一种阻燃型的橡胶制备方法与流程

[0001]
本发明涉及橡胶制备技术领域，具体涉及一种阻燃型的橡胶制备方法。


背景技术：

[0002]
橡胶(rubber)是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度(tg)低，分子量往往很大，大于几十万。
[0003]
现有的橡胶阻燃性能不高，同时硬度不强。在橡胶制备过程中需要对制得的橡胶进行清洗和切割。现有的设备无法对橡胶进行高效的纵向及横向切割，同时清洗过程中的清洗效率不高，清洗后的清洗液也无法高效收集，在清洗后橡胶表面往往残留很多的清洗液，导致需要长时间的烘干才能将橡胶表面的清洗液取出，导致整个橡胶的加工效率不高。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种阻燃型的橡胶制备方法，解决以下技术问题：(1)该制备方法利用了镁铝水滑石和聚磷酸铵加热到一定温度发生吸热分解反应而达到阻燃的效果。在温度150℃时，短链的聚磷酸铵分解成磷酸和氨；温度200℃左右时，镁铝水滑石的层间水分被部分蒸发，在温度达到250～450℃时，镁铝水滑石失去更多的水分，同时生产co
2
；当温度达到350℃时，氢氧化镁受热生成氧化镁，氧化镁依附于硅橡胶外层形成隔热层，此时即能部分阻止空气与隔热层内部物质的接触。同时，长链聚磷酸铵继续分解产生磷酸和氨。当温度超过600℃时，镁铝水滑石分解后形成的镁铝金属氧化物开始烧结，致使其表面积降低，孔体积减小。最终形成封闭烧结层，阻断了烧结层内部的燃物与空气的接触，达到良好的阻燃性能，根据gb10707-2008测定，该阻燃型的橡胶的阻燃级别为fv-0，根据hg/t2580-94测定，该阻燃型的橡胶的断裂伸长率为147％-153％；(2)通过皮带输送机将橡胶输送至收集筒内，水泵将清洗液箱内的清洗液抽取，并排至收集筒内，清洗液对收集筒内的橡胶清洗，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动丝杠一转动，丝杠一带动方形框上升或下降，方形框上的连接臂对橡胶进行纵向切割，橡胶从收集筒底部下落，切割刀片将橡胶切割成碎块，橡胶与清洗液进入甩干筒内，开启甩干电机，甩干电机输出轴带动甩干筒转动，甩干筒将清洗液甩出，甩出的清洗液通过导流板的引导通过引流孔进入集水箱内，通过以上结构，该清洗设备在对橡胶切割前将橡胶与清洗液进行混合，同时通过方形框上的连接臂以及切割刀片的设置，对橡胶进行有效的纵向以及横向切割，通过甩干筒的设计，可以增加清洗液与橡胶的接触，提高清洗效果，同时清洗后的清洗液可以通过甩干筒甩出并进行有效收集；(3)甩干后升降电机输出轴通过两个皮带轮、皮带带动丝杠二转动，升降座通过甩干电机带动甩干筒下降，而后翻转气缸带动翻转架翻转180
°
，甩干筒内的橡胶落在导向板上，橡胶通过导向板进入导流管，导向气缸向上推动导向块，两个第一转动杆配合四个第二转动杆带动挤压壳移动，两个挤压壳相向移动，微动电机带动传动轮转动，两个传动轮带动挤压带转动，两个挤压带对从导流管下降的橡胶进行挤压的同时向下输送，从清洗室底部
取得清洗后的橡胶，而后烘干得到成品阻燃硅橡胶，通过以上结构，该清洗设备的甩干筒可以翻转，便于将甩干筒内的橡胶向下送出，同时通过两个挤压机构的设计，对橡胶进行高效挤压，将橡胶表面的水分充分挤压出，同时挤压机构的挤压带帮助橡胶向下输送。
[0005]
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]
一种阻燃型的橡胶制备方法，包括如下步骤：
[0007]
步骤一：按重量份计，称取1-3份表面处理剂、40-60份镁铝水滑石、10-20份聚磷酸铵、20-50份氢氧化镁、80-120份高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、20-30份高粘度硅油、100-150份纳米碳酸钙、20-40份低粘度的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、15-30份低粘度硅油、50-60份铁黑、50-60份硅油、3-8份交联剂、1-6份增粘剂、0.03-0.12份催化剂，用表面处理剂对镁铝水滑石进行表面处理，而后搅拌，搅拌均匀后加入聚磷酸铵和氢氧化镁，共混均匀后得到填料；
[0008]
