一種無味阻燃橡膠v帶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及傳動帶技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無味阻燃橡膠V帶。
【背景技術(shù)】
[0002] 三角帶又稱V型帶，主要由包布層、伸張層、強(qiáng)力層和壓縮層等部件構(gòu)成，是一種廣 泛應(yīng)用于機(jī)械和設(shè)備動力傳遞的橡膠制品。壓縮層膠又稱底膠，在三角帶中占有很大的分 量。V帶使用過程中要求底膠具有耐熱、耐老化、耐屈撓疲勞、壓縮變形小、橫向剛性和縱向 柔性好等優(yōu)點。
[0003] 橡膠為碳?xì)浠衔?，屬可燃性材料。燃燒時，橡膠按照自由基連鎖反應(yīng)歷程進(jìn)行， 容易產(chǎn)生11(^、〇)、!^302等有毒害性腐蝕氣體。無法滿足礦井、石化、電器等諸多使用場合 需要的安全、難燃的要求。
[0004] 鹵系阻燃劑阻燃效率高，僅需較少用量就能達(dá)到較好阻燃效果，因此曾一度成為 市場主流，但其在阻燃同時易產(chǎn)生大量腐蝕性氣體，不符合人們對材料的環(huán)保和安全性要 求。無機(jī)填料也有阻燃功效，所用無機(jī)填料具有價格低廉、阻燃抑煙效果好、不揮發(fā)等優(yōu)點， 但其存在填料難以分散均勻，與基體相容性差等缺點。隨著人們對居住環(huán)境和安全問題的 關(guān)注，膨脹型無鹵阻燃技術(shù)以其獨特的阻燃機(jī)制和低毒、低煙等特點已被諸多研究工作者 所關(guān)注。含膨脹型阻燃劑的高聚物熱裂或燃燒時，表面形成一層膨脹炭層，具有阻燃(炭的 極限氧指數(shù)達(dá)60%)、隔熱、隔氧功能，且生煙量小，也不易形成有毒氣體和腐蝕性氣體。所 以它的應(yīng)用被視為是使阻燃劑低毒、低煙、無鹵的重要途徑之一。但小分子膨脹型阻燃劑在 材料使用過程中，阻燃劑有機(jī)小分子會在材料表面析出程度，從而產(chǎn)生"二次污染"，同時由 于相容性差致使基體材料力學(xué)性能下降。
[0005] 現(xiàn)有的橡膠V帶多采用再生橡膠為原料制得，由于再生橡膠中含有大量添加劑，導(dǎo) 致所生產(chǎn)V帶具有異味，限制了其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有的橡膠V帶存在的問題，本發(fā)明提供了一種無味阻燃橡膠V帶，采用 膨脹型阻燃劑(異戊二烯和二甲基-2-胺基-甲基磷酰胺酯的共聚物)改性天然橡膠，在使用 和阻燃過程中均無有害氣體釋放，符合人們對環(huán)保和安全的要求，且阻燃劑與橡膠基體相 容性好，具有不迀移性，避免了材料使用過程中"二次污染"。
[0007] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種無味阻燃橡膠V帶，由包布層、伸張層、強(qiáng)力層和壓縮層四部分構(gòu)成，所述壓縮 層由以下重量份數(shù)原料組成：100份天然橡膠、10-20阻燃劑、炭黑5-10份、0.4-0.6份硬脂 酸、2-4份防老劑、5-8份氧化鋅、4-6份氧化鎂和2-5份軟化劑，所述阻燃劑為式(I)所示的共 聚物：
[0010] 作為優(yōu)選，所述阻燃劑的制備方法包括以下步驟：
[0011] (1)采用乙醇作溶劑，式（II)所示的二甲基-2-胺基-甲基磷酰胺酯與馬來酸酐在 40~72°C下攪拌反應(yīng)3~10小時制得到含式(III)所示的膨脹型阻燃劑的混合液；
[0012 ] ⑵將引發(fā)劑溶于水中制得引發(fā)劑水溶液；
[0013] (3)將乙醇、步驟（1)所得的混合液和異戊二烯加入反應(yīng)容器中，加熱至回流，并于 15~25分鐘內(nèi)滴加30~40 %步驟(2)所得的引發(fā)劑水溶液，當(dāng)沒有單體冷凝回流時，于10~ 20分鐘內(nèi)滴加完剩余的步驟(1)所得混合液和剩余的引發(fā)劑水溶液，投料完畢后，恒溫反應(yīng) 2~4小時后，蒸餾去除乙醇即得式(I)所示的共聚物；
[0015] 作為優(yōu)選，步驟（1)中所述的式（II)所示的二甲基-2-胺基-甲基磷酰胺酯與馬來 酸酐的摩爾比為1:1~1.2，所述乙醇的質(zhì)量為馬來酸酐質(zhì)量的2-4倍。
