一种膨胀型阻燃橡胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种膨胀型阻燃橡胶的制备方法，属于橡胶产品制备技术领域。本发明专利技术首先以富铁动物内脏猪肝为原料，通过酶解以及加热去杂蛋白，得到富含血红素铁的猪肝提取物，再用盐酸将血红素铁还原成亚铁离子，得到富含亚铁离子的酶解滤液，接着向酶解滤液中加入多羟基羧酸葡萄糖酸，利用葡萄糖酸的络合性能将酶解滤液中的亚铁离子络合，再将络合滤渣和季戊四醇酯化反应，将酯化后的产物再与聚磷酸铵酯化，得到自制膨胀阻燃剂，最后和橡胶基体以及京尼平等辅料共混制得膨胀型阻燃橡胶，本发明专利技术所制得的膨胀型阻燃橡胶由于阻燃剂和橡胶基体间相容性好，因此具有良好的力学性能，阻燃性能优异，阻水性好，具有广阔的应用前景。

Preparation of an expansive flame retardant rubber

The invention relates to a preparation method of intumescent flame retardant rubber, which belongs to the technical field of rubber product preparation. First of all, the liver of pig liver of rich iron animal was used as raw material to obtain pig liver extract rich in heme iron through enzymatic hydrolysis and heat removal of heterozygous protein. The heme iron was reduced to ferrous ion by hydrochloric acid, and the enzyme hydrolysate rich in ferrous ions was obtained. Then, polyhydroxy carboxylic acid glucosylic acid was added into the filtrate. The complexing property of gluconic acid complexed the ferrous ions in the filtrate, then esterified the complex filter residue and pentaerythritol, and then esterified the products with ammonium polyphosphate, and the self-made expansion flame retardant was obtained. Finally, the expanded flame-retardant rubber was prepared by blending with the rubber matrix and the Geni equal auxiliary materials. Due to the good compatibility between the flame retardant and the rubber matrix, the expansive flame retardant rubber has good mechanical properties, excellent flame retardancy and good water resistance, and has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀型阻燃橡胶的制备方法
本专利技术涉及一种膨胀型阻燃橡胶的制备方法，属于橡胶产品制备

技术介绍
目前提高橡胶阻燃性能常用的方法是添加含有卤素的阻燃剂或者无机金属氢氧化物。卤素阻燃剂具有品种多、阻燃效率高、价格适中等优点，但其在燃烧过程中会产生大量的烟雾及腐蚀性强且有毒的物质，同时为提高阻燃效率经常需加入三氧化二锑作为协效剂，使生烟量进一步增大。而无机金属氢氧化物的阻燃效率较低，填充量大，与基质橡胶的相容性差，给制品的物理机械性能及加工应用带来较大的负面影响。与此二者相比，膨胀型阻燃剂具有阻燃效率较高、无卤、无毒、低烟、燃烧时不产生腐蚀性气体及无熔滴等优点，符合环境友好型阻燃体系的要求，发展前景广阔。但是目前常见的膨胀型阻燃剂在橡胶中存在易吸湿发生迁移渗出、添加量比较大、与橡胶相容性差，大量添加时导致橡胶的力学性能下降的问题，因此专利技术一种不易吸湿且阻燃剂与橡胶基体间相容性好的膨胀型阻燃橡胶对橡胶产品制备
