CN104893299B - 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 - Google Patents
聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104893299B CN104893299B CN201510392553.0A CN201510392553A CN104893299B CN 104893299 B CN104893299 B CN 104893299B CN 201510392553 A CN201510392553 A CN 201510392553A CN 104893299 B CN104893299 B CN 104893299B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- organic silicon
- polypropylene
- fire
- fibre retardant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 58
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 56
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 20
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 21
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 14
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 claims 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 12
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 5
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 3
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L zinc;diethylphosphinate Chemical compound [Zn+2].CCP([O-])(=O)CC.CCP([O-])(=O)CC DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N Cyanamide Chemical compound NC#N XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDEUBQILYNQUME-UHFFFAOYSA-N S(=O)(=O)([O-])[O-].[NH4+].N1=C(N)N=C(N)N=C1N.[NH4+] Chemical compound S(=O)(=O)([O-])[O-].[NH4+].N1=C(N)N=C(N)N=C1N.[NH4+] DDEUBQILYNQUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004079 fireproofing Methods 0.000 description 1
- 239000012757 flame retardant agent Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 208000021760 high fever Diseases 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法，所述聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料20‑40份、三聚氰胺10‑20份、硅烷偶联剂1‑5份、强碱5‑15份、醇80‑120份、水30‑50份、阻燃增效组合物1‑10份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管4‑6份、纳米介孔分子筛4‑6份、聚醚改性硅油4‑6份、纳米硼化硅1‑3份、纳米硅粉1‑3份。本发明疏水性能很好，可使得聚丙烯的阻燃性能显著提高，阻燃性能达到UL‑94 V‑0级，极限氧指数可达38.8％以上。另外，还可使聚丙烯燃烧时的发烟情况和滴落情况，以及材料的力学性能(抗拉强度、弯曲强度和冲击强度)也得到明显改善。
Description
技术领域
本发明涉及有机硅橡胶废料的回收利用领域，具体是一种聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法。
背景技术
有机硅橡胶由于具有突出的耐高温性能、抗氧化性、耐老化性、耐候性和低温屈挠性，其应用范围越来越广泛。但是，其原料价格昂贵，且在加工成型和应用中总有废料出现。这些废料由于经过高温硫化，分子链相互交联，因此不能自然降解；如果不妥善处理，会严重污染环境。目前，如何回收废料并将其再度合理利用，以实现资源的可持续发展吸引着人们的目光。
目前高分子材料高聚物已广泛应用于工业生产及日常生活中。大多数高分子材料高聚物都是易燃的，在可燃固体火灾中占有主导地位。因此阻燃型的高分子材料高聚物成为材料领域的一个重点研究方向，添加型阻燃剂是目前使用最为广泛的。目前，添加型阻燃剂的年使用量超过100万吨。其中：(1)无机阻燃剂如氢氧化镁和氢氧化铝虽然同时具有阻燃和抑烟作用且燃烧时不产生有毒气体和腐蚀性气体，但因所需的添加量较大而严重影响被阻燃材料的物理、机械性能及加工性能。(2)有机卤系阻燃剂虽然具有高阻燃效率和高性价比等特点，但因其起阻燃作用的HX是有毒的腐蚀性气体，对环境和人体有害，因此其应用领域已受到限制，己逐渐被淘汰。(3)无卤阻燃剂(IFR)具有低烟、无毒等优点，IFR以磷、氮、碳为主要核心成份，在受热时会产生协同阻燃效应；复配的IFR通常以聚磷酸铵(APP)为酸源，以三聚氰胺(MEL)为发泡剂，以季戊四醇(PER)为成炭剂，受高热时可生成均匀致密的炭质泡沫层，可隔热、隔氧、抑烟、防熔滴，具有很好的阻燃性能；但该类阻燃剂多为亲水性的，与高聚物基材相容性差，且所需的添加量较大，影响了阻燃高分子材料高聚物的物理性能，因此也不能满足高分子材料的需求。(4)有机硅阻燃剂是近年来发展的一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂。有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的加工性能、耐热性能等；但因价格较贵，应用也受到一定限制。
