專利名稱：：一種無(wú)毒性阻燃橡膠合成物、該合成物的制造方法及其成形品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于合成橡膠領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)毒性阻燃橡膠合成物、該合成物的制造方法及其成形品。
背景技術(shù)：
：一直以來(lái)，橡膠廣泛應(yīng)用于各種交通手段及建筑物的地板材、內(nèi)裝飾材料等。但是，由于天然橡膠展品合成橡膠的可燃性較大，一旦發(fā)生火災(zāi)，人們就會(huì)束手無(wú)策。尤其是，若在地鐵、飛機(jī)、公共汽車(chē)、船舶等大眾交通工具以及百貨店、醫(yī)院、劇院、學(xué)校等公共場(chǎng)所發(fā)生火災(zāi)，則會(huì)導(dǎo)致大型事故，容易造成人員傷亡。最近，由于經(jīng)常發(fā)生火災(zāi)，人們也就越來(lái)越關(guān)注應(yīng)用于地板材或內(nèi)裝飾的橡膠的阻燃性。為提高橡膠的阻燃性,人們一直采用阻燃效率較高的溴化合物等鹵族阻燃劑來(lái)充當(dāng)配合材料。但也存在一些弊端:因其燃燒時(shí)所產(chǎn)生的煙霧量很大，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，因其產(chǎn)生大量的有毒氣體而造成的人員傷亡比火災(zāi)本身所帶來(lái)的傷亡更為嚴(yán)重。同時(shí)，為提高橡膠的阻燃性而過(guò)量使用阻燃劑也會(huì)影響橡膠特有的彈性、耐用性、耐磨性、耐污染性等物理特性。雖然在韓國(guó)專利申請(qǐng)第1998-0063646號(hào)及第1998-0007141號(hào)中記載了含有橡膠成分以及Al(OH)3、三氧化銻及磷系可塑劑等阻燃劑的無(wú)毒性阻燃橡膠地板材，但是，該技術(shù)存在降低其物理特性等現(xiàn)象。因此，有必要開(kāi)發(fā)出既能保持橡膠的特性，也具有卓越阻燃性或不燃性的無(wú)毒性橡膠產(chǎn)品，當(dāng)然，這也是業(yè)界一直努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容經(jīng)過(guò)研究，參與本項(xiàng)發(fā)明的研究人員發(fā)現(xiàn)，若將阻燃劑——鋁羥基化合物及氧化銻化合物和三羥甲基丙垸、三異丁烯酸鹽(TMP、TMA)等按一定比例混合于橡膠成分中，則可以生產(chǎn)了既能保持橡膠的特性，也具有卓越阻燃性或不燃性的無(wú)毒性橡膠產(chǎn)品。據(jù)此他們順利完成了本項(xiàng)發(fā)明。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一、以下為本發(fā)明提供的合成無(wú)毒性阻燃橡膠合成物時(shí)包括以下原料橡膠100份鋁羥基化合物150300份氧化銻化合物520份其原料還包括三羥基甲基丙垸、三異丁烯酸鹽共1030份；所述橡膠可選用天然橡膠或普通合成橡膠，如SBR、BR、NBR、CR、IR等但最適宜本發(fā)明的橡膠成分為EPDM(三元乙丙橡膠)。因?yàn)榕c天然橡膠普通合成橡膠相比較，EPDM不僅其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，而且其耐臭氧性、耐朽性、耐熱性、耐寒性、耐溶劑性、耐藥性、耐水蒸氣性、耐老化性等更卓越。所述的鋁羥基化合物，可選用氫氧化鋁Al(OH)3、鋁羥基氯化物。在本發(fā)明中，鋁羥基化合物應(yīng)按150-300份量添加到100份量的橡膠成分中。通常認(rèn)為，過(guò)量使用鋁羥基化合物會(huì)降低橡膠合成物的固有物性，但本發(fā)明針對(duì)橡膠合成物確定并適用了特定成分以及成份比例，從而解決了這一問(wèn)題。其中，氫氧化鋁Al(OH)3則隨著溫度的變化將產(chǎn)生以下反應(yīng)。i)2Al(OH)3—2A10OH+2H20245°Cii)2Al(OH)3—A1203+3H20320°Ciii)2A10OH—A1203+H20—AQ(470cal/g吸熱)550°C氫氧化鋁不僅通過(guò)吸熱作用產(chǎn)生冷卻效果，還通過(guò)A1203的固體狀保護(hù)膜的作用而產(chǎn)生阻燃性。但由于氫氧化鋁的分解溫度較低，在熱源的高溫影響下，其熱源周?chē)臍溲趸X就會(huì)提前得到分解，從而導(dǎo)致阻燃性下降。本發(fā)明的又一組成成分之一氧化銻化合物(如三氧化銻、四氧化銻、五氧化銻等)為提高橡膠合成物阻燃效果的輔助劑。因此，將氧化銻按5-20份量添加至100份量的橡膠成分中，就會(huì)獲得更好的阻燃效果。在本發(fā)明中，作為橡膠合成物的軟化劑或可塑劑，選用了三羥甲基丙垸、三異丁烯酸鹽。通常使用的軟化劑可塑劑為普通石油系配合類芳香族油、環(huán)烷油、石蠟油等。