[0016] 作為優(yōu)選，步驟(2)中所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀，所述引發(fā)劑水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.04-0.1 %，所述引發(fā)劑的投料質(zhì)量為異戊二烯質(zhì)量的0.2~0.6 %。所選引發(fā)劑的活性應(yīng) 與在聚合溫度相匹配，引發(fā)劑在該溫度下的分解速率不宜過慢也不宜過快，過慢則會導(dǎo)致 聚合速率低，體系中引發(fā)劑殘留量高;過快則會導(dǎo)致聚合反應(yīng)難以控制，聚合物分子量分布 不均勻。同時引發(fā)劑的用量要適宜，不可過多過少，多則反應(yīng)速度太快，難以控制；少則不易 引發(fā)，反應(yīng)不能正常進(jìn)行，影響聚合物性能，因此所述的引發(fā)劑的投料質(zhì)量為異戊二烯質(zhì)量 的0.2~0.6% 〇
[0017]作為優(yōu)選，步驟(3)中所述乙醇、步驟（1)所得的混合液和異戊二烯的質(zhì)量比為3-5:2-4:1〇
[0018] 本發(fā)明的有益效果為：
[0019] 1、本發(fā)明所提供的無味阻燃橡膠V帶，采用天然橡膠為原料，具有無味的優(yōu)點。
[0020] 2、本發(fā)明所提供的無味阻燃橡膠V帶不含鹵素，在使用和阻燃過程中均無有害氣 體釋放，符合人們對環(huán)保和安全的要求。
[0021] 3、本發(fā)明所述的無味阻燃橡膠V帶利用共聚反應(yīng)將阻燃劑引入到聚異戊二烯高分 子鏈中，與天然橡膠基體具有較好的相容性，同時具有不迀移性，避免了材料使用過程中 "二次污染"。
[0022] 4、本發(fā)明所述的無味阻燃橡膠V帶利用磷、氮元素協(xié)同阻燃作用，提高對橡膠基體 的阻燃效果，減少阻燃劑在橡膠基體的使用量，降低阻燃材料的使用成本。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合實施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限 定。
[0024] 實施例1
[0025] -種無味阻燃橡膠V帶，由包布層、伸張層、強(qiáng)力層和壓縮層四部分構(gòu)成，所述壓縮 層（即底膠)配方為l〇〇g天然橡膠、l〇g阻燃劑、5g炭黑、0.4g份硬脂酸、2g防老劑、5g氧化鋅、 4g氧化鎂和2g軟化劑，所述底膠材料的L0I為26.7%，所述阻燃劑的為式(I)所示的共聚物：
[0027]在本實施例中，阻燃劑的制備方法為：
[0028] (1)在裝有回流冷凝管和溫度計的250mL三口瓶中加入19.6g乙醇、14g(0.1mol)二 甲基-2-胺基-甲基磷酰胺酯與9.8g(0.1mol)馬來酸酐，攪拌升溫至40°C反應(yīng)3小時制得到 含膨脹型阻燃劑的混合液；
[0029] (2)將0.02g引發(fā)劑過硫酸鉀溶于50mL蒸餾水中，待用；
[0030] (3)將30g乙醇、20g步驟（1)所得的混合液和10g異戊二烯加入反應(yīng)容器中，加熱至 回流，并于15分鐘內(nèi)滴加30%步驟(2)所得的引發(fā)劑水溶液，當(dāng)沒有單體冷凝回流時，于10 分鐘內(nèi)滴加完剩余的步驟（1)所得混合液和剩余的引發(fā)劑水溶液，投料完畢后，恒溫反應(yīng)2 小時后，蒸餾去除乙醇即得式(I)所示的共聚物。
[0031] 實施例2
[0032] -種無味阻燃橡膠V帶，由包布層、伸張層、強(qiáng)力層和壓縮層四部分構(gòu)成，所述壓縮 層（即底膠)配方為l〇〇g天然橡膠、15g阻燃劑、8g炭黑、0.5g份硬脂酸、3g防老劑、7g氧化鋅、 5g氧化鎂和3g軟化劑，所述底膠材料的L0I為28.2%，所述阻燃劑與實施例1中阻燃劑相同。
[0033] 在本實施例中，阻燃劑的制備方法為：
[0034] (1)在裝有回流冷凝管和溫度計的250mL三口瓶中加入32.4g乙醇、14g(0.1mol)二 甲基-2-胺基-甲基磷酰胺酯與10.8g(0.11mol)馬來酸酐，攪拌升溫至60°C反應(yīng)5小時制得 到含膨脹型阻燃劑的混合液；
[0035] (2)將0.04g引發(fā)劑過硫酸鉀溶于50mL蒸餾水中，待用；
[0036] (3)將40g乙醇、30g步驟（1)所得的混合液和10g異戊二烯加入反應(yīng)容器中，加熱至 回流，并于20分鐘內(nèi)滴加35%步驟(2)所得的引發(fā)劑水溶液，當(dāng)沒有單體冷凝回流時，于15 分鐘內(nèi)滴加完剩余的步驟（1)所得混合液和剩余的引發(fā)劑水溶液，投料完畢后，恒溫反應(yīng)3 小時后，蒸餾去除乙醇即得式(I)所示的共聚物。
[0037] 實施例3
[0038] -種無味阻燃橡膠V帶，由包布層、伸張層、強(qiáng)力層和壓縮層四部分構(gòu)成，所述壓縮 層（即底膠)配方為l〇〇g天然橡膠、20g阻燃劑、10g炭黑、0.6g份硬脂酸、4g防老劑、8g氧化 鋅、6g氧化鎂和5g軟化劑，所述底膠材料的L0I為27.8%，所述阻燃劑與實施例1中阻燃劑相 同。