步骤二：将高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，高粘度硅油以及纳米碳酸钙搅拌混合均匀后，加热除湿，得到底料；
[0009]
步骤三：将底料进行研磨，研磨后加入低粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和低粘度硅油，搅拌均匀后排泡；
[0010]
步骤四：将步骤一得到的填料和步骤三排泡后的底料混合均匀后排泡，得到基料；
[0011]
步骤五：将铁黑与硅油以质量比1:1混合均匀后加热除湿，得到铁黑膏；
[0012]
步骤六：将铁黑膏，交联剂，增粘剂，催化剂混合均匀后排泡，得到色膏；
[0013]
步骤七：将基料与色膏以质量比10-14:1混合均匀，凝聚后得到橡胶，将橡胶放在清洗设备的皮带输送机上，皮带输送机将橡胶输送至收集筒内，水泵将清洗液箱内的清洗液抽取，并排至收集筒内，清洗液对收集筒内的橡胶清洗，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动丝杠一转动，丝杠一带动方形框上升或下降，方形框上的连接臂对橡胶进行纵向切割，橡胶从收集筒底部下落，切割刀片将橡胶切割成碎块，橡胶与清洗液进入甩干筒内，开启甩干电机，甩干电机输出轴带动甩干筒转动，甩干筒将清洗液甩出，甩出的清洗液通过导流板的引导通过引流孔进入集水箱内，甩干后升降电机输出轴通过两个皮带轮、皮带带动丝杠二转动，升降座通过甩干电机带动甩干筒下降，而后翻转气缸带动翻转架翻转180
°
，甩干筒内的橡胶落在导向板上，橡胶通过导向板进入导流管，导向气缸向上推动导向块，两个第一转动杆配合四个第二转动杆带动挤压壳移动，两个挤压壳相向移动，微动电机带动传动轮转动，两个传动轮带动挤压带转动，两个挤压带对从导流管下降的橡胶进行挤压的同时向下输送，从清洗室底部取得清洗后的橡胶，而后烘干得到成品阻燃硅橡胶。
[0014]
进一步的，硅油为甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、氨烃基硅油中的至少一种。
[0015]
进一步的，交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、硅酸乙酯中的至少一种。
[0016]
进一步的，增粘剂为苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、r-氨丙基三甲氧基硅烷、氨苯基三甲氧基硅烷、苯氨基丙基三甲氧基硅烷、苄基氨乙基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0017]
进一步的，催化剂为酞酸丁酯与乙酸乙酯的螯合物、钛酸异丙酯和开链聚醚配合物中的一种。
[0018]
进一步的，步骤一中的表面处理剂为六甲基二硅氮烷、氯丙基三乙氧基硅烷、氯丙
基三甲氧基硅烷、溴丙基三乙氧基硅烷、溴丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、油酸中的至少一种。
[0019]
进一步的，清洗设备包括清洗室，所述清洗室内水平设置有皮带输送机，所述皮带输送机一端延伸至清洗室外侧，所述清洗室内水平安装有支撑板，所述支撑板上安装有清洗液箱、水泵，所述水泵抽水端连通清洗液箱，所述清洗室内设置有切割机构，所述切割机构包括收集筒，所述收集筒为方形筒状结构，所述收集筒内纵向设置有丝杠一，所述收集筒上方设置有驱动电机，所述驱动电机输出轴连接丝杠一，所述丝杠一上安装有固定环，所述丝杠一螺纹连接方形框，所述方形框设置于固定环下方，所述收集筒底部为敞开式结构，所述方形框上等弧度设置有四个连接臂，所述方形框侧面与收集筒内壁滑动连接，所述丝杠一底部安装有切割刀片，所述切割机构下方设置有甩干机构，所述甩干机构包括甩干筒，所述甩干筒下方设置有甩干电机，所述甩干电机输出轴连接甩干筒底部，所述甩干电机安装于升降座上，所述升降座滑动安装于翻转架上，所述翻转架上纵向设置有丝杠二，丝杠二与升降座螺纹连接，所述翻转架上安装有升降电机，所述升降电机输出轴通过两个皮带轮、皮带传动连接丝杠二，所述翻转架一侧设置有翻转气缸，所述翻转气缸输出端连接翻转架，所述翻转气缸安装于固定板一侧，所述固定板固定安装于清洗室内腔，所述清洗室两侧内壁对称设置有两个导流板，所述导流板与清洗室内壁连接位置上方开设有引流孔，所述清洗室两侧外壁对称安装有两个集水箱，两个引流孔与两个集