基本信息
- 项目名称：
- 高性能无卤环保阻燃橡胶
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 高性能无卤环保阻燃橡胶是将无卤阻燃剂复配体系与原位生成技术并用所制备的橡胶，不仅具有良好的阻燃性能，达到环保阻燃的要求，且较普通阻燃橡胶具有良好的力学性能，解决市场上现有的阻燃橡胶高温条件下释放大量有毒烟气与力学性能较差的缺陷。
- 详细介绍：
- 高性能无卤环保阻燃橡胶，在橡胶混炼过程中采用新型无卤阻燃剂水滑石（LDH），经硅烷偶联剂KH-570表面处理，复配微胶囊红磷，构成无卤复配阻燃体系，使橡胶具有良好的阻燃性能。并加入氧化锌(ZnO)与丙烯酸(AA)，以阻燃橡胶本身作为介质，在硫化条件下发生原位生成反应，原位生成丙烯酸锌（ZDA）作为补强剂,与橡胶分子形成化学键合，从而达到补强的目的。与普通阻燃橡胶相比，拥有无可比拟的优势，更进一步拓宽阻燃橡胶的应用领域，满足社会更高的需求。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、设计目的 阻燃橡胶因优异的耐高温性，被广泛应用于煤矿开采等领域。但普通阻燃橡胶常存在含卤素及机械性能差等缺陷，故需寻求橡胶无卤化、提升力学性能的工艺方法。 二、创新点 1、采用无卤复配阻燃体系，水滑石复配微胶囊红磷，达到环保阻燃。 2、运用原位生成技术，氧化锌与丙烯酸原位反应补强橡胶力学性能。 三、技术关键及指标 原料选取、助剂添加量确定、工艺方法实施等，性能指标参考国内阻燃橡胶执行标准GB/T 16583-2008及GB10707-1989。
科学性、先进性
- 一、科学性 1、无卤复配阻燃体系以水滑石与微胶囊红磷高温下释放阻燃气体、形成隔离层，达到阻燃。 2、原位生成技术运用，获得补强功能的丙烯酸锌，与橡胶分子化学键合，形成交联结构，有效提高力学性能。 二、先进性 1、生产技术，将无卤复配阻燃体系与原位生成技术共同运用于橡胶制备。 2、产品性能，较普通阻燃橡胶，技术指标均有显著提高。 3、生产工艺，采取原料直接共混改性，省去单独合成、处理改性剂等，简化工艺。
获奖情况及鉴定结果
- Ⅰ 经教育部科技查新工作站（L03）查新，查新结论为：“原位生成丙烯酸锌（ZDA）改性无卤环保阻燃三元乙丙橡胶”在国内未见文献报道。（见附录一） Ⅱ 已形成论文一篇，投稿于《橡塑技术与装备》（已发表）。（见附录二）
作品所处阶段
- 本产品现处于企业中试阶段。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 1、实物、产品 2、图片 3、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、技术优势及适应范围 与现有技术相比，本产品技术新颖、工艺简单，具有阻燃性好、力学性能高等优势，已可实现建筑、煤矿开采等领域应用，稍加改进可进入国防科技领域，因性能优势，拓宽阻燃橡胶应用领域。二、市场分析、前景及效益预测 国内阻燃橡胶大型生产厂家有30～40家，产品多处中低档，据中国化工信息中心预测，阻燃橡胶近几年需求量将以15%速度增长。本产品具有良好的综合性能，若得到推广必有良好的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 通过查阅文献总结出近年来国内外橡胶无卤阻燃技术的研究现状及在研究中应用的新技术、新方法。目前无卤阻燃橡胶的研究方向为：1、制备高效化、多功能化的新型无卤阻燃剂；2、发展大分子技术、交联技术等新型现代技术；3、利用计算机辅助设计优化无卤阻燃橡胶复合材料的工艺。 随着对阻燃要求的提高和环保意识的增强，阻燃橡胶的无卤化、抑烟及减毒己经成为当今阻燃橡胶研究领域的前沿性课题，要求开发出性能更优异、效果更好，更环保的新型阻燃橡胶，目前国内外在无卤阻燃领域己经开展了大量的研究工作。 国内：专利(CN1903895)“一种无卤阻燃三元乙丙橡胶的制备方法”,提供了一种无卤阻燃EPDM的制备方法, 即将EPDM 、金属氢氧化物、不饱和羧酸和过氧化物经共混、硫化制得产品。该无卤阻燃EPDM 具有良好的物理性能,尤其是硫化胶拉伸强度有较大幅度的提高。朱春旭，采用加入甲基丙烯酸镁(MDMA)的方法来制备具有优良力学性能的高填充氢氧化镁(Mg(OH)2)的三元乙丙橡胶(EPDM)和采用以硅橡胶(MVQ)、甲基丙烯酸镁(MDMA)为阻燃体系制备的无卤阻燃三元乙丙橡胶(EPDM)，获得力学性能和阻燃性能相对较好的无卤阻燃材料。 国外：在最近几年，国外主要以研制新型阻燃剂或阻燃系统为主要方向。如德国Clariant公司开发了两种以次膦酸盐为基的阻燃剂，牌号为ExolitOP1311和 ExolitOP1312M1，工业规模的生产于2004年底开始。美国大湖(GreatLake)公司于2001年推出的Reogard1000膨胀型阻燃剂，DSM公司推出的新型三聚氰胺磷酸盐阻燃剂，死海溴化物公司的Safron系列，瑞士汽巴(Ciba)公司的FlamestabNORll6及 Tin2uviFR等。这类产品国内尚未有工业生产。 综上所述，无卤阻燃橡胶制备普遍存在以下现状：1、技术难点：无机无卤阻燃剂用量大，效率低，平衡阻燃剂添加量与各项性能等性能间关系较困难。2、市场环境：我国环保型阻燃橡胶生产尚未形成规模，环保型阻燃橡胶存在着工艺落后，成本过高，使用范围窄等缺点。 对比结论：1、本课题采用水滑石与微胶囊红磷复配阻燃体系，填充量小，阻燃效率高。2、原位生成技术对无卤阻燃橡胶的改性，有效平衡了阻燃剂添加量与各项性能间关系，优势明显，前景良好。
