本發(fā)明涉及一種無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠的制備方法，屬于阻燃橡膠技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

早期的橡膠是取自橡膠樹、橡膠草等植物的膠乳，加工后制成的具有彈性、絕緣性、不透水和空氣的材料。高彈性的高分子化合物。分為天然橡膠與合成橡膠二種。天然橡膠是從橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質(zhì)后加工制成；合成橡膠則由各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得。橡膠制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)或生活各方面。橡膠行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。它不僅為人們提供日常生活不可或缺的日用、醫(yī)用等輕工橡膠產(chǎn)品，而且向采掘、交通、建筑、機械、電子等重工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提供各種橡膠制生產(chǎn)設(shè)備或橡膠部件?？梢?，橡膠行業(yè)的產(chǎn)品種類繁多，后向產(chǎn)業(yè)十分廣闊。天然橡膠是由膠乳制造的，膠乳中所含的非橡膠成分有一部分就留在固體的天然橡膠中。一般天然橡膠中含橡膠烴92~95%，而非橡膠烴占5~8%。由于制法不同，產(chǎn)地不同乃至采膠季節(jié)不同，這些成分的比例可能有差異，但基本上都在范圍以內(nèi)。無鹵阻燃橡膠的發(fā)展方向:一是尋找或制備高效化、多功能化的新型無鹵阻燃劑,二是發(fā)展大分子技術(shù)、交聯(lián)技術(shù)等新型現(xiàn)代技術(shù), 三是利用計算機輔助設(shè)計優(yōu)化無鹵阻燃橡膠復(fù)合材料的配方和工藝。目前，無鹵阻燃橡膠,存在著力學性能及加工性能差，應(yīng)用受到限制，因此，對無鹵阻燃橡膠的研究顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對無鹵阻燃橡膠力學性能及加工性能差，應(yīng)用受到限制的問題，本發(fā)明提供了一種無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠的制備方法，本發(fā)明通過超臨界二氧化碳萃取處理除去竹粉中的油脂，再將竹粉預(yù)熱處理后在微波輻照下碳化制得竹基活性炭作為協(xié)效劑，在阻燃橡膠中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高阻燃橡膠的剪切黏度和交聯(lián)度，竹基活性炭還能協(xié)效阻燃劑，提高橡膠的阻燃性能，再用改性絹云母作為補強填料，利用其特殊晶形，減少橡膠用量，進一步提高橡膠的力學性能。本發(fā)明制備的無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中性能及加工性能差，應(yīng)用受到限制等缺陷，以實現(xiàn)穩(wěn)定性好、應(yīng)用范圍大的優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

（1）按重量份數(shù)計，稱取5~10份竹片，置于105~110℃干燥箱中干燥至恒重，將干燥后的竹片加入粉碎機中粉碎，過60目篩，將過篩后的竹粉加入高壓反應(yīng)釜中，加熱至32~35℃，在7.5~8.0MPa下，通入二氧化碳超臨界處理20~30min，減壓至常壓，取出浸泡在質(zhì)量分數(shù)為40%氯化鋅溶液中20~24h，過濾，將濾渣置入350~360℃馬弗爐中，在氮氣氛圍下，加熱3~4h，再用550W微波輻照10~12min，冷卻至室溫，用去離子水洗滌至洗滌液pH呈中性，轉(zhuǎn)入120~125℃干燥箱中干燥至恒重，并用粉碎機粉碎，過200目篩，得竹基活性炭，備用；

（2）按重量份數(shù)計，稱取25~30份絹云母礦，加入行星研磨機中研磨至粒徑為20~40μm，加入80~100份去離子水中，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為4.0~4.5，加入0.16~0.24份硅烷偶聯(lián)劑KH﹣550，以300~400r/min攪拌30~40min，過濾，將濾渣置于100~105℃干燥箱中干燥2~3h，得改性絹云母粉；

（3）按重量份數(shù)計，分別稱取65~70份乙烯﹣醋酸乙烯酯橡膠，2~4份氧化鋅，1~2份硬脂酸，1~2份過氧化二異丙苯，0.5~0.8份促進劑CZ，0.3~0.5份抗老化劑RD，加入混煉機中，經(jīng)左右割刀5~6次，薄通4~5次后，加入25~30份聚磷酸銨，8~10份雙季戊四醇，1~3份上述步驟（1）制備的竹基活性炭，15~20份上述改性絹云母粉，繼續(xù)左右割刀3~4次，薄通3~4次，得混煉膠；

