一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料及其制备方法，包括混合胶C 100份、发泡剂8份、无味DCP 5份；所述混合胶C包括：预混胶A 100份、预混胶B 100份、硬脂酸5份、硬脂酸锌10份、氧化锌20份、阻燃剂200份、炭黑80份、氢氧化铝150份；所述预混胶A包括：POE 100份、CR40W 50份、硬脂酸2份；所述预混胶B包括：CR40W 100份、EVM 50份、硬脂酸2份。本申请的环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料进行垂直燃烧测试，测试结果显示，当样品为0.8mm时，符合V‑O等级。

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料及其制备方法。

背景技术

CR发泡材料通常具有出色的密封性，可以避免气体外释和雾化；具有出色的抗压缩变形性，即弹性具有持久性，可以保证配件得到长期的防震保护等优点。可以按客户要求定做，贴合各种进口胶带，粘性好，产品应用于通讯、电脑、家用电器、计算器、电子玩具和各类电子控制器等领域。

在一些特殊领域还需要其有优异的阻燃性能。现有的CR发泡材料物理性一般需要在其较厚的情况下，才能达到阻燃的效果，对于的1mm厚度下达到UL94v0等级的高阻燃性要求的，目前市面上还未出现。因此，如果在控制生产成本、保证产品性能、符合ROHS国际环保要求的前提下，制备出一种符合市场需求的CR发泡材料，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料及其制备方法，解决了现有技术中CR发泡材料在1mm厚度时不能达到阻燃的技术问题，实现了制备出一种CR发泡材料，其在1mm厚度下可以达到UL94v0等级的要求。

本申请实施例通过提供一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料，包括

混合胶C 100 份

发泡剂 8 份

无味DCP 5 份；

所述混合胶C包括：

预混胶A 100 份

预混胶B 100 份

硬脂酸 5 份

硬脂酸锌 10 份

氧化锌 20 份

阻燃剂 200 份

炭黑 80 份

氢氧化铝 150 份；

所述预混胶A包括：POE 100份、CR40W 50份、硬脂酸2 份；

所述预混胶B包括：CR40W 100份、EVM 50份、硬脂酸2 份。

一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将POE、氯丁橡胶CR40W、硬脂酸投入密炼机中，加压，捏炼，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到170℃±5℃时出料；

步骤二：将预混炼POE和CR40W投入开炼机中，温度控制在150℃±5℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；

步骤三：将步骤二得到的混合料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在80℃±5℃，静置冷却12小时得到预混胶A；

步骤四：将氯丁橡胶CR40W、橡胶态EVM、硬脂酸投入密炼机中，加压，捏炼，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到150℃±5℃时出料；

步骤五：将步骤四得到的混合料投入炼机台，控制在130℃±5℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；

步骤六：将步骤五得到的混合料投入开炼机中进行压延薄通，温度控制在75℃±5℃，静置冷却12小时得到预混胶B；

步骤七：将预混胶A、预混胶B、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌和阻燃剂、炭黑、氢氧化铝进行混合形成混合物，把混合物投入到密炼机中，加压，捏炼，温度达到150℃±5℃时倒料；

步骤八：将步骤七的胶料投入开炼机台，控制在120℃±5℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；

步骤九：将步骤八得到的混合料投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在70℃±5℃，静置冷却12小时得到混合胶C；

步骤十：将混合胶C、发泡剂、无味DCP投入到密炼机中，加压，捏炼，温度达到130℃±5℃时倒料；

步骤十一：将步骤十的混合料投入开炼机中，温度控制在100℃±5℃，先厚通两次，再薄通两次，再厚通两次，使各组份原料进一步混合；

步骤十二：将步骤十一的混合料再次投入开炼机中进行压延薄通，温度控制在60℃±5℃，静置冷却12小时得到混合胶D；

步骤十三：挤出工艺；

步骤十四：硫化发泡成型工艺；

进一步地，所述挤出工艺包括如下步骤：

（1）将步骤十二的混合胶D投入开炼机中，温度控制在110℃±5℃，开炼600秒，使各组份原料进一步混合并预升温；

（2） 250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机以每分钟2-3米的速度挤出，温控95℃±5℃；

（3）挤出机连接的自动裁断出片输送机出片称量，静置冷却。

进一步地，所述硫化发泡成型工艺包括如下步骤：

（1）对步骤十三的料片进行再精确称重，装入相应的硫化机模内发泡，得到发泡体；

（2）将高弹性发泡体装入发泡机模内发泡，即得高弹性发泡体；

（3）将发泡体在室温下自然冷却2—3天，待产品充分冷却收缩后收入展板。

进一步地，还包括步骤十五，所述步骤十五的具体步骤为：

将上一步骤得到的发泡体装入相应的烘箱内烘烤、冷却、入库。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、现有的CR制品多是采用硫化工艺即完成制品的生产以保障产品的阻燃性能。本申请将氯丁橡胶CR40W与EVM/POE进行相容共混，形成了综合性能好的、成本适中的多元共混闭孔发泡材料，同时增加了发泡工艺，减轻材料的重量，轻量化，同时成品的孔径均匀、材料分散性好。