而在本項(xiàng)發(fā)明中，使用了三羥甲基丙垸、三異丁烯酸鹽，因此，借助其特有的軟化性不僅可以改善加工性和流動(dòng)性，還降低了橡膠合成物的粘度，從而方便了壓出、壓延及成形等作業(yè)，同時(shí)，根據(jù)上述三羥甲基丙垸、三異丁烯酸鹽在耐熱性方在與過(guò)去使用的上述軟化劑或可塑劑相比，其效果更佳。添加劑在本發(fā)明的橡膠合成物中，使用了追加添加劑，因而提高了橡膠合成物的物性。所述添加劑可包括硅石、氧化鋅、酮胺抗老化劑、二氧化鈦中的至少一種，每中原料的添加量最好為在橡膠成分100份量中添加15份。在上述添加劑中，可舉一個(gè)例子硅石。硅石在增強(qiáng)型白色充填材料中，其增強(qiáng)優(yōu)秀且與碳黑的性質(zhì)較相似。在本發(fā)明的橡膠合成物中，若添加硅石，最好在橡膠成分100份量中添加約5份量硅石，則可提高抗張強(qiáng)度、撕破強(qiáng)度耐磨耗性及硬度，從而滿足ASTMF1344的物性標(biāo)準(zhǔn)。另外，還添加了氧化鋅及酮胺抗老化劑，這樣不僅可以防止老化，還因具有耐熱作用而可改善老化防止力以及橡膠的永久壓縮變形。同時(shí)，為增強(qiáng)耐磨性可以添加白色二氧化鈦(Ti02，anatase)，最好在橡膠成分100分量中添加25分量的二氧化鈦。若添加氧化鋅最好在橡膠成分100份量中添加3份量、若添加酮胺抗老化劑最好在橡膠成分100份量中添加1份量。所述的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物，在橡膠成分100份量中添加三羥基甲基丙烷為10份，三異丁烯酸鹽15份為上選。以上所述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。二、制造方法所述的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物的制造方法按照常規(guī)方法制造即可?？梢园ㄒ韵虏襟E(1.1)混煉將上述原料混煉，混煉溫度為809(TC;(1.2)擠出將混煉后的物質(zhì)擠出，擠出溫度556(TC;(1.3)硬化將擠出物進(jìn)行硬化。所述的(1.3)的硬化過(guò)程中的硬化方式無(wú)特別限制，但比起硫磺混合法，過(guò)氧化物硫化法更為理想。過(guò)氧化物硫化法是指由過(guò)氧化物經(jīng)熱分解所產(chǎn)生的基促使橡膠碳化氫脫氫或進(jìn)行雙重結(jié)合從而在橡膠分子中產(chǎn)生基的一種反應(yīng)。通過(guò)過(guò)氧化物硫化法可使分子趨于穩(wěn)定，其分子之間的結(jié)合強(qiáng)度也會(huì)隨之增強(qiáng)，從而達(dá)到耐火效果。若采用過(guò)氧化物硫化法，最好使用過(guò)氧化二異丙苯(DicumylPeroxide,DCP-40%)，此時(shí)使用所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度160170°C。三、本發(fā)明提供利用上述橡膠合成物而生產(chǎn)的成形品。本發(fā)明的成形品可廣泛應(yīng)用于建筑物、汽車(chē)等眾多產(chǎn)業(yè)。本發(fā)明調(diào)整了橡膠合成物的組成比例，進(jìn)而提高橡膠的硬度指數(shù)，確保了其阻燃性。橡膠的硬度因其種類不同而各有差異，但一般均在40-50Shore,TypeA范圍之內(nèi)。若再添加油等添加劑，橡膠的硬度則會(huì)變得更低。但在本發(fā)明中將橡膠合成物的組成比例調(diào)整為橡膠成分100份量(最好使用EPDM)、鋁羥基化合物150-300份量、氧化銻系化合物5-20份量、三羥甲基丙烷10-30份量、三異丁烯酸鹽10-30份量，因此，可將橡膠硬度提高到80-95SHORE、TYPEA(在ASTMF1344-93的STANDARDSPECIFICATIONFORRUBBERFLOORTILE中所提出的硬度標(biāo)準(zhǔn)為Hs85以上)。橡膠合成物硬度的增加意味著其分子之間的結(jié)合強(qiáng)度得到增強(qiáng)，而分子之間的結(jié)合強(qiáng)度增強(qiáng)后，就會(huì)延緩其分解速度，在本發(fā)明中，利用上述組成比例提高了合成物的硬度，從而達(dá)到了提高阻燃性的目的。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的橡膠合成物為無(wú)毒性不燃橡膠合成物，因此，若應(yīng)用于建筑或汽車(chē)等的地板或內(nèi)裝飾材料，則不但可以防止特大火災(zāi)的發(fā)生，而且防止因煙霧以及有害氣體而造成的人員傷亡。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例及比較例來(lái)具體說(shuō)明本項(xiàng)發(fā)明。但這些實(shí)施例只是說(shuō)明本發(fā)明的示例，而非僅局限于實(shí)施例。實(shí)施例1、2樣品是利用下表在所記載的成分而進(jìn)行生產(chǎn)的。