据英国《聚合物降解与稳定》(Polymer DegradationandStability,90:523-534,2005)介绍，加入占体系总质量40％的由三聚氰胺硫酸铵和季戊四醇组成的膨胀阻燃剂所制得的阻燃聚丙烯才能达到UL-94V0级别，但因添加膨胀阻燃剂的总量较大而会导致材料的力学性能如拉伸强度和断裂强度下降。
据美国《聚合物科学杂志》(Journal of Polymer Science,part A:Ploymerchemistry42:6163-6173,2004)介绍，将有机蒙脱土与膨胀型阻燃剂协效阻燃聚丙烯时，当有机蒙脱土质量占体系总质量百分含量比为4％时，可以明显降低阻燃聚丙烯的热释放速率；但随着有机蒙脱土含量的增加(超过4％后)因团聚加剧，其阻燃效果反而下降。
另外，现有采用熔融共混法制得含有氮磷类膨胀阻燃剂或者含有氮磷类膨胀阻燃剂和阻燃增效剂的阻燃聚合物虽然具有低烟无毒和耐溶滴等特性，但阻燃效果仍不够理想，耐溶滴性还有待提高，也因所需添加的阻燃剂量较大而会使材料的力学性能如拉伸强度、断裂强度下降，且生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种廉价、环保、阻燃效果好且不影响高分子材料高聚物力学性能的聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料20-40份、三聚氰胺10-20份、硅烷偶联剂1-5份、强碱5-15份、醇80-120份、水30-50份、阻燃增效组合物1-10份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管4-6份、纳米介孔分子筛4-6份、聚醚改性硅油4-6份、纳米硼化硅1-3份、纳米硅粉1-3份。
作为本发明进一步的方案：所述聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料25-35份、三聚氰胺14-16份、硅烷偶联剂2-4份、强碱8-12份、醇90-110份、水35-45份、阻燃增效组合物4-6份。
作为本发明进一步的方案：所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管5份、纳米介孔分子筛5份、聚醚改性硅油5份、纳米硼化硅2份、纳米硅粉2份。
作为本发明进一步的方案：所述硅烷偶联剂是KH550硅烷偶联剂、KH560硅烷偶联剂和KH570硅烷偶联剂中的任意一种或多种。
作为本发明进一步的方案：所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
作为本发明进一步的方案：所述醇的碳原子数为2-6个。
作为本发明进一步的方案：所述纳米介孔分子筛为MCM-41介孔分子筛、MCM-48介孔分子筛、SBA-15介孔分子筛和SBA-16介孔分子筛中的任意一种或多种。
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，具体步骤为：
(1)先将有机硅橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与硅烷偶联剂、强碱和醇一起加入反应釜，在搅拌作用下，微波加热到30-80℃，保温1-3小时；所述微波加热的功率为0.8-1.2kW，频率为1200-3600MHz；
(2)过滤后加水萃取，静置分离，取下层液体置于反应釜中；
(3)再向反应釜中加入三聚氰胺和阻燃增效组合物，在搅拌作用下，超声处理0.5-1.5小时；所述超声波处理的功率为150-250W，频率为20-40kHz；
(4)冷却，过滤，洗涤反应产物，干燥后，即得到聚丙烯用有机硅阻燃剂。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)中微波加热到40-60℃，保温1.5-2.5小时；所述微波加热的功率为0.9-1.1kW，频率为2000-2800MHz。
作为本发明进一步的方案：步骤(3)中超声处理0.8-1.2小时；所述超声波处理的功率为180-220W，频率为25-35kHz。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明聚丙烯用有机硅阻燃剂疏水性能很好，添加到聚丙烯中，可使得聚丙烯的阻燃性能显著提高，阻燃性能达到UL-94V-0级，极限氧指数可达38.8％以上。另外，还可使聚丙烯燃烧时的发烟情况和滴落情况，以及材料的力学性能(抗拉强度、弯曲强度和冲击强度)也得到明显改善。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料20份、三聚氰胺10份、KH550硅烷偶联剂1份、氢氧化钠5份、乙醇80份、水30份、阻燃增效组合物1份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管4份、MCM-41介孔分子筛4份、聚醚改性硅油4份、纳米硼化硅1份、纳米硅粉1份。
所述聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，具体步骤为：
(1)先将有机硅橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与硅烷偶联剂、强碱和单元醇一起加入反应釜，在搅拌作用下，微波加热到30℃，保温3小时；所述微波加热的功率为0.8kW，频率为1200MHz；
(2)过滤后加水萃取，静置分离，取下层液体置于反应釜中；
(3)再向反应釜中加入三聚氰胺和阻燃增效组合物，在搅拌作用下，超声处理1.5小时；所述超声波处理的功率为150W，频率为20kHz；
(4)冷却，过滤，洗涤反应产物，干燥后，即得到聚丙烯用有机硅阻燃剂。
本实施例产品收率为92.5％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.49％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例2
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料30份、三聚氰胺15份、KH560硅烷偶联剂3份、氢氧化钾10份、季戊四醇100份、水40份、阻燃增效组合物5份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管5份、MCM-48介孔分子筛5份、聚醚改性硅油5份、纳米硼化硅2份、纳米硅粉2份。
所述聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，具体步骤为：
(1)先将有机硅橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与硅烷偶联剂、强碱和单元醇一起加入反应釜，在搅拌作用下，微波加热到60℃，保温2小时；所述微波加热的功率为1kW，频率为2400MHz；