水箱一一对应，所述引流孔与集水箱相连通，两个导流板下方设置有两个导向板，两个导向板之间安装有导流管，所述导流管下方对称设置有两个挤压机构，所述挤压机构包括固定条，所述固定条上安装有导向气缸，所述固定条上纵向滑动安装有导向块，所述导向块上转动安装有两个第一转动杆，所述固定条上转动安装有四个第二转动杆，两个第一转动杆、四个第二转动杆分别转动安装于挤压壳两侧，所述挤压壳上设置有挤压带，所述挤压壳内转动设置有两个传动轮，两个传动轮之间通过挤压带传动连接，所述挤压壳内设置有支板，所述支板与挤压带内表面接触，所述清洗室底部为开口状，所述挤压壳上安装有微动电机，所述微动电机输出轴连接其中一个传动轮。
[0020]
进一步的，清洗设备的工作过程如下：
[0021]
将橡胶放在清洗设备的皮带输送机上，皮带输送机将橡胶输送至收集筒内，水泵将清洗液箱内的清洗液抽取，并排至收集筒内，清洗液对收集筒内的橡胶清洗，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动丝杠一转动，丝杠一带动方形框上升或下降，方形框上的连接臂对橡胶进行纵向切割，橡胶从收集筒底部下落，切割刀片将橡胶切割成碎块，橡胶与清洗液进入甩干筒内，开启甩干电机，甩干电机输出轴带动甩干筒转动，甩干筒将清洗液甩出，甩出的清洗液通过导流板的引导通过引流孔进入集水箱内，甩干后升降电机输出轴通过两个皮带轮、皮带带动丝杠二转动，升降座通过甩干电机带动甩干筒下降，而后翻转气缸带动翻转架翻转180
°
，甩干筒内的橡胶落在导向板上，橡胶通过导向板进入导流管，导向气缸向上推动导向块，两个第一转动杆配合四个第二转动杆带动挤压壳移动，两个挤压壳相向移动，微动电机带动传动轮转动，两个传动轮带动挤压带转动，两个挤压带对从导流管下降的橡胶进行挤压的同时向下输送，从清洗室底部取得清洗后的橡胶，而后烘干得到成品阻燃硅橡胶。
[0022]
本发明的有益效果：
[0023]
(1)本发明的一种阻燃型的橡胶制备方法，该制备方法利用了镁铝水滑石和聚磷酸铵加热到一定温度发生吸热分解反应而达到阻燃的效果。在温度150℃时，短链的聚磷酸铵分解成磷酸和氨；温度200℃左右时，镁铝水滑石的层间水分被部分蒸发，在温度达到250～450℃时，镁铝水滑石失去更多的水分，同时生产co
2
；当温度达到350℃时，氢氧化镁受热生成氧化镁，氧化镁依附于硅橡胶外层形成隔热层，此时即能部分阻止空气与隔热层内部物质的接触。同时，长链聚磷酸铵继续分解产生磷酸和氨。当温度超过600℃时，镁铝水滑石分解后形成的镁铝金属氧化物开始烧结，致使其表面积降低，孔体积减小。最终形成封闭烧结层，阻断了烧结层内部的燃物与空气的接触，达到良好的阻燃性能，根据gb10707-2008测定，该阻燃型的橡胶的阻燃级别为fv-0，根据hg/t2580-94测定，该阻燃型的橡胶的断裂伸长率为147％-153％；
[0024]
(2)通过皮带输送机将橡胶输送至收集筒内，水泵将清洗液箱内的清洗液抽取，并排至收集筒内，清洗液对收集筒内的橡胶清洗，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动丝杠一转动，丝杠一带动方形框上升或下降，方形框上的连接臂对橡胶进行纵向切割，橡胶从收集筒底部下落，切割刀片将橡胶切割成碎块，橡胶与清洗液进入甩干筒内，开启甩干电机，甩干电机输出轴带动甩干筒转动，甩干筒将清洗液甩出，甩出的清洗液通过导流板的引导通过引流孔进入集水箱内，通过以上结构，该清洗设备在对橡胶切割前将橡胶与清洗液进行混合，同时通过方形框上的连接臂以及切割刀片的设置，对橡胶进行有效的纵向以及横向切割，通过甩干筒的设计，可以增加清洗液与橡胶的接触，提高清洗效果，同时清洗后的清洗液可以通过甩干筒甩出并进行有效收集；
[0025]
(3)甩干后升降电机输出轴通过两个皮带轮、皮带带动丝杠二转动，升降座通过甩干电机带动甩干筒下降，而后翻转气缸带动翻转架翻转180
°
，甩干筒内的橡胶落在导向板上，橡胶通过导向板进入导流管，导向气缸向上推动导向块，两个第一转动杆配合四个第二转动杆带动挤压壳移动，两个挤压壳相向移动，微动电机带动传动轮转动，两个传动轮带动挤压带转动，两个挤压带对从导流管下降的橡胶进行挤压的同时向下输送，从清洗室底部取得清洗后的橡胶，而后烘干得到成品阻燃硅橡胶，通过以上结构，该清洗设备的甩干筒可以翻转，便于将甩干筒内的橡胶向下送出，同时通过两个挤压机构的设计，对橡胶进行高效挤压，将橡胶表面的水分充分挤压出，同时挤压机构的挤压带帮助橡胶向下输送。