（4）將混煉膠通入平板硫化機中，在150~160℃下，壓力為10~12MPa，硫化10~15min，停放20~24h，得無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠。

本發(fā)明制備的無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠強度為25～30MPa，伸長率為200～300％，撕裂強度為30～40KN/m，摩擦系數(shù)為0.5～0.8，彈性達到A級，耐熱性為270～290℃，節(jié)約能耗25~40%。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備的無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠，克服現(xiàn)有技術(shù)中性能及加工性能差，應(yīng)用受到限制等缺陷，以實現(xiàn)穩(wěn)定性好、應(yīng)用范圍大的優(yōu)點；

（2）本發(fā)明制備的無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠，可廣泛應(yīng)用于阻燃橡膠技術(shù)領(lǐng)域。

具體實施方式

首先按重量份數(shù)計，稱取5~10份竹片，置于105~110℃干燥箱中干燥至恒重，將干燥后的竹片加入粉碎機中粉碎，過60目篩，將過篩后的竹粉加入高壓反應(yīng)釜中，加熱至32~35℃，在7.5~8.0MPa下，通入二氧化碳超臨界處理20~30min，減壓至常壓，取出浸泡在質(zhì)量分數(shù)為40%氯化鋅溶液中20~24h，過濾，將濾渣置入350~360℃馬弗爐中，在氮氣氛圍下，加熱3~4h，再用550W微波輻照10~12min，冷卻至室溫，用去離子水洗滌至洗滌液pH呈中性，轉(zhuǎn)入120~125℃干燥箱中干燥至恒重，并用粉碎機粉碎，過200目篩，得竹基活性炭，備用；其次按重量份數(shù)計，稱取25~30份絹云母礦，加入行星研磨機中研磨至粒徑為20~40μm，加入80~100份去離子水中，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為4.0~4.5，加入0.16~0.24份硅烷偶聯(lián)劑KH﹣550，以300~400r/min攪拌30~40min，過濾，將濾渣置于100~105℃干燥箱中干燥2~3h，得改性絹云母粉；再次按重量份數(shù)計，分別稱取65~70份乙烯﹣醋酸乙烯酯橡膠，2~4份氧化鋅，1~2份硬脂酸，1~2份過氧化二異丙苯，0.5~0.8份促進劑CZ，0.3~0.5份抗老化劑RD，加入混煉機中，經(jīng)左右割刀5~6次，薄通4~5次后，加入25~30份聚磷酸銨，8~10份雙季戊四醇，1~3份上述制備的竹基活性炭，15~20份上述改性絹云母粉，繼續(xù)左右割刀3~4次，薄通3~4次，得混煉膠；最后將混煉膠通入平板硫化機中，在150~160℃下，壓力為10~12MPa，硫化10~15min，停放20~24h，得無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠。

實例1

首先按重量份數(shù)計，稱取5份竹片，置于105℃干燥箱中干燥至恒重，將干燥后的竹片加入粉碎機中粉碎，過60目篩，將過篩后的竹粉加入高壓反應(yīng)釜中，加熱至32℃，在7.5MPa下，通入二氧化碳超臨界處理20min，減壓至常壓，取出浸泡在質(zhì)量分數(shù)為40%氯化鋅溶液中20h，過濾，將濾渣置入350℃馬弗爐中，在氮氣氛圍下，加熱3h，再用550W微波輻照10min，冷卻至室溫，用去離子水洗滌至洗滌液pH呈中性，轉(zhuǎn)入120℃干燥箱中干燥至恒重，并用粉碎機粉碎，過200目篩，得竹基活性炭，備用；其次按重量份數(shù)計，稱取25份絹云母礦，加入行星研磨機中研磨至粒徑為20μm，加入80份去離子水中，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為4.0，加入0.16份硅烷偶聯(lián)劑KH﹣550，以300r/min攪拌30min，過濾，將濾渣置于100℃干燥箱中干燥2h，得改性絹云母粉；再次按重量份數(shù)計，分別稱取65份乙烯﹣醋酸乙烯酯橡膠，2份氧化鋅，1份硬脂酸，1份過氧化二異丙苯，0.5份促進劑CZ，0.3份抗老化劑RD，加入混煉機中，經(jīng)左右割刀5次，薄通4次后，加入25份聚磷酸銨，8份雙季戊四醇，1份上述制備的竹基活性炭，15份上述改性絹云母粉，繼續(xù)左右割刀3次，薄通3次，得混煉膠；最后將混煉膠通入平板硫化機中，在150℃下，壓力為10MPa，硫化10min，停放20h，得無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠。