(2)过滤后加水萃取，静置分离，取下层液体置于反应釜中；
(3)再向反应釜中加入三聚氰胺和阻燃增效组合物，在搅拌作用下，超声处理1小时；所述超声波处理的功率为200W，频率为30kHz；
(4)冷却，过滤，洗涤反应产物，干燥后，即得到聚丙烯用有机硅阻燃剂。
本实施例产品收率为93.6％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.18％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例3
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料40份、三聚氰胺20份、KH570硅烷偶联剂5份、强碱15份、乙醇120份、水50份、阻燃增效组合物10份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管6份、SBA-16介孔分子筛6份、聚醚改性硅油6份、纳米硼化硅3份、纳米硅粉3份。
所述聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，具体步骤为：
(1)先将有机硅橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与硅烷偶联剂、强碱和单元醇一起加入反应釜，在搅拌作用下，微波加热到80℃，保温1小时；所述微波加热的功率为1.2kW，频率为3600MHz；
(2)过滤后加水萃取，静置分离，取下层液体置于反应釜中；
(3)再向反应釜中加入三聚氰胺和阻燃增效组合物，在搅拌作用下，超声处理1.5小时；所述超声波处理的功率为250W，频率为40kHz；
(4)冷却，过滤，洗涤反应产物，干燥后，即得到聚丙烯用有机硅阻燃剂。
本实施例产品收率为92.7％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.28％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
对比例1
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料30份、三聚氰胺15份、KH560硅烷偶联剂3份、氢氧化钾10份、季戊四醇100份、水40份。
所述聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，具体步骤为：
(1)先将有机硅橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与硅烷偶联剂、强碱和单元醇一起加入反应釜，在搅拌作用下，微波加热到60℃，保温2小时；所述微波加热的功率为1kW，频率为2400MHz；
(2)过滤后加水萃取，静置分离，取下层液体置于反应釜中；
(3)再向反应釜中加入三聚氰胺，在搅拌作用下，超声处理1小时；所述超声波处理的功率为200W，频率为30kHz；
(4)冷却，过滤，洗涤反应产物，干燥后，即得到聚丙烯用有机硅阻燃剂。
本实施例产品收率为86.5％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重4.52％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
对比例2
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料30份、三聚氰胺15份、KH560硅烷偶联剂3份、氢氧化钾10份、季戊四醇100份、水40份、阻燃增效组合物5份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管5份、MCM-48介孔分子筛5份。所述聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，同实施例2。
本实施例产品收率为89.6％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重2.43％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
对比例3
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料30份、三聚氰胺15份、KH560硅烷偶联剂3份、氢氧化钾10份、季戊四醇100份、水40份、阻燃增效组合物5份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：聚醚改性硅油5份、纳米硼化硅3份、纳米硅粉3份。所述聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，同实施例2。
本实施例产品收率为90.3％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重2.24％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
对比例4
一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料30份、三聚氰胺15份、KH560硅烷偶联剂3份、氢氧化钾10份、季戊四醇100份、水40份、阻燃增效组合物5份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管5份、MCM-48介孔分子筛5份、聚醚改性硅油5份、纳米硼化硅2份、纳米硅粉2份。
所述聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，具体步骤为：
(1)先将有机硅橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与硅烷偶联剂、强碱和单元醇一起加入反应釜，在搅拌作用下，电加热到60℃，保温2小时；
(2)过滤后加水萃取，静置分离，取下层液体置于反应釜中；
(3)再向反应釜中加入三聚氰胺和阻燃增效组合物，搅拌2小时；
(4)冷却，过滤，洗涤反应产物，干燥后，即得到聚丙烯用有机硅阻燃剂。
本实施例产品收率为89.5％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重2.82％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
应用例
将实施例和对比例制备的阻燃剂添加到高聚物聚丙烯(PP)中，并与未添加阻燃剂的高聚物聚丙烯进行对比。试样制备方法是：分别采用20重量份上述实施例和对比例制备的阻燃剂与75重量份聚丙烯和5重量份马来酸配接枝聚丙烯熔融共混，即得到阻燃聚丙烯。
