CN107177119A - 一种键盘用轻质阻燃材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种键盘用轻质阻燃材料及其制备方法，涉及硬件材料技术领域，该材料包括以下原料：聚合度为1500的聚氯丙烯、改性竹纤维、马来酸酐接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺、邻苯二甲酸二异辛酯、N‑N‑苯基对苯二胺、四氯化钛、亚磷酸脂、纳米硫酸钡、润滑剂、阻燃剂、偶联剂和增塑剂。其制备方法是先将部分原料进行熔融、气相沉积、交联固化，得混合物A；再混合物A与剩余原料混合进行等压热梯度反应，得混合物B；最后经脱泡、固化、烧结处理以及冷却脱模即可。该种键盘用材料制备简单方便，生产成本低廉，具有高耐磨性、高阻燃、低容重等优良的特性，具有广阔的市场前景。

Description

一种键盘用轻质阻燃材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及硬件材料技术领域，具体涉及一种键盘用轻质阻燃材料及其制备方法。
背景技术
随着电脑、手机等电子产品在全世界的迅速普及，消费者对电脑、手机键盘按键的使用寿命要求越来越高，高耐磨保护材料具有十分广阔的市场前景，不仅如此，该种用于键盘的材料还需达到高阻燃、低容重的要求。因此，如何制备出键盘用轻质阻燃材料，同时降低其工艺成本及提高更方面性能，这始终是键盘材料推广应用的技术难题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种键盘用轻质阻燃材料及其制备方法，该种键盘用材料制备简单方便，生产成本低廉，具有高耐磨性、高阻燃、低容重等优良的特性，具有广阔的市场前景。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种键盘用轻质阻燃材料，包括以下按重量份计的原料：聚合度为1500的聚氯丙烯20-30份、改性竹纤维5-15份、马来酸酐接枝聚乙烯10-20份、聚醚酰亚胺8-12份、邻苯二甲酸二异辛酯5-15份、N-N-苯基对苯二胺5-9份、四氯化钛4-8份、亚磷酸脂2-6份、纳米硫酸钡3-7份、润滑剂1-5份、阻燃剂1-5份、偶联剂1-5份和增塑剂1-3份；
所述改性竹纤维通过以下步骤制得：将竹纤维加水调节含水量至65-70％，再在竹纤维上喷洒均匀喷洒EM菌液，EM菌液用量为竹纤维重量的3-5％，建堆发酵，在温度25-28℃的环境温度下，发酵3-5天，发酵后的竹纤维放75-85℃下干燥至水分含量在3％以下，研磨过60-80目筛，即得。
进一步地，所述材料包括以下按重量份计的原料：聚合度为1500的聚氯丙烯25份、改性竹纤维10份、马来酸酐接枝聚乙烯15份、聚醚酰亚胺10份、邻苯二甲酸二异辛酯10份、N-N-苯基对苯二胺7份、四氯化钛6份、亚磷酸脂4份、纳米硫酸钡5份、润滑剂3份、阻燃剂3份、偶联剂3份和增塑剂2份。
优选地，所述润滑剂为石蜡、甘油或硅油中的一种。
优选地，所述阻燃剂为三羟甲基氧化磷或二苯基磷酸酯。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH172、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH171中的一种。
优选地，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯或氯甲氧基油酸甲酯。
上述的一种键盘用轻质阻燃材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份配比称取原料；
(2)将聚合度为1500的聚氯丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺和邻苯二甲酸二异辛酯熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内，在温度为400-600℃条件下保温2-3h，冷去后粉碎并加入N-N-苯基对苯二胺和四氯化钛，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着加入纳米硫酸钡、改性竹纤维和偶联剂进行交联固化，得到混合物A；
(3)将所述混合物A与剩余原料混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物B；
(4)将混合物B在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1-2h；接着，再将脱泡后的混合物B加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中进行烧结处理，最后冷却取出脱模即可。
进一步地，在步骤(4)中，烧结处理是在所述烧结炉内充满氩气作为保护气体，并以温度为225-245℃和6-8MPa的压力下预压10-14min，随后升温至360-380℃下烧结25-35min，再降温至130-150℃，并在压力为6-8MPa条件下保压35-45min。
本发明具有如下的有益效果：本发明的键盘用轻质阻燃材料制备简单方便，生产成本低廉，通过对原料及生产工艺的改进和完善，使得成品键盘整体性能提高，主要表现在耐磨性增强、阻燃等级提高、容重减小以及力学性能变优，经研发技术人员检测，成品键盘用材料的拉伸强度大于等于34.2MPa，弯曲强度大于等于56.1MPa，容重小于等于53.7kg/m3，阻燃等级大于等于5VB，缺口冲击强度大于等于58.4J/m，阿克隆磨耗体积小于等于0.15cm3/1.61km，以上检测数据均远远超出国家及市售行业性能标准，适宜推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种键盘用轻质阻燃材料，先称取以下原料：聚合度为1500的聚氯丙烯20kg、改性竹纤维5kg、马来酸酐接枝聚乙烯10kg、聚醚酰亚胺8kg、邻苯二甲酸二异辛酯5kg、N-N-苯基对苯二胺5kg、四氯化钛4kg、亚磷酸脂2kg、纳米硫酸钡3kg、润滑剂1kg、阻燃剂1kg、偶联剂1kg和增塑剂1kg；