附图说明
[0026]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0027]
图1是本发明的清洗设备的结构示意图；
[0028]
图2是本发明切割机构的结构示意图；
[0029]
图3是本发明甩干机构的结构示意图；
[0030]
图4是本发明方形框的俯视图；
[0031]
图5是本发明挤压机构的结构示意图；
[0032]
图6是本发明挤压壳的内部结构图。
[0033]
图中：1、清洗室；2、皮带输送机；3、支撑板；4、清洗液箱；5、水泵；6、切割机构；7、收集筒；8、丝杠一；9、驱动电机；10、固定环；11、方形框；12、连接臂；13、甩干机构；14、甩干筒；15、甩干电机；16、升降座；17、翻转架；18、升降电机；19、翻转气缸；20、固定板；21、导流板；
22、引流孔；23、集水箱；24、导向板；26、导流管；27、挤压机构；28、固定条；29、挤压壳；30、导向气缸；31、导向块；32、第一转动杆；33、第二转动杆；34、挤压带；35、传动轮；36、支板；37、微动电机。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
请参阅图1-6所示
[0036]
实施例1
[0037]
一种阻燃型的橡胶制备方法，包括如下步骤：
[0038]
步骤一：按重量份计，称取1份表面处理剂、40份镁铝水滑石、10份聚磷酸铵、20份氢氧化镁、80份高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、20份高粘度硅油、100份纳米碳酸钙、20份低粘度的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、15份低粘度硅油、50份铁黑、50份硅油、3份交联剂、1份增粘剂、0.03份催化剂，用表面处理剂对镁铝水滑石进行表面处理，而后搅拌，搅拌均匀后加入聚磷酸铵和氢氧化镁，共混均匀后得到填料；
[0039]
步骤二：将高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，高粘度硅油以及纳米碳酸钙搅拌混合均匀后，加热除湿，得到底料；
[0040]
步骤三：将底料进行研磨，研磨后加入低粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和低粘度硅油，搅拌均匀后排泡；
[0041]
步骤四：将步骤一得到的填料和步骤三排泡后的底料混合均匀后排泡，得到基料；
[0042]
步骤五：将铁黑与硅油以质量比1:1混合均匀后加热除湿，得到铁黑膏；
[0043]
步骤六：将铁黑膏，交联剂，增粘剂，催化剂混合均匀后排泡，得到色膏；
[0044]
步骤七：将基料与色膏以质量比10:1混合均匀，凝聚后得到橡胶，将橡胶放在清洗设备的皮带输送机2上，皮带输送机2将橡胶输送至收集筒7内，水泵5将清洗液箱4内的清洗液抽取，并排至收集筒7内，清洗液对收集筒7内的橡胶清洗，开启驱动电机9，驱动电机9输出轴带动丝杠一8转动，丝杠一8带动方形框11上升或下降，方形框11上的连接臂12对橡胶进行纵向切割，橡胶从收集筒7底部下落，切割刀片将橡胶切割成碎块，橡胶与清洗液进入甩干筒14内，开启甩干电机15，甩干电机15输出轴带动甩干筒14转动，甩干筒14将清洗液甩出，甩出的清洗液通过导流板21的引导通过引流孔22进入集水箱23内，甩干后升降电机18输出轴通过两个皮带轮、皮带带动丝杠二转动，升降座16通过甩干电机15带动甩干筒14下降，而后翻转气缸19带动翻转架17翻转180
°
，甩干筒14内的橡胶落在导向板24上，橡胶通过导向板24进入导流管26，导向气缸30向上推动导向块31，两个第一转动杆32配合四个第二转动杆33带动挤压壳29移动，两个挤压壳29相向移动，微动电机37带动传动轮35转动，两个传动轮35带动挤压带34转动，两个挤压带34对从导流管26下降的橡胶进行挤压的同时向下输送，从清洗室1底部取得清洗后的橡胶，而后烘干得到成品阻燃硅橡胶。
[0045]
具体的，硅油为甲基硅油。交联剂为甲基三甲氧基硅烷。增粘剂为苯基三甲氧基硅烷。催化剂为酞酸丁酯与乙酸乙酯的螯合物。步骤一中的表面处理剂为六甲基二硅氮烷。
[0046]
实施例1的阻燃型的橡胶的阻燃级别fv-0，断裂伸长率为147％。
