【主權項】
1. 一種低煙阻燃粉末丁苯橡膠的制備方法，其特征在于，所述制備方法的具體的制備 步驟為： (1) 阻燃型接枝膠乳的制備：以丁苯膠乳質量為100份計，在聚合釜中首先加入100~ 200份去離子水、然后依次加入100份丁苯膠乳、3~10份乳化劑、0. 5~1. 5份分子量調節(jié) 劑，用氮氣置換后，加入10~20份的四溴雙酚S雙烯丙基醚，攪拌、加熱，待聚合釜溫度達 到50~70 °C時加入0. 05~0. 4份引發(fā)劑，反應10~15h后，加入0. 1~0. 5份終止劑，制 得阻燃型接枝丁苯膠乳； (2) 功能化可膨脹石墨的制備：以可膨脹石墨質量為100份計，將0. 5~5份硅烷偶聯(lián) 劑和50~100份水、5~15份乙醇加入到聚合爸中攪拌混合5~lOmin;然后加入100份 可膨脹石墨，攪拌混合10~30min后加入10~30份阻燃型接枝丁苯膠乳，攪拌、加熱，待 聚合釜溫度達到70~90°C時，加入0. 1~0. 5份催化劑，攪拌反應5~10h后，脫水、干燥、 研磨得到功能化可膨脹石墨； (3) 低煙阻燃粉末丁苯橡膠的制備：以丁苯膠乳質量為100份計，取100份丁苯膠乳和 2~10份功能化可膨脹石墨、50~100份水加入到凝聚爸里攪拌混合10~30min，然后升 溫至40~60°C時，依次加入2~7份隔離劑、1~5份凝聚劑，調節(jié)體系pH值為8~13時 進行凝聚，凝聚完成后升溫熟化，然后經(jīng)洗滌、脫水、干燥得到所述低煙阻燃粉末丁苯橡膠 產品。2. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述可膨脹石墨的粒徑為20ym~ 200ym，優(yōu)選為 30ym~100ym。3. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑選自y-氨丙基 三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-f3 -氨乙 基-y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-0-(氨乙 基）-y-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述催化劑選自草酸、鹽酸、稀硝酸、磷酸、硫酸中的一種，更優(yōu)選為硫酸。4. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑選自過硫酸鉀、二叔丁基 過氧化氫、2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基過氧化己烷、二叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯、 過氧化苯甲酰中的一種； 優(yōu)選地，所述引發(fā)劑加入量為0. 1~0. 3份。5. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述丁苯膠乳是由共輒二烯烴化合 物和芳基乙烯類化合物通過乳液聚合共聚而成，其中共輒二烯烴化合物為C4類共輒二烯烴 化合物，芳基乙稀類化合物選自苯乙稀、a-甲基苯乙稀、2-苯丙稀、乙基苯乙稀及它們的 衍生物； 優(yōu)選地，所述乳化劑選自脂肪酸皂、松香酸皂、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚 氧乙烯山梨醇酐單油酸脂中的一種或多種； 更優(yōu)選地，所述隔離劑選自硬脂酸鉀、硬脂酸鈉、油酸鉀、油酸鈉、合成脂肪酸鉀、合成 脂肪酸鈉中的一種或多種； 進一步優(yōu)選地，所述凝聚劑選自氯化鈉、氯化鎂、氯化鐵、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸鋁、明礬 中的一種或多種。6. -種低煙阻燃粉末丁苯橡膠，其特征在于，所述低煙阻燃粉末丁苯橡膠具有以下結 構：其中，EG為可膨脹石墨，SBR為丁苯膠乳，R為(；~C12烷基。7. 根據(jù)權利要求6所述的低煙阻燃粉末丁苯橡膠，其特征在于，所述R為Y_氨丙基或 (甲基丙烯酰氧）丙基。8. -種權利要求6或7所述的低煙阻燃粉末丁苯橡膠的制備方法，其特征在于，所述制 備方法包括以下步驟： S1，在氮氣氣氛下，以重量份計，將100~200份的水、100份的丁苯膠乳、3~10份的乳 化劑、0. 5~1. 5份的分子量調節(jié)劑、10~20份的四溴雙酚S雙烯丙基醚以及0. 05~0. 4 份的引發(fā)劑混合后，進行接枝反應，得到阻燃型接枝丁苯膠乳； 52, 以重量份計，將0. 5~5份的硅烷偶聯(lián)劑、50~100份的水、5~15份的乙醇、100 份的可膨脹石墨、10~30份的所述阻燃型接枝丁苯膠乳以及0. 1~0. 5份的催化劑混合 后，進行共聚反應，得到功能化可膨脹石墨；以及 53, 以重量份計，將100份的所述丁苯膠乳和2~10份的所述功能化可膨脹石墨、50~ 100份的水、2~7份的隔離劑以及1~5份的凝聚劑混合后，進行凝聚反應，得到所述低煙 阻燃粉末丁苯橡膠。9. 根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1包括： S11，在氮氣氣氛下，以重量份計，將100~200份的水、100份的所述丁苯膠乳、3~10 份的所述乳化劑、〇. 5~1. 5份的所述分子量調節(jié)劑以及10~20份的所述四溴雙酚S雙烯 丙基醚混合，得到第一待反應體系； 512, 在溫度為50~70°C下，向所述第一待反應體系中加入0. 05~0. 