然后将该阻燃聚丙烯干燥后压板，裁切成130mm×13mm×3mm和130mm×6.5mm×3mm的标准样条，按ASTM D635-77标准在CZF-3型水平垂直燃烧测定仪上进行UL-94垂直燃烧测试；极限氧指数按ASTM D2863-77标准在HC-2型氧指数仪上测试；按照中国国家标准对其他物理性能进行测试；其评价结果如表1所示。
表1阻燃聚丙烯评价结果
从表1可以看出，添加实施例1-3制备的阻燃剂的阻燃聚丙烯具有良好的阻燃性，可使得聚丙烯的阻燃性能显著提高，阻燃性能达到UL-94V-0级，极限氧指数可达38.8％以上；其阻燃性显著优于添加对比例1-4制备的阻燃剂。另外，聚丙烯燃烧时的发烟情况和滴落情况，以及材料的力学性能(抗拉强度、弯曲强度和冲击强度)也得到了明显改善。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种聚丙烯用有机硅阻燃剂，其特征在于，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料20-40份、三聚氰胺10-20份、硅烷偶联剂1-5份、强碱5-15份、醇80-120份、水30-50份、阻燃增效组合物1-10份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管4-6份、纳米介孔分子筛4-6份、聚醚改性硅油4-6份、纳米硼化硅1-3份、纳米硅粉1-3份；
所述的聚丙烯用有机硅阻燃剂的制备方法，具体步骤为：
（1）先将有机硅橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与硅烷偶联剂、强碱和醇一起加入反应釜，在搅拌作用下，微波加热到30-80℃，保温1-3小时；所述微波加热的功率为0.8-1.2kW，频率为1200-3600MHz；
（2）过滤后加水萃取，静置分离，取下层液体置于反应釜中；
（3）再向反应釜中加入三聚氰胺和阻燃增效组合物，在搅拌作用下，超声处理0.5-1.5小时；所述超声波处理的功率为150-250W，频率为20-40kHz；
（4）冷却，过滤，洗涤反应产物，干燥后，即得到聚丙烯用有机硅阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯用有机硅阻燃剂，其特征在于，所述聚丙烯用有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料25-35份、三聚氰胺14-16份、硅烷偶联剂2-4份、强碱8-12份、醇90-110份、水35-45份、阻燃增效组合物4-6份。
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯用有机硅阻燃剂，其特征在于，所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管5份、纳米介孔分子筛5份、聚醚改性硅油5份、纳米硼化硅2份、纳米硅粉2份。
4.根据权利要求1或2所述的聚丙烯用有机硅阻燃剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂是KH550硅烷偶联剂、KH560硅烷偶联剂和KH570硅烷偶联剂中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的聚丙烯用有机硅阻燃剂，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
6.根据权利要求1或2所述的聚丙烯用有机硅阻燃剂，其特征在于，所述醇的碳原子数为2-6个。
7.根据权利要求1或2所述的聚丙烯用有机硅阻燃剂，其特征在于，所述纳米介孔分子筛为MCM-41介孔分子筛、MCM-48介孔分子筛、SBA-15介孔分子筛和SBA-16介孔分子筛中的任意一种或多种。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710735537.6A CN107474387A (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
| CN201510392553.0A CN104893299B (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
| CN201710735556.9A CN107501940A (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510392553.0A CN104893299B (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710735556.9A Division CN107501940A (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
| CN201710735537.6A Division CN107474387A (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104893299A CN104893299A (zh) | 2015-09-09 |
| CN104893299B true CN104893299B (zh) | 2017-11-14 |
Family
ID=54026285
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710735537.6A Withdrawn CN107474387A (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
| CN201710735556.9A Withdrawn CN107501940A (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
| CN201510392553.0A Active CN104893299B (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710735537.6A Withdrawn CN107474387A (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
