硫化雙戊撐秋蘭姆，在178~182°C、iri6MPa的條件下硫化lOmin，，即得阻燃乙丙 橡膠。
[0020] 實(shí)施例2 : 一、阻燃劑組合物的制備： 按表1中的配方2配料，將56gD0P0、16. 5gPEPA和2. 5g氧化鎂投入高速混料機(jī)中，在 70°C下，以80轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速混合15~20min后出料備用。
[0021] 二、阻燃乙丙橡膠的制備： 調(diào)節(jié)橡膠開(kāi)煉機(jī)的輥筒溫度到30°C，依次將100g乙丙橡膠基體、lg硬脂酸、5g氧化鋅、 50g石蠟油投入開(kāi)煉機(jī)中，混煉均勻（約20min); 調(diào)整輥距到0. 5mm，加入75g阻燃劑，搗膠，混煉5min;再調(diào)整輥距到3mm，繼續(xù)混煉(約 lOmin)直至形成光滑無(wú)隙的膠層； 將所得膠料輥壓出片，待膠片在室溫下自然冷卻后（約16h)，再次投入開(kāi)煉機(jī)中，加入 加入1. 2g硫磺和0. 5g促進(jìn)劑2, 2' -二硫代二苯并噻唑，1. 5g二丁基二硫氨基甲酸鋅， 0. 75g四硫化雙戊撐秋蘭姆，在178~182°C、14~16MPa的條件下硫化lOmin，即得阻燃乙丙 橡膠。
[0022] 實(shí)施例3 : 一、阻燃劑組合物的制備： 按表1中的配方3配料，將48gD0P0、24gPEPA和3g氧化鎂投入高速混料機(jī)中，在70°C 下，以80轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速混合15~20min后出料備用。
[0023] 二、阻燃乙丙橡膠的制備： 調(diào)節(jié)橡膠開(kāi)煉機(jī)的輥筒溫度到30°C，依次將100g乙丙橡膠基體、lg硬脂酸、5g氧化鋅、 50g石蠟油投入開(kāi)煉機(jī)中，混煉均勻（約20min); 調(diào)整輥距到0. 5mm，加入75g阻燃劑，搗膠，混煉5min;再調(diào)整輥距到3mm，繼續(xù)混煉(約 lOmin)直至形成光滑無(wú)隙的膠層； 將所得膠料輥壓出片，待膠片在室溫下自然冷卻后（約16h)，再次投入開(kāi)煉機(jī)中，加入 1. 2g硫磺和0. 5g促進(jìn)劑2, 2' -二硫代二苯并噻唑，1. 5g二丁基二硫氨基甲酸鋅，0. 75g 四硫化雙戊撐秋蘭姆在178~182°C、14~16MPa的條件下硫化lOmin，即得阻燃乙丙橡膠。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種阻燃劑組合物，其特征在于，由按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下組分組成： 9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物：55~90%; 季戊四醇磷酸酯： 8~40%; 氧化鎂： 0. 5~10%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑組合物，其特征在于，各組分的重量百分?jǐn)?shù)為： 9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物：70~75% ; 季戊四醇磷酸酯： 20-28% ; 氧化鎂： 1、％。
3. -種如權(quán)利要求1所述的阻燃劑組合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將 9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、季戊四醇磷酸酯和氧化鎂投入高速混料機(jī) 中，在70°C下，以80轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速混合15~20min。
4. 一種如權(quán)利要求1或2所示的阻燃劑組合物的應(yīng)用，其特征在于，所述阻燃劑組合物 應(yīng)用于乙丙橡膠的制備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻燃劑組合物的應(yīng)用，其特征在于，所述乙丙橡膠的制備方 法包括如下步驟： a) 調(diào)節(jié)橡膠開(kāi)煉機(jī)的輥筒溫度在3(T60°C之間，依次將乙丙橡膠基體、加工助劑投入 開(kāi)煉機(jī)中進(jìn)行混煉均勻； b) 調(diào)整開(kāi)煉機(jī)的輥距到0. 5~1. 5_，加入阻燃劑組合物，搗膠，混煉5~15min ; c) 再調(diào)整開(kāi)煉機(jī)的輥距到:T5mm，繼續(xù)混煉，直至形成光滑無(wú)隙的膠料； d) 將步驟c)所得膠料輥壓出片，待膠片在室溫下自然冷卻后，再次投入開(kāi)煉機(jī)中，加 入硫化劑和促進(jìn)劑，在178~182°C、iri6MPa的條件下硫化lOmin，即得阻燃乙丙橡膠。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃劑組合物的應(yīng)用，其特征在于，所述加工助劑包括氧化 鋅、硬脂酸、炭黑和石蠟油，所述促進(jìn)劑包括2-硫醇基苯并噻唑和二甲基二硫代氨基甲酸 鈉中的一種或兩種。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種阻燃劑組合物及其應(yīng)用，所述阻燃劑組合物由按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下組分組成：9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物：55~90%；季戊四醇磷酸酯：8~40%；氧化鎂：0.5~10%。該組合物可應(yīng)用于無(wú)鹵阻燃三元乙丙橡膠的制備。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明涉及的阻燃劑用于乙丙橡膠中，具有填充份數(shù)少，氧指數(shù)大，垂直燃燒等級(jí)高，煙密度小的優(yōu)點(diǎn)，該阻燃劑可以制備硬度小于50度的低硬度無(wú)鹵阻燃乙丙橡膠材料。同時(shí)由于是白色粉末，無(wú)炭黑、紅磷等，便于制備彩色阻燃橡膠。
【IPC分類】C08K5-521, B29B7-52, C08L13-02, C08K5-5313, B29B7-72, C08L23-16, C08K3-22
【公開(kāi)號(hào)】CN104650384
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310569924
【發(fā)明人】李云龍
【申請(qǐng)人】上海懋通實(shí)業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月16日