一种煤矸石复合环保阻燃材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种煤矸石复合环保阻燃材料及其制备方法，所述阻燃材料包括三元乙丙橡胶、复合阻燃剂以及交联剂，各组分的重量百分含量如下：三元乙丙橡胶60

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石复合环保阻燃材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃复合材料
，具体公开了一种煤矸石复合环保阻燃材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]氢氧化镁作为一种应用前景良好的聚合物基复合材料的无机阻燃填料，由于其低烟环保、成本低等优势已被广泛应用于诸多领域，但是其阻燃效率低，只有在较高含量时才能有效发挥阻燃作用，而在高添加量的同时会致使三元乙丙橡胶的力学性能下降。
[0003]煤矸石是煤炭开采的伴生产物，也是目前我国排放量和堆积量最大的工业固体废弃物之一。其主要含有SiO2、Al2O3和类炭黑物质，以及金属元素如铁、钙、钾的氧化物，与三元乙丙橡胶的常用填料组成相接近，因此具有替代传统无机填料的潜在应用。然而由于煤矸石是火山灰质的混合材料，未经处理的煤矸石反应活性较低，可利用成分少。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的之一是提供一种煤矸石复合环保阻燃材料及其制备方法，用于解决现有技术中使用氢氧化镁作为三元乙丙橡胶阻燃剂存在的成本高、耐油性能不佳与环保性不足的问题。
[0005]为了实现以上目的及其他目的，本专利技术是通过包括以下技术方案实现的：
[0006]一种煤矸石复合环保阻燃材料，所述阻燃材料包括三元乙丙橡胶、复合阻燃剂以及交联剂，各组分的重量百分含量如下：
[0007]三元乙丙橡胶
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60
‑
65wt％
[0008]复合阻燃剂
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35
‑
40wt％
[0009]交联剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
3wt％；
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述复合阻燃剂是由活化煤矸石与改性氢氧化镁复合而成的。
[0011]一种煤矸石复合环保阻燃材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012]将煤矸石经研磨、筛分、煅烧并浸泡于生物基活化改性剂中后，再经过烘干得到所述活化煤矸石粉体；
[0013]将所述活性煤矸石和所述改性氢氧化镁进行搅拌，得到复合阻燃剂；
[0014]将所述的复合阻燃剂、所述的三元乙丙橡胶和所述交联剂加入开炼机中开炼，得到混炼胶；以及
[0015]将所述的混炼胶经硫化机中硫化成型后得到煤矸石复合环保阻燃材料。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述煅烧的温度为800～1000℃，所述煅烧的时间为4～5h。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述生物基活化改性剂可以为质量分数为15％的油酸的乙醇溶液，也可以为质量分数为4％的硬脂酸的乙醇溶液。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述改性氢氧化镁和活化煤矸石的复合比例为1:1～5。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述油酸的乙醇溶液的质量分数为23％～26％。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述油酸的乙醇溶液的用量为氢氧化镁质量分数的6％～9％。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述硫化机的模温为160～180℃。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述硫化机硫化成型的压力为3～15Mpa,所述硫化机硫化成型的时间为15～25min。
[0023]综上所述，本专利技术提供了一种煤矸石复合环保阻燃材料及其制备方法，本专利技术的工艺合理，步骤简单，一方面降低了材料成本，另一方面实现了煤矸石的高值化利用，所制备的阻燃材料具有阻燃、力学性能优异、阻隔耐油性能好的优点，具有显著的经济和社会效益。其他的特征、益处和优势将通过本文详述的包括说明书和权利要求书在内的文本公开而显而易见。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术制备方法的流程图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的保护范围。
[0027]以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0028]本专利技术公开的包括三元乙丙橡胶、复合阻燃剂以及交联剂的阻燃材料，阻燃材料中三元乙丙橡胶的重量百分含量可以为60
‑
65wt％，例如可以为62wt％，复合阻燃剂的重量百分含量可以为35
‑
40wt％，例如可以为37wt％，交联剂的重量百分含量可以为2
‑
3wt％，例如可以为2.5wt％。
[0029]具体地，所述复合阻燃剂可以是由煤矸石与改性氢氧化镁复合而成的。复合阻燃剂可以是采用机械
‑
热
‑
化学联合活化的煤矸石与改性氢氧化镁进行复合，然不限于此。
[0030]如图1所示，本专利技术公开的阻燃材料的制备方法，至少包括如下步骤S1、S2、S3、S4，具体说明如下。
[0031]在步骤S1中，将煤矸石经研磨、筛分、煅烧并浸泡于生物基活化改性剂中后，再经过烘干得到活化煤矸石粉体。具体地，将煤矸石置于球磨机中进行研磨，研磨后粉体过筛网得到的煤矸石粉体，筛网的目数可以为180～210目，例如可以为200目。将得到的煤矸石粉
体置于马弗炉中于800～1000℃下煅烧3～5h，例如可以于马弗炉中在900℃下煅烧4h，再将煅烧后的煤矸石粉体浸泡于生物基活化改性剂中，烘干后得到联合活化的煤矸石粉体。烘干可以采用烘干机进行烘干，烘干的温度为35～40℃，例如可以为38℃，烘干时间为60min～70min，例如可以为65min。烘干时间根据烘干温度来确定。
[0032]在步骤S2中，将纳米氢氧化镁使用去离子水配置成25％～35％的浆料，例如可以为30％的浆料，并且在50℃～65℃搅拌的条件下，例如可以为60℃搅拌的条件下，向浆料中缓慢滴加生物基活化改性剂，并反应4h得到混合溶液，将混合溶液抽滤后得到固体。将得到的固体使用无水乙醇洗涤数次，无水乙醇洗涤的次数不加以限定，在一些实施例中，无水乙醇洗涤的次数可以为三次，也可以为四次，也可以为更多次，其目的是将固体中的有机杂质去除干净，并将洗涤后的固体置于真空干燥箱中，室温下干燥24h得到改性氢氧化镁。将得到的活化煤矸石粉体与得到的改性氢氧化镁进行机械搅拌混合，机械搅拌的方式不加以限定，在一些实施例中，可以是以高速搅拌的方式，也可以是先高速搅拌再低速搅拌的方式，其中高速搅拌混合的转数为1500～2000r/min，低速搅拌混合的转数为500～800本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石复合环保阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料包括三元乙丙橡胶、复合阻燃剂以及交联剂，各组分的重量百分含量如下：三元乙丙橡胶
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60
‑
65wt％复合阻燃剂
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35
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40wt％交联剂
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3wt％；其中，所述复合阻燃剂是由活化煤矸石与改性氢氧化镁复合而成的。2.一种权利要求1所述的阻燃材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将煤矸石经研磨、筛分、煅烧并浸泡于生物基活化改性剂中，再经过改性和烘干后得到活化煤矸石粉体；将所述活化煤矸石粉体和所述改性氢氧化镁进行搅拌，得到复合阻燃剂；将所述的复合阻燃剂、所述的三元乙丙橡胶和所述交联剂加入开炼机中开炼，得到混炼胶；所述混炼胶经硫化成型后得到煤矸石复合环保阻燃材料。3.根据权利要求2所述的阻燃材料的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：董祥林，丁运生，董晓宇，魏祥平，张燕海，孙晓红，王平，周劲松，刘超，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：