| CN201710735556.9A Withdrawn CN107501940A (zh) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (3) | CN107474387A (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105161203A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-16 | 张翔 | 一种耐高温阻燃电缆及其制作方法 |
| CN107553624A (zh) * | 2017-09-09 | 2018-01-09 | 王莉 | 一种阻燃竹地板的加工方法 |
| CN111378215A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-07 | 嘉兴学院 | 一种无卤阻燃剂及其制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101235175A (zh) * | 2008-01-14 | 2008-08-06 | 宁波永发新材料发展有限公司 | 一种阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN101293983A (zh) * | 2007-04-28 | 2008-10-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种膨胀阻燃聚丙烯组合物及其制备方法 |
| CN102286171A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-12-21 | 公安部四川消防研究所 | 吹塑型无卤阻燃聚丙烯材料 |
| CN102558674A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-07-11 | 金发科技股份有限公司 | 一种具有高灼热丝引燃温度的阻燃聚丙烯组合物 |
| CN102816405A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-12-12 | 宁波聚泰新材料科技有限公司 | 一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法 |
| CN103319748A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-25 | 公安部四川消防研究所 | 磷氮复合型阻燃剂及其制备方法 |
| CN103626796A (zh) * | 2012-08-28 | 2014-03-12 | 杨晓林 | 一种硅橡胶的回收方法 |
| CN103665870A (zh) * | 2013-11-09 | 2014-03-26 | 国家电网公司 | 一种废弃复合绝缘子硅橡胶材料的回收再利用方法 |
| CN104130505A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-11-05 | 广州市海弘塑料科技有限公司 | 一种无卤阻燃交联聚丙烯及其制备方法与应用 |
| CN105038241A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-11-11 | 东至绿洲环保化工有限公司 | 一种回收有机硅橡胶废料再加工的有机硅阻燃剂及其制备方法 |
-
2015
- 2015-07-06 CN CN201710735537.6A patent/CN107474387A/zh not_active Withdrawn
- 2015-07-06 CN CN201710735556.9A patent/CN107501940A/zh not_active Withdrawn
- 2015-07-06 CN CN201510392553.0A patent/CN104893299B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101293983A (zh) * | 2007-04-28 | 2008-10-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种膨胀阻燃聚丙烯组合物及其制备方法 |
| CN101235175A (zh) * | 2008-01-14 | 2008-08-06 | 宁波永发新材料发展有限公司 | 一种阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN102286171A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-12-21 | 公安部四川消防研究所 | 吹塑型无卤阻燃聚丙烯材料 |
| CN102558674A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-07-11 | 金发科技股份有限公司 | 一种具有高灼热丝引燃温度的阻燃聚丙烯组合物 |
| CN103626796A (zh) * | 2012-08-28 | 2014-03-12 | 杨晓林 | 一种硅橡胶的回收方法 |
| CN102816405A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-12-12 | 宁波聚泰新材料科技有限公司 | 一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法 |
| CN103319748A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-25 | 公安部四川消防研究所 | 磷氮复合型阻燃剂及其制备方法 |
| CN103665870A (zh) * | 2013-11-09 | 2014-03-26 | 国家电网公司 | 一种废弃复合绝缘子硅橡胶材料的回收再利用方法 |
| CN104130505A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-11-05 | 广州市海弘塑料科技有限公司 | 一种无卤阻燃交联聚丙烯及其制备方法与应用 |
| CN105038241A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-11-11 | 东至绿洲环保化工有限公司 | 一种回收有机硅橡胶废料再加工的有机硅阻燃剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104893299A (zh) | 2015-09-09 |
| CN107501940A (zh) | 2017-12-22 |
