本发明专利技术提供了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。该发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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)。
技术实现思路
本专利技术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。该专利技术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，最后将齒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。 本专利技术所述的份均是指质量份。 本专利技术的一种低烟、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°C时， 在搅拌条件下迅速加入〇. 01?〇. 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HC1的甲醇（CH30H) 溶液（HC1的摩尔浓度为：0. 1?0. 7mol/L)，在30?60°C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°C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 °C时搅拌10?30min进行熟化，最后经洗漆、脱水、干 燥得到低烟、阻燃粉末丁苯橡胶产品。 本专利技术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。 本专利技术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。 本专利技术所述的催化剂选自无水三氯化铝（A1C13)、三氟化硼（BF3)、四氯化锡 (SnCl4)、二氯化锌（ZnCl2)中的一种，优选A1C13，其加入量为0? 01?0? 2份，优选0? 05? 0? 15 份。 本专利技术所述的溶剂可以选自二硫化碳（cs2)、硝基苯、石油醚、四氯乙烷、二氯乙烷 中的一种，优选cs2。 本专利技术所述的抑烟剂可以是氢氧化镁[Mg(0H)2]、氢氧化铝[A1 (0H)3]、氢氧化钙、 水滑石[Mg6Al2 (OH) 16C03 ? 4H20]、铝酸钙[3Ca0 ?A1203 ? 6H20]、碳酸钙中的一种，优选氢氧化 错。 本专利技术所述的月桂酸多元醇酯类化合物可以选自月桂酸乙二醇酯、月桂酸丙二醇 酯、月桂酸丙三醇酯、月桂酸丁二醇酯、月桂酸季戊四醇酯中的一种或多种。 本专利技术所述的硅烷偶联剂可以选自氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550)、3-缩水甘 油酿氧基丙基二甲氧基娃烧（KH-560)、乙稀基二乙氧基娃烧（A-151)、N-0-氣乙基-Y-氣 丙基甲基二甲氧基硅烷（KH-602)、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570)、 N- 3 -(氨乙基）-Y-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-792)、乙烯基三甲氧基硅烷（A-171)中的一 种或多种。 本专利技术所述的丁苯胶乳是由共轭二烯烃化合物和芳基乙烯类化合物通过乳液聚 合共聚而成。共轭二烯烃化合物为匕类共轭二烯烃化合物。芳基乙烯类化合物可以是苯乙 烯、a-甲基苯乙烯、2-苯丙烯、乙基苯乙烯及它们的衍生物。其中丁苯胶乳的固含量20? 45%。 本专利技术对所采用的乳化剂、隔离剂、凝聚剂、缓冲剂等均不做特别限定，均可以采 用本领域通用的常规助剂，其加入量也是本领域技术人员根据胶乳的用量可以计算得到的 常规用量，本专利技术也不做特殊限定。 如本专利技术所述的乳化剂为本领域技术人员所公知，可以是阴离子乳化剂和非离子 乳化剂中的一种或多种。如：可以选自脂肪酸皂、松香酸皂、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫 酸钠、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂中的一种或多种，优选十二烷基苯磺酸钠。 本专利技术所述的隔离剂可以选自硬脂酸钾、硬脂酸钠、油酸钾、油酸钠、合成脂肪酸 钾、合成脂肪酸钠中的一种或多种。 本专利技术所述的凝聚剂可以选自一价金属盐、二价金属盐、二价金属盐中的一种或 多种。例如：氯化钠、氯化镁、氯化铁、氯化钙、硫酸镁、硫酸铝、明矾中的一种或多种。 本专利技术所述的缓冲剂可以选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氨水、碳酸氢铵中的 一种，优选氢氧化钠。 本专利技术首先对丁苯胶乳基质进行了卤酰化处理，一方面使得阻燃基团卤素能够有 效地嵌入到粉末丁苯橡胶聚合物的主链上，赋予了粉末丁苯橡胶阻燃性能的高效性和持久 性。另一方面在丁苯胶乳表面产生一定量的极性基团酰卤基本文档来自技高网...
【技术保护点】
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的甲醇溶液，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。...
【技术特征摘要】
1. 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°C时，在搅 拌条件下迅速加入〇. 01?〇. 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HC1的甲醇溶液，在30? 60°C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°C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°C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。2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的酸酐为二元酸酐化合物。3. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的酸酐选自丁二酸酐、顺丁烯二酸 酐、邻苯二甲酸酐中的一种。4. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的酸酐的加入量为7?12份。5. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的卤化剂为...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐典宏，龚光碧，郑红兵，马朋高，郑聚成，王月霞，翟云芳，朱晶，魏绪玲，艾纯金，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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