[发明专利]无卤素和防火橡胶组合物和软管

说明书

一种无卤素的防火橡胶组合物，包含100重量份的弹性体，所述100重量份的弹性体包含以下的共混物：60到70份的乙烯乙酸乙烯酯弹性体，其中EVM的乙酸乙烯酯含量在60重量％到70重量％的范围内，和40到30份的乙烯、丙烯和二烯弹性体的三元共聚物，其中EPDM的乙烯含量在30重量％到40重量％的范围内，并且EPDM的丙烯含量为60重量％到70重量％，至少一种阻燃成分和至少一种硫化剂，其中所述硫化剂为过氧化物固化剂。

技术领域

本发明涉及无卤素和防火橡胶组合物。本发明还涉及包含无卤素和防火橡胶组合物的防火软管。

背景技术

弹性体化合物适用于制造橡胶软管。橡胶软管广泛用于材料转移和流体动力应用。举例来说，适用于制造汽车软管的弹性体化合物包括如例如在美国专利第5,683,773号中公开的氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯和表氯醇弹性体。通过使用这些聚合物制成的化合物具有良好机械性质、低压缩永久变形、良好低温柔性和良好动态抗疲劳性。这些化合物由于其饱和主链还表现出极好的耐老化、耐候性、耐化学品和耐臭氧性，和通过氯和醚组分贡献的极性提供良好耐油溶胀性。众所周知含卤素阻燃剂和卤代聚合物为腐蚀性的，并且产生大量烟和有毒烟雾。烟的主要缺点中的一个为其毒性。约百分之五十的火灾伤亡是由于在火灾中产生的烟和气体。关于烟的毒性，重要的是不仅考虑急性毒性而且考虑具有环境影响和长期的效应的气体。在尝试为各种环境问题做出贡献时，液压软管不含有氯、氟和碘的最近OEM环境要求已代替其具有产品的环境友好HF范围的液压软管的标准范围。因此，近来的先前技术大体上涉及无卤素组合物。

随着其工具和技术发展，现代流体动力系统在比以往更大的压力下以安全和精确地执行。用于在流体动力系统中使用的软管的防火标准已变得越来越严格。最严格的标准应用到用于铁路应用中的软管。根据用于铁路应用的欧洲标准认证的基础材料的需求随着运输行业继续限定公共交通的安全要求而提高。

这类要求的实例涵盖在EN 45545-2:2013中，其规定如在EN 45545-1中限定的在铁路车辆上使用的材料和产品的火灾反应性能要求。这些防火性标准的要求为材料根据ENISO 4589-2具有非常高极限氧指数（LOI），根据EN ISO 5659-2在燃烧期间产生非常低烟浓度，并且根据NF X70-100-2仅排放具有非常低毒性的气体。其它要求包括材料具有非常高可燃性温度，当着火时为自熄式的，无卤素和无重金属的，并且为电绝缘的。同时，软管必须符合各种常规设计要求，如爆破压力、低温柔性、防油性、耐热空气性、耐臭氧性，和各个粘合层的结构完整性。

在致力于满足前述考虑中，已经使用多种弹性体和橡胶。许多先前技术涉及改进电线和电缆绝缘体的防火性。举例来说，美国专利第4,675,248号公开具有三水合铝（ATH）和硼酸锌（ZB）的协同阻燃组合的乙烯-乙酸乙烯酯（EVM）和氢化丁腈橡胶（HNBR）的共混物。已经在Herman Meisenheimer的“基于HNBR和EVM的低烟、无腐蚀性、阻燃的电缆护套（Lowsmoke, non-corrosive, fire retardant, cable jackets based on HNBR and EVM）,《橡胶世界（Rubber World）》, 19 (1991年6月)的相关公开中示出，非常高的LOI值可在非常高负载的ATH下获得，但是所得组合物不满足撕裂强度规范。

美国专利第5,274,035号公开乙烯-乙酸乙烯酯组合物和由其制成的医疗管。组合物包含主要量的乙烯-乙酸乙烯酯和次要量的一种或多种其它聚合物。其它聚合物可包括α烯烃、丙烯酸酯和烯系不饱和二羧酸的三元共聚物，如乙烯/丙烯酸甲酯/顺丁烯二酸酐。合适的乙烯-乙酸乙烯酯包含5重量%到50重量%的乙酸乙烯酯。

软管物理要求不同，大体上比医疗管、电线和电缆要求更苛刻。

美国专利第4,675,248号描述适用于生产电缆护套和传送带覆盖件的防火橡胶组合物。组合物通过腈弹性体与乙烯-乙酸乙烯酯弹性体的共硫化生产以便实现强度和高密度。