[发明专利]卤酰化低烟、阻燃粉末丁苯橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃粉末丁苯橡胶的制备方法，具体涉及一种卤酰化丁苯胶乳和功能化抑烟剂直接共混、凝聚成粉的低烟、阻燃粉末丁苯橡胶的制备方法。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，由此带来了潜在的火灾危害性，限制了PSBR在矿井、电子、电器工业、汽车、飞机、轮船等领域里的应用。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，随着全球安全环保意识的日益加强，人们对防火安全性及制品的阻燃性能的要求越来越高，开发研制新型低烟、高阻燃的燃橡胶材料已成为研究热点。

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。如：ZL96116942.7公开了一种以无卤阻燃剂氢氧化铝（镁）、三氧化二锑和磷系阻燃剂相互配合使用，通过混炼共混工艺，制备出低烟、低毒、阻燃性能好的环保型阻燃橡胶地板。ZL201010136235.5公开了一种采用有机磷系阻燃剂三芳基磷酸酯和有机改性纳米蒙脱土复配制备的高效、环保型阻燃剂，并以10～15wt%添加量应用到天然橡胶体系中，制备绿色环保阻燃橡胶材料。CN102040779A公开了一种以含有三元乙丙生胶、异氰酸酯封端的聚丁二烯、硫化剂、氢氧化物阻燃剂的混合物，通过混炼、硫化得到一种阻燃橡胶。张保卫等研究发现氢氧化铝通过硅烷偶联剂改性和粒径微细化处理能有效地提高丁苯橡胶的氧指数。《氢氧化铝在丁苯橡胶中的阻燃性研究》（特种橡胶制品，2003,24(2):15～17）。

发明内容

本发明目的在于提供一种最大烟密度小于150、氧指数大于40％的低烟、阻燃型粉末丁苯橡胶的制备方法。该发明采用丁苯胶乳与酸酐和卤化剂进行酰卤化反应，而后对抑烟剂进行酯化处理，最后将卤酰化的丁苯胶乳和功能化抑烟剂混合后直接凝聚成粉的方法。这种方法有效地解决了解决了抑烟剂在橡胶基体中的分散不均、迁移和析出等问题，同时粉末丁苯橡胶的分子主链上嵌入进阻燃基团卤素，赋予了粉末丁苯橡胶阻燃性能的低烟、高效、持久的特点。

本发明所述的“份”均是指质量份。

本发明的一种低烟、阻燃粉末丁苯橡胶的制备方法，具体的制备步骤为：

（1）卤酰化丁苯胶乳的制备：以丁苯胶乳质量为100份计，在聚合釜中先加入100份丁苯胶乳、1～5份乳化剂、5～10份溶剂，搅拌、加热，待聚合釜温度达到25～50℃时，在搅拌条件下迅速加入0.01～0.2份催化剂，直到体系变成橙红色时加入3～15份酸酐，搅拌反应1～4h，然后再加入4～10份卤化剂，并滴加0.1～0.5份HCl的甲醇（CH3OH）溶液（HCl的摩尔浓度为：0.1～0.7mol/L），在30～60℃时反应15～30h后，加入10～15份质量浓度为1.5%～5.0％的稀盐酸水溶液终止反应，抽滤、洗涤制得卤酰化丁苯胶乳。

（2）功能化抑烟剂的制备：以抑烟剂质量为100份计，将1～5份硅烷偶联剂和50～100份水、5～10份乙醇加入到聚合釜中搅拌混合均匀，用缓冲剂调节体系pH值为8～10，然后加入100份抑烟剂，搅拌混合10～30min；再加入10～20份月桂酸多元醇酯搅拌混合30～60min；脱水、干燥、研磨得到功能化抑烟剂。

（3）阻燃粉末丁苯橡胶的制备：以卤酰化丁苯胶乳质量为100份计，取100份卤酰化丁苯胶乳和10～25份功能化抑烟剂、50～100份水加入到凝聚釜里搅拌混合10～30min，然后升温至50～60℃时，依次加入2～5份隔离剂、2～6份凝聚剂，用缓冲剂调节体系pH值为8～11，升温至70～90℃时搅拌10～30min进行熟化，最后经洗涤、脱水、干燥得到低烟、阻燃粉末丁苯橡胶产品。

本发明所述的酸酐为二元酸酐化合物，选自丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种，优选邻苯二甲酸酐，其加入量为3～15份，优选7～12份。

本发明所述的卤化剂为液氯，液溴中的一种，优选液溴，其加入量为4～10份。