具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前常见的膨胀型阻燃橡胶由于膨胀型阻燃剂富含-OH、-COOH、-NH4+等亲水基因，在橡胶中易吸湿发生迁移渗出、与橡胶相容性差，大量添加时导致橡胶的力学性能下降的问题，提供了一种膨胀型阻燃橡胶的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种膨胀型阻燃橡胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取猪肝放入组织粉碎机中粉碎20～30min得到猪肝粉碎物，将猪肝粉碎物、水和蛋白酶混合后酶解4～5h，得到酶解产物；（2）将上述酶解产物装入烧杯，加热升温至70～80℃，保温处理15～20min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为15%的盐酸混合后，搅拌反应1～2h，并用质量分数为30%的氨水调节反应产物pH至7.0～7.2，得到反应液；（3）将上述反应液和葡萄糖酸混合后搅拌反应1～2h，反应结束后过滤分离得到络合滤渣，将得到的络合滤渣和尿素、季戊四醇以及无水乙醇混合后装入三口烧瓶中，加热升温至100～110℃，再用质量分数为98%的浓硫酸调节pH至6.0～6.5，搅拌反应1～2h，得到预产物；（4）再将上述预产物和聚磷酸铵混合后装入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入油浴锅中，加热升温至90～100℃，继续用质量分数为98%的浓硫酸调节pH至6.0～6.5，搅拌反应3～4h，得到自制膨胀阻燃剂；（5）按重量份数计，称取80～100份丁苯橡胶、30～50份上述自制膨胀阻燃剂、3～5份硫磺、8～10份京尼平、1～2份二硫化二苯并噻唑、0.5～1.0份硬脂酸、1～2份纳米氧化锌和10～15份轻质碳酸钙投入开炼机中，在45～55℃下保温混炼40～50min，得混炼胶；（6）将上述混炼胶料置于平板硫化机上，进行一次硫化15～20min，再转入鼓风干燥箱中，在200～210℃下二次硫化3～4h，出料即得膨胀型阻燃橡胶。步骤（1）中所述的猪肝粉碎物、水和蛋白酶的质量比为10:5:1，酶解温度为25～30℃。步骤（2）中所述的滤液和质量分数为15%的盐酸的体积比为20:1。步骤（3）中所述的反应液和葡萄糖酸的质量比为10:1，络合滤渣和尿素、季戊四醇以及无水乙醇的质量比为1:1:5:10。步骤（4）中所述的预产物和聚磷酸铵的质量比为8:1。步骤（6）中所述的一次硫化的温度为170～180℃，压力为10～12MPa。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术首先以富铁动物内脏猪肝为原料，通过酶解以及加热去杂蛋白，得到富含血红素铁的猪肝提取物，再用盐酸将血红素铁还原成亚铁离子，得到富含亚铁离子的酶解滤液，接着向酶解滤液中加入多羟基羧酸葡萄糖酸，利用葡萄糖酸的络合性能将酶解滤液中的亚铁离子络合，再将络合滤渣和季戊四醇酯化反应，将酯化后的产物再与聚磷酸铵酯化，得到自制膨胀阻燃剂，最后和橡胶基体以及京尼平等辅料共混制得膨胀型阻燃橡胶，其中本专利技术以络合亚铁离子的葡萄糖酸作为酸源和碳源季戊四醇以及气源聚磷酸铵进行酯化反应，葡萄糖酸中同时含有-COOH和-OH，可以和碳源季戊四醇中的-OH反应，同时也能和聚磷酸铵中的-NH4+反应，由于反应难以在分子间一一对应生成明确结构的单一化合物，而更可能是在各分子间相互交联缩聚成立体结构的交联聚合物，这类聚合物阻燃剂与高分子材料橡胶基体间有很好的相容性，从而提高了阻燃橡胶的力学性能，而且反应过程中的亲水性-OH、-COOH、-NH4+都被反应屏蔽，因此阻燃剂在橡胶中易吸湿发生迁移渗出的问题也得以改善；（2）另外本专利技术的自制阻燃剂中还惨杂了亚铁离子，亚铁离子具有催化交联、脱氢反应的作用，将其和天然生物交联剂京尼平配合使用，可以促进交联聚合物状态的自制阻燃剂和橡胶基体制得交联密度，进一步增强阻燃剂与高分子材料橡胶基体间的相容性，从而提高了阻燃橡胶的力学性能，在本专利技术的膨胀橡胶遇到高温火烧时，聚合物形态的自制阻燃剂发生熔融，气源聚磷酸铵受热产生不燃性的气体使得熔融体系膨胀发泡而形成蓬松的炭层，此炭层具有极佳的隔热、隔氧、抑烟、防融滴的功能，从而起到良好的阻燃作用，具有广阔的应用前景。具体实施方式称取猪肝放入组织粉碎机中粉碎20～30min得到猪肝粉碎物，将猪肝粉碎物、水和蛋白酶按质量比为10:5:1混合后装入酶解罐中，在25～30℃下酶解4～5h，得到酶解产物；将酶解产物装入烧杯，加热升温至70～80℃，保温处理15～20min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为15%的盐酸按体积比为20:1混合后，用磁力搅拌机以200～300r/min的转速搅拌反应1～2h，并用质量分数为30%的氨水调节反应产物pH至7.0～7.2，得到反应液；将反应液和葡萄糖酸按质量比为10:1混合后搅拌反应1～2h，反应结束后过滤分离得到络合滤渣，将得到的络合滤渣和尿素、季戊四醇以及无水乙醇按质量比为1:1:5:10混合后装入三口烧瓶中，加