[0039] 在本實施例中，阻燃劑的制備方法為：
[0040] (1)在裝有回流冷凝管和溫度計的250mL三口瓶中加入47g乙醇、14g(0 · lmo 1)二甲 基-2-胺基-甲基磷酰胺酯與11.8g(0.12mol)馬來酸酐，攪拌升溫至72°C反應(yīng)10小時制得到 含膨脹型阻燃劑的混合液；
[0041] (2)將0.06g引發(fā)劑過硫酸鉀溶于50mL蒸餾水中，待用；
[0042] (3)將50g乙醇、40g步驟（1)所得的混合液和10g異戊二烯加入反應(yīng)容器中，加熱至 回流，并于25分鐘內(nèi)滴加40%步驟(2)所得的引發(fā)劑水溶液，當(dāng)沒有單體冷凝回流時，于20 分鐘內(nèi)滴加完剩余的步驟（1)所得混合液和剩余的引發(fā)劑水溶液，投料完畢后，恒溫反應(yīng)4 小時后，蒸餾去除乙醇即得式(I)所示的共聚物。
[0043]以上僅列舉本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限制于此，本領(lǐng)域技 術(shù)人員在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)所作的任何改變均落入本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種無味阻燃橡膠V帶，由包布層、伸張層、強(qiáng)力層和壓縮層四部分構(gòu)成，其特征在 于，所述壓縮層由W下重量份數(shù)原料組成：100份天然橡膠、10-20阻燃劑、炭黑5-10份、0.4- 0.6份硬脂酸、2-4份防老劑、5-8份氧化鋒、4-6份氧化儀和2-5份軟化劑，所述阻燃劑為式 (I)所示的共聚物：2. 如權(quán)利要求1所述的無味阻燃橡膠V帶，其特征在于，所述阻燃劑的制備方法包括W 下步驟： (1) 采用乙醇作溶劑，式（II)所示的二甲基-2-胺基-甲基憐酷胺醋與馬來酸酢在40~ 72°C下攬拌反應(yīng)3~10小時制得到含式(III)所示的膨脹型阻燃劑的混合液； (2) 將引發(fā)劑溶于水中制得引發(fā)劑水溶液； (3) 將乙醇、步驟（1)所得的混合液和異戊二締加入反應(yīng)容器中，加熱至回流，并于15~ 25分鐘內(nèi)滴加30~40%步驟(2)所得的引發(fā)劑水溶液，當(dāng)沒有單體冷凝回流時，于10~20分 鐘內(nèi)滴加完剩余的步驟（1)所得混合液和剩余的引發(fā)劑水溶液，投料完畢后，恒溫反應(yīng)2~4 小時后，蒸饋去除乙醇即得式(I)所示的共聚物；3. 如權(quán)利要求2所述的無味阻燃橡膠V帶，其特征在于，步驟(1)中所述的式（II)所示的 二甲基-2-胺基-甲基憐酷胺醋與馬來酸酢的摩爾比為1:1~1.2,所述乙醇的質(zhì)量為馬來酸 酢質(zhì)量的2-4倍。4. 如權(quán)利要求2所述的無味阻燃橡膠V帶，其特征在于，步驟(2)中所述的引發(fā)劑為過硫 酸鐘，所述引發(fā)劑水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04-0.1%，所述引發(fā)劑的投料質(zhì)量為異戊二締質(zhì) 量的0.2~0.6%。5. 如權(quán)利要求2所述的無味阻燃橡膠V帶，其特征在于，步驟(3)中所述乙醇、步驟（1)所 得的混合液和異戊二締的質(zhì)量比為3-5:2-4:1。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無味阻燃橡膠V帶，由包布層、伸張層、強(qiáng)力層和壓縮層四部分構(gòu)成，其特征在于，所述壓縮層由以下重量份數(shù)原料組成：100份天然橡膠、10-20阻燃劑、炭黑5-10份、0.4-0.6份硬脂酸、2-4份防老劑、5-8份氧化鋅、4-6份氧化鎂和2-5份軟化劑，所述阻燃劑為式(I)所示的共聚物。本發(fā)明采用膨脹型阻燃劑(異戊二烯和二甲基-2-胺基-甲基磷酰胺酯的共聚物)的共聚物改性天然橡膠，在使用和阻燃過程中均無有害氣體釋放，符合人們對環(huán)保和安全的要求，且阻燃劑與橡膠基體相容性好，具有不遷移性，避免了材料使用過程中“二次污染”。
【IPC分類】C08K3/22, C08L7/00, B32B25/04, B32B25/12, C08L47/00, C08K5/09, C08F236/08, C08K13/02, C08F230/02, C08K3/04
【公開號】CN105504381
【申請?zhí)枴緾N201511019636
【發(fā)明人】吳培生, 吳瓊瑛, 石水祥
【申請人】三力士股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月30日