具體來(lái)講，首先塑煉原料橡膠EPDM，然后在橡膠表面撒下其余添加劑，并投入輥軋機(jī)進(jìn)行壓縮，從而達(dá)到配合成分的目的。接著，將配合物送入模具，并通過(guò)加壓加熱壓力面生產(chǎn)出樣品o下表的數(shù)據(jù)是以EPDM100份量作為標(biāo)準(zhǔn)而得出的。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>抗老化齊ll承-2.2.4trimethyl-l，2陽(yáng)dihydroqunoline,polymcrizcd促進(jìn)齊U(TS)、Tetraethylthiurammonosulfite為測(cè)定上述樣品的物理性能，按下列方法檢測(cè)了樣品的抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)、撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)、延伸率(％)、硬度及阻燃度(m/ml0min)?？箯垙?qiáng)度是指對(duì)樣品施以負(fù)重時(shí)其斷裂的強(qiáng)度，其測(cè)定值是破壞負(fù)重除以最初的斷面積而計(jì)算的。撕破強(qiáng)度是指對(duì)樣品施以負(fù)重時(shí)其撕破的強(qiáng)度，其測(cè)定值是破壞負(fù)重除以最初的單位長(zhǎng)度而計(jì)算的。延伸率是指樣品的原長(zhǎng)度與施與施以抗張負(fù)重時(shí)所延伸的長(zhǎng)度之間比率，測(cè)定值則以(延伸長(zhǎng)度/原長(zhǎng)度*100)來(lái)計(jì)算。硬度是采用橡膠測(cè)定硬度計(jì)來(lái)測(cè)定的。阻燃性則表示單位時(shí)間內(nèi)火焰的傳播長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)時(shí)，以10分鐘為單位測(cè)定了火焰的傳播長(zhǎng)度(mm)。根據(jù)上述實(shí)施例1及實(shí)施例2和比較例1至比較例3所生產(chǎn)的樣品的物性如下表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>—:無(wú)法測(cè)定如上表2，在實(shí)施例1及實(shí)施例2中顯示出其卓越的橡膠性質(zhì)及阻燃性。同時(shí)，本發(fā)明的橡膠合成物的BS規(guī)格的BS476-7:SURFACESPREADOFFLAMETEST中，其自熄性通過(guò)了CLASSL測(cè)定。但是，在末添加TMPTMA(SR-350)的比較例1中，因橡膠失去了彈性及復(fù)原力而無(wú)法測(cè)出其物性；在分別未添加氫氧化鋁和三氧化銻成分的比較例2及比較例3中，雖然其橡膠性質(zhì)比較理想，但其阻燃卻極差。另外，在過(guò)量添加三氧化銻的比較例4中，其橡膠樣品出現(xiàn)了嚴(yán)重的氣泡現(xiàn)象，其它性質(zhì)也相當(dāng)差。而在過(guò)量添加TMPTMA(SR-350)的比較例5中，包括硬度在內(nèi)的橡膠性質(zhì)及阻燃性均大大降低。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可以看出，本發(fā)明可以賦予橡膠合成物以卓越的性能及阻燃性。尤其是，本發(fā)明的橡膠合成物可以保持較高的硬度及阻燃性，若應(yīng)用于地板材及內(nèi)裝飾材料，則可預(yù)防特大火災(zāi)的發(fā)生，亦可防止因煙霧及有毒氣體引起的人員傷亡。實(shí)施例3將原料橡膠100份、鋁羥基化合物300份、氧化銻化合物5份、三羥基甲基丙垸、三異丁烯酸鹽共10份；進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為8090。C;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為556(TC用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度160170°C。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)104;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)24;延伸率(%)179;硬度85;阻燃性(m/ml0min)136。實(shí)施例4將原料橡膠100份、鋁羥基化合物200份、氧化銻化合物15份、三羥基甲基丙烷、三異丁烯酸鹽共30份；進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為8090。C;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為556(TC用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度160170°C。