乙丙橡胶阻燃剂研究

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摘要：近几年来，中国阻燃剂生产量的年平均增长率估计可达15%-20%，远远高于全球3%-4%的水平。本文主要介绍乙丙橡胶阻燃剂的分类，阐述各类阻燃剂的阻燃原理及优缺点，目前阻燃剂的市场情况及阻燃剂在国内外的研究进展。

关键词：乙丙橡胶阻燃剂 阻燃机理 研究进展

中图分类号：TQ333文献标识码： A

乙丙橡胶发泡材料由于其结构上的多孔性，使它具密度，小质量轻，优异的防尘、防水气，隔热等性能，近年来在汽车工业和建筑行业被广泛用作密封和隔热材料。

乙丙橡胶的氧指数（OI）仅为20%左右，属于易燃性橡胶。因此其在应用过程中面临着提高阻燃性的迫切要求，配合高效的阻燃剂就成为解决问题的唯一有效方法。对一些阻燃标准要求严格的领域和某些难于阻燃的材料，溴系阻燃剂在目前恐怕还是最实际的选择。

基本配方

EPDM 100 N5502.5

C-9 5 发泡剂 30

RX-805S 2.5

氧化锌5 PZ2.5

硬脂酸5 TT2.5

硬脂酸锌5 M 2.5

石蜡油17CZ2.5

阻燃剂的选择

乙丙橡胶属于易燃产品常用的阻燃剂包括无机阻燃剂和卤系阻燃剂等。

目前采用添加金属氢氧化物(主要是氢氧化镁和氢氧化铝)作为阻燃剂的方法来制备无卤阻燃的三元乙丙橡胶材料。在这一方法中，为了得到高氧指数的三元乙丙橡胶材料，必须添加大量的氢氧化镁和氢氧化铝，从而造成硫化胶拉断伸长率大幅度降低，产品的加工性能和柔软性显著下降。

由于无机阻燃剂要想达到很好的阻燃效果填充量非常大，对橡胶发泡影响较大，因此本课题以有卤阻燃体系为主来探讨乙丙橡胶发泡材料的阻燃性，选用十溴二苯乙烷和三氧化二锑配合阻燃体系。

选用十溴二苯乙烷是应为其有如下优点：

a)十溴二苯乙烷是一种使用范围广泛的广谱添加型阻燃剂，其溴含量高，热稳定性好，抗紫外线性能佳，较其他溴系阻燃剂的渗出性低；

b)十溴二苯乙烷热裂解或燃烧时不产生有毒的多溴代二苯并二恶烷（DBDO）及多溴代二苯并呋（DBDF），用它阻燃的材料完全符合欧洲关于二恶英条例的要求，对环境不造成危害。

c)十溴二苯乙烷无任何毒性，也不会对生物产生任何致畸性，对水生物如鱼等无副作用，可以说符合环保的要求。

d)十溴二苯乙烷在使用的体系中相当稳定，用它阻燃的热塑性塑料可以循环使用。

e)十溴二苯乙烷对阻燃材料性能的不利影响较传统阻燃剂十溴二苯醚小，且耐光性能好，渗出性低。

为了提高阻燃效率，卤素衍生物一般与协效剂并用。可用的协效剂很多，其中最主要的是三氧化二锑，成为卤-锑协同。在高温下三氧化二锑能与卤系阻燃剂分解产生的卤化氢反应生成三卤化锑或卤氧化锑。三卤化锑在燃烧区域内发生分解，可捕获气相中维持链式反应的活泼自由基，减少反应放热使火焰淬灭。

阻燃剂品种及用量对发泡的影响

在基本配方和加工工艺不变的情况下，考察无机阻燃剂对橡胶发泡的影响，实验结果见表1。

表1无卤阻燃剂品种及用量对橡胶发泡的影响

由表1可知：采用无卤阻燃体系，随着阻燃剂用量的增加泡沫密度会下降，甚至发不起来，阻燃剂用量加到一定程度后虽然阻燃性能能够达到要求，但是发泡体积小，发泡密度达不到要求，因此本实验不适合选用无卤阻燃体系。

有卤体系

在基本配方和加工工艺不变的情况下，考察有卤阻燃剂对发泡的影响，实验结果见表2。

由表2可知：采用有卤阻燃体系阻燃效果较好。三氧化二锑用量固定在10份，增加十溴二苯乙烷的用量，当十溴二苯乙烷用量为20份及以上时，发泡后泡沫橡胶的阻燃性能达到性能要求离火熄灭，达到V-0级。十溴二苯乙烷用量固定在15份，增加十溴二苯乙烷的用量，当三氧化二锑用量为20份及以上时，发泡后泡沫橡胶的阻燃性能达到性能要求离火熄灭，达到V-0级。

表2 有卤阻燃剂品种及用量对橡胶发泡的影响

结论

有卤阻燃剂的阻燃效果好于无卤阻燃剂。十溴二苯乙烷和三氧化二锑配合使用可达到明显的阻燃效果。在十溴二苯乙烷15份，三氧化二锑20份，氯化石蜡17份阻燃效果较好，能达到V-0级。