本發(fā)明制備的無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠強度為25MPa，伸長率為200％，撕裂強度為30KN/m，摩擦系數(shù)為0.5，彈性達到A級，耐熱性為270℃，節(jié)約能耗25%。

實例2

首先按重量份數(shù)計，稱取7份竹片，置于107℃干燥箱中干燥至恒重，將干燥后的竹片加入粉碎機中粉碎，過60目篩，將過篩后的竹粉加入高壓反應(yīng)釜中，加熱至33℃，在7.7MPa下，通入二氧化碳超臨界處理25min，減壓至常壓，取出浸泡在質(zhì)量分數(shù)為40%氯化鋅溶液中22h，過濾，將濾渣置入355℃馬弗爐中，在氮氣氛圍下，加熱3h，再用550W微波輻照11min，冷卻至室溫，用去離子水洗滌至洗滌液pH呈中性，轉(zhuǎn)入123℃干燥箱中干燥至恒重，并用粉碎機粉碎，過200目篩，得竹基活性炭，備用；其次按重量份數(shù)計，稱取27份絹云母礦，加入行星研磨機中研磨至粒徑為30μm，加入90份去離子水中，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為4.3，加入0.20份硅烷偶聯(lián)劑KH﹣550，以350r/min攪拌35min，過濾，將濾渣置于103℃干燥箱中干燥2h，得改性絹云母粉；再次按重量份數(shù)計，分別稱取67份乙烯﹣醋酸乙烯酯橡膠，4份氧化鋅，2份硬脂酸，2份過氧化二異丙苯，0.7份促進劑CZ，0.4份抗老化劑RD，加入混煉機中，經(jīng)左右割刀6次，薄通5次后，加入27份聚磷酸銨，9份雙季戊四醇，2份上述制備的竹基活性炭，17份上述改性絹云母粉，繼續(xù)左右割刀4次，薄通3次，得混煉膠；最后將混煉膠通入平板硫化機中，在155℃下，壓力為11MPa，硫化13min，停放22h，得無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠。

本發(fā)明制備的無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠強度為27MPa，伸長率為260％，撕裂強度為36KN/m，摩擦系數(shù)為0.6，彈性達到A級，耐熱性為280℃，節(jié)約能耗30%。

實例3

首先按重量份數(shù)計，稱取10份竹片，置于110℃干燥箱中干燥至恒重，將干燥后的竹片加入粉碎機中粉碎，過60目篩，將過篩后的竹粉加入高壓反應(yīng)釜中，加熱至35℃，在8.0MPa下，通入二氧化碳超臨界處理30min，減壓至常壓，取出浸泡在質(zhì)量分數(shù)為40%氯化鋅溶液中24h，過濾，將濾渣置入360℃馬弗爐中，在氮氣氛圍下，加熱4h，再用550W微波輻照12min，冷卻至室溫，用去離子水洗滌至洗滌液pH呈中性，轉(zhuǎn)入125℃干燥箱中干燥至恒重，并用粉碎機粉碎，過200目篩，得竹基活性炭，備用；其次按重量份數(shù)計，稱取30份絹云母礦，加入行星研磨機中研磨至粒徑為40μm，加入100份去離子水中，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為4.5，加入0.24份硅烷偶聯(lián)劑KH﹣550，以400r/min攪拌40min，過濾，將濾渣置于105℃干燥箱中干燥3h，得改性絹云母粉；再次按重量份數(shù)計，分別稱取70份乙烯﹣醋酸乙烯酯橡膠，4份氧化鋅，2份硬脂酸，2份過氧化二異丙苯，0.8份促進劑CZ，0.5份抗老化劑RD，加入混煉機中，經(jīng)左右割刀6次，薄通5次后，加入30份聚磷酸銨，10份雙季戊四醇，3份上述制備的竹基活性炭，20份上述改性絹云母粉，繼續(xù)左右割刀4次，薄通4次，得混煉膠；最后將混煉膠通入平板硫化機中，在160℃下，壓力為12MPa，硫化15min，停放24h，得無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠。

本發(fā)明制備的無鹵活性炭協(xié)效膨脹阻燃橡膠強度為30MPa，伸長率為300％，撕裂強度為40KN/m，摩擦系數(shù)為0.8，彈性達到A級，耐熱性為290℃，節(jié)約能耗40%。