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乐通lt118-密炼机:阻燃(难燃)橡胶制品设计

发布时间:2018-12-01 21:47:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

泰州科德橡胶机械-密炼机厂家2018年12月1日讯  难燃橡胶是指能延缓着火、降低火焰传播速度、且在离火后能迅速自熄的橡胶。如果橡胶属于易燃材料,必须加入阻燃剂来制备。

橡胶的燃烧本质是高温下橡胶发生分解,生成可燃性气体,进而在氧和热的作用下发生燃烧。所以,阻燃的方法是断绝燃烧时所需要的氧气或隔断热源。一般常用的橡胶阻燃剂大致可分为有机阻燃剂(含卤或磷化合物)和无机阻燃剂两大类。

 

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含卤化合物,燃烧时能产生难燃性气体,能隔断热源和氧气,具有高阻燃效果,但燃烧时释放出有毒浓烟和腐蚀性物质,在应用上受到限制。其中氯化石蜡价廉,但与橡胶相容性差,用量较大时容易喷油,耐热性差,硫化胶综合物理机械性能低。四溴双酚A和十溴二苯醚(DBPPE),加工性能适中,热稳定性能较好,毒性相对较低,但价格相对较高。

含磷阻燃剂燃烧时进行氧化反应,随后脱水生成水和不燃性气体及炭,在橡胶表面形成由炭和不挥发的含磷产物组成的保护层,降低了橡胶材料的加热速度。磷酸酯是磷类阻燃剂最重要的一类,在常温下多数为液体,对极性橡胶有增塑作用,但燃烧时有浓烟产生,易水解,价格较高。常见的磷酸酯类阻燃剂有:磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三辛酯(TOP)、磷酸三苯酯(TPP)、辛基磷酸二苯酯(DPOP)等。其中,辛基磷酸二苯甲酯是被美国FDA(食品医药局)认为磷酸酯中唯一的无毒阻燃增塑剂,允许用于食品医药包装材料中。磷酸酯同时作为极性橡胶的增塑剂可提高极性橡胶的耐寒性,对硫化胶的耐热性降低较少。

无机阻燃剂热稳定性好,燃烧时无有害气体产生,符合低烟、无毒的环保安全要求。在橡胶中既起阻燃作用又能作为填充剂降低成本。近年来无机阻燃剂受到人们的重视,用量不断增加。常用的无机阻燃剂有Al(OH)3、Mg(OH)2、Sb2O3和硼酸盐类。

Al(OH)3和Mg(OH)2燃烧时能分解出水分,吸取大量热量,降低硫化胶温度,阻止硫化胶进一步分解;同时,脱水产生的水蒸气又能稀释火焰区内的可燃气体,降低燃烧速率。另外,还能促进硫化胶的燃烧区形成碳化层,阻止热和氧进一步进入硫化胶。但用量较小时,阻燃效果差,往往达不到要求;用量大时,会使橡胶硫化胶的物理机械性能明显降低,并易造成混炼困难。

Mg(OH)2对沉淀法白炭黑补强的NBR硫化胶的阻燃效果比Al(OH)3更好。但Mg(OH)2和Al(OH)3的分解温度分别为332℃、203℃,Mg(OH)2的脱水反应比Al(OH)3发生得迟、工艺性能比氢氧化铝差(混炼时粘辊)及价格比氢氧化铝高。Al(OH)3和Mg(OH)2的含水量分别为34.46%和30.6%,而且Mg(OH)2不利于硫化胶的介电性能。Al(OH)3的粒径越小对硫化胶的阻燃性和物理机械性能有利;准纳米级的Al(OH)3对NBR还有一定的补强作用,适宜大宜填充。

Sb2O3和硼酸盐类,单独使用时阻燃效果差,主要用来与其它类阻燃剂并用以提高阻燃性,如与含卤阻燃剂并用时生成卤化锑覆盖于橡胶表面,起到阻燃作用,发挥协同效应。

不同阻燃机理的阻燃剂的并用可明显提高阻燃的协同效应。例如,Sb2O3与含卤阻燃剂并用生成不熔的卤化锑,减少了有毒浓烟产生。若再配以燃烧能释放结晶水的氢氧化物或硼酸盐组成较为理想的三元并用阻燃体系,既有协同效应,又能发挥各自特长,优势互补。又如Al(OH)3与硼酸锌并用,燃烧时生成多孔烧结块,有效抑制橡胶热分解。Al(OH)3与十溴二苯醚并用,后者因为价格较高,加入Al(OH)3有效降低成本。当Al(OH)3与Sb2O3并用时,硫化胶的燃烧速率比Al(OH)3和Sb2O3单用时低,离火熄灭时间短,即硫化胶的的阻燃性能明显改善。另外,Al(OH)3与其它阻燃剂并用时,由于其用量不大,硫化胶的物理性能可以得到保证。

很显然,炭黑和非含卤增塑剂的加入会降低硫化胶的难燃性,通过加入浅色无机填料使胶料含胶率的降低,对提高硫化胶的阻燃性能有利。非含卤橡胶与其它含卤高聚物并用,如PVC、CR、ECO、CO、CSM、CPE并用,对提高非含卤橡胶的难燃性有利。



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