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)105;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)24;延伸率(%)179;硬度86;阻燃性(m/mlOmin)136。實(shí)施例5將原料橡膠100份、鋁羥基化合物200份、氧化銻化合物15份、三羥基甲基丙垸、三異丁烯酸鹽共30份；進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為8090。C;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為556(TC用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度160170°C。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)105;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)24;延伸率(%)170;硬度84;阻燃性(m/mlOmin)136。實(shí)施例6將原料橡膠100份、鋁羥基化合物200份、氧化銻化合物15份、三羥基甲基丙烷10份、三異丁烯酸鹽15份；進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為809(TC;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為556(TC用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度160170°C。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)107;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)23;延伸率(%)181;硬度85;阻燃性(m/mlOmin)141。實(shí)施例7將原料橡膠100份、鋁羥基化合物200份、氧化銻化合物15份、三羥基9甲基丙垸10份、三異丁烯酸鹽15份；硅石5份，進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為8'09(TC;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為556(TC用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度160170°C。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)103;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)26;延伸率(％)179;硬度93;阻燃性(m/ml0min)141。實(shí)施例8將原料橡膠100份、鋁羥基化合物200份、氧化銻化合物20份、三羥基甲基丙垸10份、三異丁烯酸鹽20份；氧化鋅3份，硅石5份進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為809(TC;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為556(TC用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度16017(TC。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)106;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)26;延伸率(％)181;硬度93;阻燃性(m/mlOmin)141。實(shí)施例9將原料橡膠100份、鋁羥基化合物180份、氧化銻化合物18份、三羥基甲基丙烷15份、三異丁烯酸鹽15份；酮胺抗老化劑l份，進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為809(TC;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為5560。C用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度16017(TC。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)106;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)26;延伸率(％)181;硬度85;阻燃性(m/mlOmin)141。