CN104559074A - 一种纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种纳米复合材料，其组成成分主要为聚二苯二甲酸丁二醇酯，有机膨润土膏，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，溴代环氧树脂按一定的重量份比例配置而成。其制备方法主要包括以下步骤：称取原料，添加混合原料，经双螺杆挤出机熔融，造粒。通过本制备方法制备的纳米复合材料具有较高的阻燃性能，可以广泛应用于汽车、机械和电子电器等领域。

Description

一种纳米复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

聚二苯二甲酸丁二醇酯（PBT）作为热塑性工程塑料，在较宽的温度范围内良好的力学性能，它是一种结晶型线性饱和聚酯树脂，其耐候性能优异、电绝缘性能高、耐蚀性能高、耐湿、耐化学腐蚀，成型快等特点，价格适中，广泛应用于电子电器、机械和汽车领域。但是由于其本身成分具有C、H、O等助燃元素，故在遇火后它会产生剧烈燃烧，容易造成的火灾危险。

故如何降低聚二苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的潜在火灾危险性，是高分子材料领域在应用聚二苯二甲酸丁二醇酯（PBT）时急需解决的问题，虽然现有技术中有添加其他助剂使得聚二苯二甲酸丁二醇酯纳米材料的力学性能提升，但是在添加何种阻燃剂可以更好地增加聚二苯二甲酸丁二醇酯（PBT）阻燃性能方面是目前应用聚二苯二甲酸丁二醇酯的一个技术难题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术缺陷，本发明的提出一种阻燃性能好的纳米复合材料及其制备方法。

本发明所采用的技术方案为：一种纳米复合材料，按重量份由以下组分组成：

优选的，聚二苯二甲酸丁二醇酯即为PBT,它的结晶温度为184.3℃，熔点为225.6℃。

优选的，聚二苯二甲酸丁二醇酯的相对密度为1.20-1.25g/cm³。

优选的，有机鹏润土为OMMT。有机膨润土膏即为按以下方法制备：在溶剂油中加入有机膨润土混合4-5分钟，然后加入极性火花机继续混合4-5分钟即可。更优选的，上述有机膨润土膏的成分的质量百分比如下：溶剂油，有机膨润土，极性活性剂的质量百分比为85:10：5。

γ-氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂，溴代环氧树脂主要起到阻燃剂的作用，它们的含量对于所制备的纳米复合材料的阻燃性能起到很重要的作用。

优选的，加工助剂为硬酯酸锌或硬脂酸钙溶液。

优选的，增韧剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物溶液。

优选的，纳米复合材料的更好的配比为按重量份由以下组分组成：

本发明的另一发明目的为一种纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述的重量份称取原料；

（2）将按步骤（1）配比的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，溴代环氧树脂，加工助剂，增韧剂混合，高速搅拌20分钟；

（3）将按步骤（1）配比的聚二苯二甲酸丁二醇酯，有机膨润土膏加入到步骤（2）所获得的溶液中，搅拌均匀。

（4）将步骤（3）所获得的混合物经双螺杆挤出机熔融，经挤出，造粒。

本发明的有益效果在于：通过本发明制备纳米复合材料具有良好的阻燃性能，可以应用在更加广泛的实用领域，尤其是汽车、机械、电器等领域，而且本发明的制备方法实用方便，可以在工业生产中推广实施。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

下述实施例中，聚二苯二甲酸丁二醇酯（PBT）：结晶温度为184.3℃，熔点为225.6℃，相对密度为1.20-1.25g/cm³，长春人造树脂厂股份有限公司；有机膨润土：浙江丰虹粘土股份有限公司；γ-氨丙基三乙氧基硅烷：KH550，南京力派化工有限公司；溴代环氧树脂：苏州兰特纳米材料。有机膨润土膏按以下方法制备：在溶剂油中加入上述有机膨润土混合4-5分钟，然后加入极性火花机继续混合4-5分钟即可。其中溶剂油，有机膨润土，极性活性剂的质量百分比为85:10：5。

实施例1

按重量比称取原料，聚二苯二甲酸丁二醇酯90份、有机膨润土膏10份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷10份、溴代环氧树脂20份、硬酯酸锌5份、乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物溶液10份。制备方法：将配比的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，溴代环氧树脂，加工助剂，增韧剂混合，高速搅拌20分钟，然后将配比的聚二苯二甲酸丁二醇酯，有机膨润土膏加入到上述混合物中，搅拌均匀，然后将其经双螺杆挤出机熔融，经挤出，造粒即可。

实施例2

按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料的重量比为聚二苯二甲酸丁二醇酯100份、有机膨润土膏20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷10份、溴代环氧树脂30份、硬酯酸锌5份、乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物溶液10份。

实施例3

按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例3中原料的重量比中：二苯二甲酸丁二醇酯为80份，其他成分的重量比不变。

实施例4-5

按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例4，5中原料的重量比中：有机膨润土膏分别为2份，5份，其他成分的重量比不变。

实施例6

按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例6中原料的重量比中：溴代环氧树脂为10份，其他成分的重量比不变。

实施例7

按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例7中原料的重量比中：乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物溶液为5份，其他成分的重量比不变。

实施例8

按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例8中原料的重量比中：硬酯酸锌为1份，其他成分的重量比不变。

最后将实施例1-8所获得的产物进行性能测试和分析，主要为用HC-2型氧指数测定仪测定极限氧指数，垂直燃烧测定仪测定其耐火性，XRD和SEM分析。经分析可得：实施例1所获得的PBT/OMMT纳米复合材料阻燃性能为最好，实施例2-8阻燃性能较PBT材料有所提高。

Claims (9)

1.一种纳米复合材料，其特征在于：按重量份由以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于：所述的聚二苯二甲酸丁二醇酯的结晶温度为184.3℃，熔点为225.6℃。

3.根据权利要求2所述的纳米复合材料，其特征在于：所述的聚二苯二甲酸丁二醇酯的相对密度为1.20-1.25g/cm³。

4.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于：所述的有机膨润土膏按以下方法制备：在溶剂油中加入有机膨润土混合4-5分钟，然后加入极性火花机继续混合4-5分钟即可。

5.根据权利要求4所述的纳米复合材料，其特征在于：所述的有机膨润土膏按以下方法制备：溶剂油，有机膨润土，极性活性剂的质量百分比为85:10：5。

6.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为硬酯酸锌或硬脂酸钙溶液。

7.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物溶液。

8.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：

9.一种权利要求1所述的纳米复合材料的制备方法，其特征如下，包括以下步骤：

（1）按权利要求1所述的重量份称取原料；

（2）将按上述步骤（1）配比的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，溴代环氧树脂，加工助剂，增韧剂混合，高速搅拌20分钟；

（3）将按上述步骤（1）配比的聚二苯二甲酸丁二醇酯，有机膨润土膏加入到步骤（2）所获得的溶液中，搅拌均匀；

（4）将步骤（3）所获得的混合物经双螺杆挤出机熔融，经挤出，造粒。