【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶制备，具体涉及一种高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、高气体阻隔橡胶广泛应用于民生和军工产业中，其橡胶制品的气体阻隔性能与汽车燃油经济性、安全性和生化防护的可靠性密切相关。然而，此类橡胶制品的阻燃性能通常较差，在部分领域中的使用安全性亟需提高。例如，目前迅速发展的新能源汽车由于电池易燃易爆，对相应车用橡胶材料的阻燃性能提出了更高的要求。提高橡胶制品的阻燃性有利于延缓火势蔓延，有助于保护使用人员的生命和财产安全。尽管含卤素阻燃剂阻燃效果良好，但含卤素阻燃剂的橡胶制品燃烧时产生的含卤素的蒸汽具有一定腐蚀性，不符合环保要求。传统无机金属氢氧化物阻燃剂由于易团聚，与橡胶基体界面相互作用差，阻燃改性效率低，常需大量填充，降低材料加工和力学性能。
2、因此，提供一种兼具良好气体阻隔性和阻燃性，且保持良好力学性能的橡胶组合物及其制备方法是本专利技术亟需解决的问题。
3、勃姆石是一种具有片层结构的水合氧化铝，分子式为γ-alooh，片层边缘含大量铝羟基提供改性位点。勃姆石的片层结构可阻碍气体分子在聚合物基体中的扩散，形成气体曲折扩散效应；同时其氧化铝组成具有一定阻燃效果。目前未改性的勃姆石具有易团聚、与橡胶基体界面相互作用差等缺陷，因此未能有效提高橡胶材料的气体阻隔和阻燃性能。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物及其制备方法。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：p>
3、(一)一种高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物。
4、本专利技术的高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物由环氧天然橡胶、改性勃姆石、促进剂、硫磺、氧化锌、硬脂酸和防老剂制成。其中改性勃姆石采用含多元磷酸基改性剂进行改性。
5、所述无卤阻燃橡胶组合物由以下重量份的原料制成：环氧天然橡胶100份、改性勃姆石40～200份、促进剂1～3份、硫磺1～3份、氧化锌2～6份、硬脂酸0.5～2份以及防老剂2～4份。
6、其中，所述改性勃姆石为含多元磷酸基改性剂改性的勃姆石。
7、所述含多元磷酸基改性剂为植酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸中的一种或多种混合物。
8、所述改性勃姆石由以下重量份数的原料制成：勃姆石40～200份、含多元磷酸基改性剂40～200份。
9、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述含多元磷酸基改性剂为植酸。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述促进剂为促进剂cz(n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述防老剂为防老剂4020(n-(1,3-二甲基丁基)-n’-苯基对苯二胺)。
12、(二)一种高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物的制备方法。
13、所述制备方法包括以下步骤：
14、1)将环氧天然橡胶100份和改性勃姆石40～200份加入密炼机中混合，密炼温度为80～110℃，得到混合物；
15、2)将步骤1)得到的混合物加入开炼机中，依次加入氧化锌2～6份、硬脂酸0.5～2份、防老剂2～4份、促进剂1～3份、硫磺1～3份，经过充分混炼后进行硫化，硫化温度为160～180℃，制得高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物。
16、其中，改性勃姆石的制备过程具体为：
17、首先将40～200份勃姆石加入到去离子水中，超声分散20～30min后，加入40～200份含多元磷酸基改性剂，接着在75～85℃、290～310rpm搅拌反应2～5h，反应结束后，冷却反应溶液，过滤取沉淀，对沉淀进行干燥、粉碎处理后得到改性勃姆石。
18、具体地，所述勃姆石与去离子水的质量比为1：10～1：12。
19、(三)一种高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物在电线电缆制造或轮胎制造中的应用。
20、本专利技术的有益效果如下：
21、1)本专利技术采用含多元磷酸基改性剂改性勃姆石作为填料。含多元磷酸基改性剂一方面通过磷酸基与铝羟基反应接枝到勃姆石表面，另一方面基于磷酸基与环氧基的反应与环氧橡胶形成界面交联。本专利技术以改性勃姆石作为多功能填料，通过表面改性改善勃姆石分散，提高环氧天然橡胶与勃姆石的界面相互作用，使所述高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物橡胶具有气密性高、阻燃性好的特点，同时具有良好的力学性能，在电线电缆制造和轮胎制造等领域具有广泛的应用前景。
22、2)本专利技术采用具有片层结构的改性勃姆石，基于分散和界面的优化，有效地阻碍了气体分子在聚合物基体中的扩散，形成气体曲折扩散效应，提高橡胶的气体阻隔性能。
23、3)本专利技术采用含多元磷酸基改性剂改性勃姆石作为阻燃剂，形成了阻燃磷～铝协同效应，进一步提高橡胶的阻燃性能。
24、4)本专利技术的制备方法中，经过充分混炼后进行硫化，制得了高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，工艺简单易操作、适合工业化生产。
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1.一种高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，其特征在于：所述无卤阻燃橡胶组合物由以下重量份数的原料制成：环氧天然橡胶100份、改性勃姆石40～200份、促进剂1～3份、硫磺1～3份、氧化锌2～6份、硬脂酸0.5～2份以及防老剂2～4份。
2.根据权利要求1所述的一种高阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，其特征在于：所述改性勃姆石为含多元磷酸基改性剂改性的勃姆石。
3.根据权利要求2所述的一种高阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，其特征在于：所述含多元磷酸基改性剂为植酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种高阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，其特征在于：所述改性勃姆石由以下重量份数的原料制成：勃姆石40～200份、含多元磷酸基改性剂40～200份。
5.一种如权利要求1～4任一所述的一种高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种无卤阻燃橡胶组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，密炼机的密炼温度为80～110℃。<...
【技术特征摘要】
1.一种高气体阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，其特征在于：所述无卤阻燃橡胶组合物由以下重量份数的原料制成：环氧天然橡胶100份、改性勃姆石40～200份、促进剂1～3份、硫磺1～3份、氧化锌2～6份、硬脂酸0.5～2份以及防老剂2～4份。
2.根据权利要求1所述的一种高阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，其特征在于：所述改性勃姆石为含多元磷酸基改性剂改性的勃姆石。
3.根据权利要求2所述的一种高阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，其特征在于：所述含多元磷酸基改性剂为植酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种高阻隔的无卤阻燃橡胶组合物，其特征在于：所述改性勃姆石由以下重量份数的原料制成：勃姆石40～200份、含多元磷酸基改性剂40～200份。
5.一种如权利要求1～4任一所述...
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