2、正常垂直燃烧测试UL94V0标准中是以材料取样0-13mm厚度区间均符合法规要求，越薄的材料制品尤其是薄的发泡材料制品的阻燃性越差，故实现0-1mm厚度区间的垂直燃烧UL94V0的燃烧等级的难度成倍增长，但是本发明的成品在0-1mm厚度区间达到测试，测试结果符合V-O燃烧等级。

3、本发明中用大量阻燃剂取代补强填充剂用于增强阻燃效果，但是会损失补强效果，产生隔离作用，互粘性更差，阻碍橡胶分子成团，不利于密炼开炼及挤出工艺，又由于补充了大量炭黑，容易对制品孔径结构差异性成团和制品表面造成积碳集结，经密炼混炼开炼尤其特别增加了两种胶料特定温度条件的预混及阶段交叉混合和反复的压延静置工艺、挤出工艺综合克服了三种橡胶互粘性差、橡胶与阻燃剂互粘性差、橡胶与大量炭黑相容性差和大量阻燃剂、炭黑的填充对胶料流动性的制约的难点，对添加氯丁橡胶时加入POE/EVM，降低硬度，回弹性提高，具有更好的防滑性，解决市面上制品的耐寒性差的改善，保持高的机械强度和伸长率，橡胶附带有气味的问题，而且共混后的综合性能指标大大超过了单独使用时的性能，同时赋予产品既通过了ROHS国际环保要求且具有优良的高阻燃的新型特性。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1：

一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

密炼预混工艺：

步骤一75L菱形叶轴W型重锤密炼机预混炼：按重量份配比，将100份的POE、50份的氯丁橡胶CR40W、1.5份的硬脂酸投入密炼机中，加压至7公斤，捏炼10分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到175℃时出料；

步骤二 18吋自动翻料开炼机开炼：将预混炼POE和CR40W投入开炼机中，温度控制在155℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；

步骤三 16吋开炼机压延静置：将步骤二的18吋自动翻料开炼机开炼后的料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在85℃，静置冷却12小时得到预混胶A；

步骤四 75L菱形叶轴W型重锤密炼机预混炼：按重量份配比，将100份的氯丁橡胶CR40W、50份的橡胶态EVM、1.5份的硬脂酸投入密炼机中，加压至7公斤，捏炼10分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到155℃时出料；

步骤五 18吋自动翻料开炼机开炼：将步骤四的预混炼氯丁橡胶CR40W和EVM投入开炼机台，控制在135℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理。

步骤六 16吋开炼机压延静置：将步骤五的18吋自动翻料开炼机开炼后的料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在75℃，静置冷却12小时得到预混胶B；

步骤七 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼：按重量份配比，将100份的预混胶A、100份的预混胶B、4份的硬脂酸、7份的硬脂酸锌、18份的氧化锌和190份的阻燃剂、65份的N774炭黑、130份的德国氢氧化铝进行混合，混合物投入到密炼机中，加压至7公斤，捏炼12分钟，温度达到155℃时倒料；

步骤八 18吋自动翻料开炼机开炼：将步骤七的胶料投入开炼机台，控制在125℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；

步骤九 16吋开炼机压延静置：将步骤八的18吋自动翻料开炼机开炼后的料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在75℃，静置冷却12小时得到混合胶C；

步骤十 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼：按重量份配比，将100份的混合胶C、7份的发泡剂、4份的无味DCP投入到密炼机中，加压至7公斤，捏炼12分钟，温度达到135℃时倒料；

步骤十一 18吋自动翻料开炼机开炼：将步骤十的混合料投入开炼机中，温度控制在105℃，先厚通两次，再薄通两次，再厚通两次，使各组份原料进一步混合；

步骤十二 16吋开炼机压延静置：将步骤十一的18吋自动翻料开炼机开炼后的混合料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在65℃，静置冷却12小时得到混合胶D；

挤出工艺：

步骤十三 18吋自动翻料开炼机开炼：将步骤十的混合胶D投入开炼机中，温度控制在115℃，开炼600秒，使各组份原料进一步混合并预升温；

步骤十四 250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机以每分钟2-3米的速度挤出，温控100℃；

步骤十五挤出机连接的自动裁断出片输送机出片称量，静置冷却。

硫化发泡成型阶段：

步骤十六模内闭孔硫化：对步骤十三的调控出片后的料片进行再精确称重，装入相应的硫化机模内发泡，模具600mm*1200mm*18mm；硫化条件(油压力/蒸汽压力或温度时间)130kg/cm²油压压力；150℃*2600秒;卸压即得高弹性发泡体,尺寸880*1600*23mm 热料并修边；

步骤十七模内闭孔发泡：将步骤十四的发泡体装入相应的500吨发泡机模内发泡，模具110cm*210cm*35mm；发泡170℃*3000秒卸压即得高弹性发泡体,尺寸1150x 2200x40mm；