| CN107474387A (zh) | 2017-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104910630B (zh) | 一种含阻燃增效组合物的阻燃剂及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Investigations of epoxy resins flame-retarded by phenyl silsesquioxanes of cage and ladder structures | |
| Liu et al. | Comparative study of aluminum diethylphosphinate and aluminum methylethylphosphinate‐filled epoxy flame‐retardant composites | |
| CN104893299B (zh) | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 | |
| CN105038241B (zh) | 一种回收有机硅橡胶废料再加工的有机硅阻燃剂及其制备方法 | |
| CN105017740A (zh) | 一种天然纤维复合材料及其制备方法 | |
| Yue et al. | Study on the performance of flame‐retardant esterified starch‐modified cassava dregs‐PBS composites | |
| Zhou et al. | Synergistic effect between solid wastes and intumescent flame retardant on flammability and smoke suppression of thermoplastic polyurethane composites | |
| CN105038238A (zh) | 一种有机硅橡胶废料的有机硅阻燃剂的制备方法 | |
| CN107141659B (zh) | 一种聚氯乙烯耐热防火复合材料及其制备方法 | |
| CN105038242B (zh) | 有机硅阻燃剂及其制备方法 | |
| CN110041636B (zh) | 一种无卤阻燃抗静电木塑复合材料及其制备方法 | |
| CN115011078A (zh) | 一种阻燃环保pet塑料及其制备方法 | |
| CN106009581A (zh) | 一种膨胀型阻燃增强asa/pc合金及其制备方法 | |
| CN105778281B (zh) | 一种高灼热丝、低烟阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN106700227A (zh) | 一种聚丙烯纳米蒙脱土膨胀阻燃复合材料及其制备方法 | |
| CN112745549B (zh) | 一种无卤膨胀型的陶瓷化聚烯烃组合物及其制备方法和应用 | |
| CN101974290B (zh) | 一种透明阻燃有机硅涂覆液及其制备方法 | |
| CN105038243A (zh) | 一种基于有机硅树脂的阻燃剂 | |
| CN106832508B (zh) | 一种耐高温阻燃电缆料的制备方法 | |
| Feng et al. | POSS‐modified ammonium polyphosphate for improving flame retardant of epoxy resins | |
| EA028111B1 (ru) | Наноглины, содержащие огнезащитные химикаты, для применения в области огнезащитных составов | |
| CN108219432A (zh) | 一种电子产品用阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法 | |
| CN109161103A (zh) | 一种无卤膨胀阻燃tpv复合材料的制备方法 | |
| CN110256879B (zh) | 环保水性无机阻燃涂料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yao Jinshi Inventor after: Yin Wankui Inventor before: Liu Lei |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20171011 Address after: 273500 Shandong city of Jining province Zoucheng city Kang Heng Road No. 666 Applicant after: SHANDONG LONGCHENG MINING TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 236600 Anhui city of Fuyang Province Taihe County old Miao Ji Zhen Liu Guang Cun Wei Hui Lao Zhai No. 26 1 Applicant before: Liu Lei |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Silicone flame retardant for polypropylene and its preparation method Effective date of registration: 20210721 Granted publication date: 20171114 Pledgee: China Postal Savings Bank Limited by Share Ltd. Zoucheng branch Pledgor: SHANDONG LONGCHENG MINING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980006568 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231019 Granted publication date: 20171114 Pledgee: China Postal Savings Bank Limited by Share Ltd. Zoucheng branch Pledgor: SHANDONG LONGCHENG MINING TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980006568 |