热升温至100～110℃，再用质量分数为98%的浓硫酸调节pH至6.0～6.5，搅拌反应1～2h，得到预产物；再将预产物和聚磷酸铵按质量比为8:1混合后装入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入油浴锅中，加热升温至90～100℃，继续用质量分数为98%的浓硫酸调节pH至6.0～6.5，搅拌反应3～4h，得到自制膨胀阻燃剂；按重量份数计，称取80～100份丁苯橡胶、30～50份上述自制膨胀阻燃剂、3～5份硫磺、8～10份京尼平、1～2份二硫化二苯并噻唑、0.5～1.0份硬脂酸、1～2份纳米氧化锌和10～15份轻质碳酸钙投入开炼机中，在45～55℃下保温混炼40～50min，得混炼胶；将混炼胶料置于平板硫化机上，在温度为170～180℃，压力为10～12MPa的条件下，进行一次硫化15～20min，再转入鼓风干燥箱中，在200～210℃下二次硫化3～4h，出料即得膨胀型阻燃橡胶。实例1称取猪肝放入组织粉碎机中粉碎20min得到猪肝粉碎物，将猪肝粉碎物、水和蛋白酶按质量比为10:5:1混合后装入酶解罐中，在25℃下酶解4h，得到酶解产物；将酶解产物装入烧杯，加热升温至70℃，保温处理15min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为15%的盐酸按体积比为20:1混合后，用磁力搅拌机以200r/min的转速搅拌反应1h，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀型阻燃橡胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取猪肝放入组织粉碎机中粉碎20～30min得到猪肝粉碎物，将猪肝粉碎物、水和蛋白酶混合后酶解4～5h，得到酶解产物；（2）将上述酶解产物装入烧杯，加热升温至70～80℃，保温处理15～20min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为15%的盐酸混合后，搅拌反应1～2h，并用质量分数为30%的氨水调节反应产物pH至7.0～7.2，得到反应液；（3）将上述反应液和葡萄糖酸混合后搅拌反应1～2h，反应结束后过滤分离得到络合滤渣，将得到的络合滤渣和尿素、季戊四醇以及无水乙醇混合后装入三口烧瓶中，加热升温至100～110℃，再用质量分数为98%的浓硫酸调节pH至6.0～6.5，搅拌反应1～2h，得到预产物；（4）再将上述预产物和聚磷酸铵混合后装入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入油浴锅中，加热升温至90～100℃，继续用质量分数为98%的浓硫酸调节pH至6.0～6.5，搅拌反应3～4h，得到自制膨胀阻燃剂；（5）按重量份数计，称取80～100份丁苯橡胶、30～50份上述自制膨胀阻燃剂、3～5份硫磺、8～10份京尼平、1～2份二硫化二苯并噻唑、0.5～1.0份硬脂酸、1～2份纳米氧化锌和10～15份轻质碳酸钙投入开炼机中，在45～55℃下保温混炼40～50min，得混炼胶；（6）将上述混炼胶料置于平板硫化机上，进行一次硫化15～20min，再转入鼓风干燥箱中，在200～210℃下二次硫化3～4h，出料即得膨胀型阻燃橡胶。...

【技术特征摘要】
1.一种膨胀型阻燃橡胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取猪肝放入组织粉碎机中粉碎20～30min得到猪肝粉碎物，将猪肝粉碎物、水和蛋白酶混合后酶解4～5h，得到酶解产物；（2）将上述酶解产物装入烧杯，加热升温至70～80℃，保温处理15～20min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为15%的盐酸混合后，搅拌反应1～2h，并用质量分数为30%的氨水调节反应产物pH至7.0～7.2，得到反应液；（3）将上述反应液和葡萄糖酸混合后搅拌反应1～2h，反应结束后过滤分离得到络合滤渣，将得到的络合滤渣和尿素、季戊四醇以及无水乙醇混合后装入三口烧瓶中，加热升温至100～110℃，再用质量分数为98%的浓硫酸调节pH至6.0～6.5，搅拌反应1～2h，得到预产物；（4）再将上述预产物和聚磷酸铵混合后装入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入油浴锅中，加热升温至90～100℃，继续用质量分数为98%的浓硫酸调节pH至6.0～6.5，搅拌反应3～4h，得到自制膨胀阻燃剂；（5）按重量份数计，称取80～100份丁苯橡胶、30～50份上述自制膨胀阻燃剂、3～5份硫磺、8～10份京尼平、1～2份二硫化二苯并噻唑、0...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，张晶，
申请(专利权)人：石磊，
类型：发明
国别省市：江苏,32