步骤十八定型：将经步骤十五后的发泡体在室温下自然冷却2—3天，待产品充分冷却收缩后收入展板。

自由烘烤去VOC有害气体残留阶段:

步骤十九将经步骤十六后的发泡体装入相应的烘箱内烘烤，烘烤温度 100℃* 4小时；

步骤二十将发泡体在室温下自然冷却2—3天，待产品充分冷却收缩后冷却后尺寸1050x2050x35mm，入库静置7-10天后加工使用。

实施例二

一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

密炼预混工艺：

步骤一75L菱形叶轴W型重锤密炼机预混炼：按重量份配比，将100份的POE、50份的氯丁橡胶CR40W、 2份的硬脂酸投入密炼机中，加压至7公斤，捏炼10分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到170℃时出料；

步骤二 18吋自动翻料开炼机开炼：将预混炼POE和CR40W投入开炼机中，温度控制在150℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理。

步骤三 16吋开炼机压延静置：将步骤二的18吋自动翻料开炼机开炼后的料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在80℃，静置冷却12小时得到预混胶A；

步骤四 75L菱形叶轴W型重锤密炼机预混炼：按重量份配比，将100份的氯丁橡胶CR40W、50份的橡胶态EVM、 2份的硬脂酸投入密炼机中，加压至7公斤，捏炼10分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到150℃时出料；

步骤五 18吋自动翻料开炼机开炼：将步骤四的预混炼氯丁橡胶CR40W和EVM投入开炼机台，控制在130℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理。

步骤六16吋开炼机压延静置：将步骤五的18吋自动翻料开炼机开炼后的料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在80℃，静置冷却12小时得到预混胶B；

步骤七 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼：按重量份配比，将100份的预混胶A、100份的预混胶B、5份的硬脂酸、10份的硬脂酸锌、20份的氧化锌和200份的阻燃剂、80份的N774炭黑、150份的德国氢氧化铝进行混合，混合物投入到密炼机中，加压至7公斤，捏炼12分钟，温度达到150℃时倒料；

步骤八 18吋自动翻料开炼机开炼：将步骤七的胶料投入开炼机台，控制在120℃，5mm翻料180秒，薄通2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理。

步骤九 16吋开炼机压延静置：将步骤八的18吋自动翻料开炼机开炼后的料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在70℃，静置冷却12小时得到混合胶C；

步骤十 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼：按重量份配比，将100份的混合胶C、8份的发泡剂、5份的无味DCP投入到密炼机中，加压至7公斤，捏炼12分钟，温度达到130℃时倒料；

步骤十一 18吋自动翻料开炼机开炼：将步骤十的混合料投入开炼机中，温度控制在100℃，先厚通两次，再薄通两次，再厚通两次，使各组份原料进一步混合；

步骤十二 16吋开炼机压延静置：将步骤十一的18吋自动翻料开炼机开炼后的混合料再次投入16吋开炼机中进行压延薄通，温度控制在60℃，静置冷却12小时得到混合胶D；

挤出工艺：

步骤十三 18吋自动翻料开炼机开炼：将步骤十的混合胶D投入开炼机中，温度控制在110℃，开炼600秒，使各组份原料进一步混合并预升温；

步骤十四 250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机以每分钟2-3米的速度挤出，温控95℃；

步骤十五挤出机连接的自动裁断出片输送机出片称量，静置冷却。

硫化发泡成型：

步骤十六模内闭孔硫化：对步骤十三的调控出片后的料片进行再精确称重，装入相应的硫化机模内发泡，模具600mm*1200mm*18mm；硫化条件(油压力/蒸汽压力或温度时间)130kg/cm²油压压力；150℃*2600秒;卸压即得高弹性发泡体,尺寸880*1600*23mm 热料并修边；

步骤十七模内闭孔发泡：将步骤十四的发泡体装入相应的500吨发泡机模内发泡，模具110cm*210cm*35mm;发泡170℃*3000秒卸压即得高弹性发泡体,尺寸1150x 2200x40mm；

步骤十八定型：将经步骤十五后的发泡体在室温下自然冷却2—3天，待产品充分冷却收缩后收入展板。

自由烘烤去VOC有害气体残留:

步骤十九将经步骤十六后的发泡体装入相应的烘箱内烘烤，烘烤温度 100℃* 4小时；

步骤二十将发泡体在室温下自然冷却2—3天，待产品充分冷却收缩后冷却后尺寸1050x 2050x 35mm，入库静置7-10天后加工使用。

实施例1和实施例2所用原材料的规格如下表1所示：

实施例1和实施例2所得的一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料的物理性能测试结果如下表2所示：

将实施例1制得的一种环保型高阻燃CR多元共混闭孔二次发泡材料拿到深圳市彩虹检测技术有限公司进行垂直燃烧测试，测试结果显示，当样品为0.8mm时，符合V-O等级，样品如表3所示：

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。