[0047]
实施例2
[0048]
一种阻燃型的橡胶制备方法，包括如下步骤：
[0049]
步骤一：按重量份计，称取3份表面处理剂、60份镁铝水滑石、20份聚磷酸铵、50份氢氧化镁、120份高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、30份高粘度硅油、150份纳米碳酸钙、40份低粘度的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、30份低粘度硅油、60份铁黑、60份硅油、8份交联剂、6份增粘剂、0.12份催化剂，用表面处理剂对镁铝水滑石进行表面处理，而后搅拌，搅拌均匀后加入聚磷酸铵和氢氧化镁，共混均匀后得到填料；
[0050]
步骤二：将高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，高粘度硅油以及纳米碳酸钙搅拌混合均匀后，加热除湿，得到底料；
[0051]
步骤三：将底料进行研磨，研磨后加入低粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和低粘度硅油，搅拌均匀后排泡；
[0052]
步骤四：将步骤一得到的填料和步骤三排泡后的底料混合均匀后排泡，得到基料；
[0053]
步骤五：将铁黑与硅油以质量比1:1混合均匀后加热除湿，得到铁黑膏；
[0054]
步骤六：将铁黑膏，交联剂，增粘剂，催化剂混合均匀后排泡，得到色膏；
[0055]
步骤七：将基料与色膏以质量比14:1混合均匀，凝聚后得到橡胶，其余步骤与实施例1相同。
[0056]
具体的，硅油为氨烃基硅油。交联剂为硅酸乙酯。增粘剂为苄基氨乙基丙基三甲氧基硅烷。催化剂为钛酸异丙酯和开链聚醚配合物。步骤一中的表面处理剂为六甲基二硅氮烷。
[0057]
实施例2的阻燃型的橡胶的阻燃级别fv-0，断裂伸长率为153％。
[0058]
清洗设备包括清洗室1，清洗室1内水平设置有皮带输送机2，皮带输送机2一端延伸至清洗室1外侧，清洗室1内水平安装有支撑板3，支撑板3上安装有清洗液箱4、水泵5，水泵5抽水端连通清洗液箱4，清洗室1内设置有切割机构6，切割机构6包括收集筒7，收集筒7为方形筒状结构，收集筒7内纵向设置有丝杠一8，收集筒7上方设置有驱动电机9，驱动电机9输出轴连接丝杠一8，丝杠一8上安装有固定环10，丝杠一8螺纹连接方形框11，方形框11设置于固定环10下方，收集筒7底部为敞开式结构，方形框11上等弧度设置有四个连接臂12，方形框11侧面与收集筒7内壁滑动连接，丝杠一8底部安装有切割刀片，切割机构6下方设置有甩干机构13，甩干机构13包括甩干筒14，甩干筒14下方设置有甩干电机15，甩干电机15输出轴连接甩干筒14底部，甩干电机15安装于升降座16上，升降座16滑动安装于翻转架17上，翻转架17上纵向设置有丝杠二，丝杠二与升降座16螺纹连接，翻转架17上安装有升降电机18，升降电机18输出轴通过两个皮带轮、皮带传动连接丝杠二，翻转架17一侧设置有翻转气缸19，翻转气缸19输出端连接翻转架17，翻转气缸19安装于固定板20一侧，固定板20固定安装于清洗室1内腔，清洗室1两侧内壁对称设置有两个导流板21，导流板21与清洗室1内壁连接位置上方开设有引流孔22，清洗室1两侧外壁对称安装有两个集水箱23，两个引流孔22与两个集水箱23一一对应，引流孔22与集水箱23相连通，两个导流板21下方设置有两个导向板24，两个导向板24之间安装有导流管26，导流管26下方对称设置有两个挤压机构27，挤压机构27包括固定条28，固定条28上安装有导向气缸30，固定条28上纵向滑动安装有导向块31，导向块31上转动安装有两个第一转动杆32，固定条28上转动安装有四个第二转动杆33，
两个第一转动杆32、四个第二转动杆33分别转动安装于挤压壳29两侧，挤压壳29上设置有挤压带34，挤压壳29内转动设置有两个传动轮35，两个传动轮35之间通过挤压带34传动连接，挤压壳29内设置有支板36，支板36与挤压带34内表面接触，清洗室1底部为开口状，挤压壳29上安装有微动电机37，微动电机37输出轴连接其中一个传动轮35。
[0059]
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

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