4份的所述引發(fā) 劑，得到第二待反應體系； 513, 將所述第二待反應體系進行所述接枝反應，所述接枝反應的反應時間為10~ 15h，得到接枝反應產物體系；以及 514, 將所述接枝反應產物體系中加入0. 1~0. 5份的終止劑，終止所述接枝反應，制得 所述阻燃型接枝丁苯膠乳。10. 根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2包括： S21，以重量份計，將0. 5~5份的所述硅烷偶聯(lián)劑、50~100份的水、5~15份的乙 醇、100份的所述可膨脹石墨以及10~30份的所述阻燃型接枝丁苯膠乳混合，得到第三待 反應體系； 522, 在溫度為70~90°C下，向所述第三待反應體系加入0. 1~0. 5份的所述催化劑， 得到第四待反應體系；以及 523, 將所述第四待反應體系進行所述共聚反應5~10h，得到共聚物；然后對所述共聚 物依次進行脫水、干燥、研磨，得到所述功能化可膨脹石墨。11. 根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3包括： S31，以重量份計，將100份的丁苯膠乳和2~10份的所述功能化可膨脹石墨、50~100 份的水混合，得到第五待反應體系； 532, 在溫度為40~60°C下，向所述第五待反應體系中加入2~7份的所述隔離劑、1~ 5份的所述凝聚劑，并調節(jié)所述第五待反應體系的pH值為8~13,進行所述凝聚反應，得到 凝聚產物；以及 533, 在70~90°C下，對所述凝聚產物進行熟化，熟化時間為10~30min，得到熟化產 物；然后對所述熟化產物依次進行洗滌、脫水、干燥，得到所述低煙阻燃粉末丁苯橡膠。12. 根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述可膨脹石墨的粒徑為20ym~ 200ym，優(yōu)選為 30ym~100ym。13. 根據(jù)權利要求8至12中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑 選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅 烷、N- 0 -氨乙基-y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 N- 0 -(氛乙基）-y_氛丙基二甲氧基硅烷和乙烯基二甲氧基硅烷的一種或多種； 優(yōu)選地，所述催化劑選自草酸、鹽酸、稀硝酸、磷酸和硫酸組成的組中的一種或多種； 更優(yōu)選地，所述引發(fā)劑選自過硫酸鉀、二叔丁基過氧化氫、2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基 過氧化己烷、二叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯和過氧化苯甲酰組成的組中的一種或多 種； 進一步優(yōu)選地，所述引發(fā)劑的加入量為〇. 1~〇. 3份。14. 根據(jù)權利要求8至12中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述丁苯膠乳是由共 輒二烯烴化合物和芳基乙烯類化合物通過乳液聚合共聚而成； 其中，所述共輒二烯烴化合物為C4類共輒二烯烴化合物，所述芳基乙烯類化合物選自 苯乙烯、a-甲基苯乙烯、2-苯丙烯、乙基苯乙烯、苯乙烯的衍生物、a-甲基苯乙烯的衍生 物、2-苯丙烯的衍生物或乙基苯乙烯的衍生物； 優(yōu)選地，所述的乳化劑選自脂肪酸皂、松香酸皂、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉 和聚氧乙烯山梨醇酐單油酸脂組成的組中的一種或多種； 更優(yōu)選地，所述的隔離劑選自硬脂酸鉀、硬脂酸鈉、油酸鉀、油酸鈉、合成脂肪酸鉀、合 成脂肪酸鈉組成的組中的一種或多種。15. 根據(jù)權利要求8至12中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述凝聚劑選自氯化 鈉、氯化鎂、氯化鐵、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸鋁和明礬組成的組中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述分子量調節(jié)劑為正十二碳硫醇、叔十二碳硫醇或3-巰基丙酸異辛酯。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低煙阻燃粉末丁苯橡膠及其制備方法。該制備方法采用四溴雙酚S雙烯丙基醚對丁苯膠乳進行接枝聚合改性，而后用硅烷偶聯(lián)劑對可膨脹石墨進行處理，隨后加入接枝丁苯膠乳和催化劑，在EG顆粒表面發(fā)生共聚反應，制備出含有一層硅/醚共聚物膠乳層的可膨脹石墨，最后將功能化可膨脹石墨和丁苯膠乳直接混合凝聚成粉。該方法使得阻燃基團溴能夠有效地嵌入到粉末丁苯橡膠聚合物的主鏈上，同時由于EG和ATBS通過共聚反應成為一個有機的整體，賦予了粉末丁苯橡膠阻燃性能的高效性和持久性。
【IPC分類】C08K3/04, C08F216/12, C08L9/04, C08F279/02, C08K9/10, C08K9/06
【公開號】CN105086025
【申請?zhí)枴緾N201510214151
【發(fā)明人】徐典宏, 笪敏峰, 康安福, 曹帥英, 張華強, 趙洪國, 翟云芳, 桂強, 王永峰, 艾純金
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年4月29日