實(shí)施例IO將原料橡膠100份、鋁羥基化合物250份、氧化銻化合物12份、三羥基甲基丙垸18份、三異丁烯酸鹽12份；二氧化鈦2份，進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為809(TC;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為5560。C用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度16017(TC。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)106;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)26;延伸率(％)185;硬度85;阻燃性(m/mlOmin)141。實(shí)施例11將原料橡膠100份、鋁羥基化合物200份、氧化銻化合物15份、三羥基甲基丙垸10份、三異丁烯酸鹽15份；二氧化鈦5份，進(jìn)行原料混煉、混煉溫度為809(TC;將混煉好的原料擠出、擠出溫度為556(TC用過(guò)氧化物硫化法進(jìn)行硬化。過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度160170°C。效果抗張強(qiáng)度(kgf/cm2)107;撕裂強(qiáng)度(kgf/cm)26;延伸率(%)185;硬度85;阻燃性(m/mlOmin)141。權(quán)利要求1、一種無(wú)毒性阻燃橡膠合成物，其制造原料包括橡膠100份鋁羥基化合物150～300份氧化銻化合物5～20份其特征在于其原料還包括三羥基甲基丙烷、三異丁烯酸鹽共10～30份；所述份數(shù)均為質(zhì)量份。2、如權(quán)利要求1所述的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物，其特征在于所述橡膠為EPDM。3、如權(quán)利要求1所述的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物，其特征在于所述三羥基甲基丙烷為10份、三異丁烯酸鹽15份。4、如權(quán)利要求1所述的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物，其特征在于所述原料還包括硅石、氧化鋅、酮胺抗老化劑、二氧化鈦中的至少一種。5、如權(quán)利要求4所述的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物，其特征在于每中原料的添加量為15份。6、如權(quán)利要求5所述的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物，其特征在于所述的原料還包括硅石5份、氧化鋅3份、酮胺抗老化劑l份、二氧化鈦25份中的至少一種。7、一種無(wú)毒性阻燃橡膠合成物的制造方法，包括采用權(quán)利要求16中任意一項(xiàng)所述的原料，其制造過(guò)程包括(7.1)混煉原料、(7.2)擠出、(7.3)硬化；其特征在于所述的(7.1)中混煉溫度為8090°C;(7.2)中擠出溫度為5560°C;(7.3)硬化方法采用過(guò)氧化物硫化法。8、如權(quán)利要求7所述的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物的制造方法，其特征在于所述的采用過(guò)氧化物硫化法過(guò)程中使用占硫化過(guò)程中所用促進(jìn)劑40%重量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化二異丙苯，硫化溫度160170°C。9、無(wú)毒性阻燃橡膠合成物的成型品，包括根據(jù)權(quán)利要求16及權(quán)利要求8屮任意一項(xiàng)所制造的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物制成的成型品。10、無(wú)毒性阻燃橡膠合成物的成型品，包括根據(jù)權(quán)利要求7中所制造的無(wú)毒性阻燃橡膠合成物制成的成型品。全文摘要本發(fā)明提供一種無(wú)毒性阻燃橡膠合成物、該合成物的制造方法及其成形品，其制造原料包括橡膠100份，鋁羥基化合物150～300份，氧化銻化合物5～20份；其原料還包括三羥基甲基丙烷、三異丁烯酸鹽共10～30份；所述份數(shù)均為質(zhì)量份。本橡膠合成物為無(wú)毒性不燃合成物。若應(yīng)用于地板材及內(nèi)裝飾材料，則可預(yù)防特大火災(zāi)的發(fā)生，亦可防止因煙霧及有毒氣體引起的人員傷亡。文檔編號(hào)C08L21/00GK101445623SQ20081024693公開(kāi)日2009年6月3日申請(qǐng)日期2008年12月26日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者丹戴申請(qǐng)人:大連高科阻燃橡膠有限公司