上述的改性竹纤维通过以下步骤制得：称取5kg竹纤维加水调节含水量至65％，再在竹纤维上喷洒均匀喷洒EM菌液，EM菌液用量为竹纤维重量的3％，建堆发酵，在温度25℃的环境温度下，发酵3天，发酵后的竹纤维放75℃下干燥至水分含量在3％以下，研磨过60目筛，即制得本发明原料所需的改性竹纤维。
其中，上述的润滑剂采用石蜡；阻燃剂采用三羟甲基氧化磷；偶联剂采用硅烷偶联剂KH172；增塑剂采用五氯硬脂酸甲酯。
上述的一种键盘用轻质阻燃材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将聚合度为1500的聚氯丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺和邻苯二甲酸二异辛酯熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内，在温度为400℃条件下保温2h，冷去后粉碎并加入N-N-苯基对苯二胺和四氯化钛，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着加入纳米硫酸钡、改性竹纤维和偶联剂进行交联固化，得到混合物A；
(2)再将所述混合物A与剩余原料混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物B；
(3)之后将混合物B在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1h；接着，再将脱泡后的混合物B加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，并以氩气作为保护气体，以温度为225℃和6MPa的压力下预压10min，随后升温至360℃下烧结25min，再降温至130℃，并在压力为6MPa条件下保压35min，最后冷却取出脱模即制得本发明的键盘用轻质阻燃材料。
实施例2
一种键盘用轻质阻燃材料，先称取以下原料：聚合度为1500的聚氯丙烯25kg、改性竹纤维10kg、马来酸酐接枝聚乙烯15kg、聚醚酰亚胺10kg、邻苯二甲酸二异辛酯10kg、N-N-苯基对苯二胺7kg、四氯化钛6kg、亚磷酸脂4kg、纳米硫酸钡5kg、润滑剂3kg、阻燃剂3kg、偶联剂3kg和增塑剂2kg；
上述的改性竹纤维通过以下步骤制得：称取10kg竹纤维加水调节含水量至68％，再在竹纤维上喷洒均匀喷洒EM菌液，EM菌液用量为竹纤维重量的4％，建堆发酵，在温度26℃的环境温度下，发酵4天，发酵后的竹纤维放80℃下干燥至水分含量在3％以下，研磨过70目筛，即制得本发明原料所需的改性竹纤维。
其中，上述的润滑剂采用甘油；阻燃剂采用二苯基磷酸酯；偶联剂采用硅烷偶联剂KH550；增塑剂采用氯甲氧基油酸甲酯。
上述的一种键盘用轻质阻燃材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将聚合度为1500的聚氯丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺和邻苯二甲酸二异辛酯熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内，在温度为500℃条件下保温2.5h，冷去后粉碎并加入N-N-苯基对苯二胺和四氯化钛，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着加入纳米硫酸钡、改性竹纤维和偶联剂进行交联固化，得到混合物A；
(2)再将所述混合物A与剩余原料混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物B；
(3)之后将混合物B在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1.5h；接着，再将脱泡后的混合物B加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，并以氩气作为保护气体，以温度为235℃和7MPa的压力下预压12min，随后升温至370℃下烧结30min，再降温至140℃，并在压力为7MPa条件下保压40min，最后冷却取出脱模即制得本发明的键盘用轻质阻燃材料。
实施例3
一种键盘用轻质阻燃材料，先称取以下原料：聚合度为1500的聚氯丙烯30kg、改性竹纤维15kg、马来酸酐接枝聚乙烯20kg、聚醚酰亚胺12kg、邻苯二甲酸二异辛酯15kg、N-N-苯基对苯二胺9kg、四氯化钛8kg、亚磷酸脂6kg、纳米硫酸钡7kg、润滑剂5kg、阻燃剂5kg、偶联剂5kg和增塑剂3kg；
上述的改性竹纤维通过以下步骤制得：称取15kg竹纤维加水调节含水量至70％，再在竹纤维上喷洒均匀喷洒EM菌液，EM菌液用量为竹纤维重量的5％，建堆发酵，在温度28℃的环境温度下，发酵5天，发酵后的竹纤维放85℃下干燥至水分含量在3％以下，研磨过80目筛，即制得本发明原料所需的改性竹纤维。
其中，上述的润滑剂采用硅油；阻燃剂采用三羟甲基氧化磷；偶联剂采用硅烷偶联剂KH171；增塑剂采用氯甲氧基油酸甲酯。
上述的一种键盘用轻质阻燃材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将聚合度为1500的聚氯丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺和邻苯二甲酸二异辛酯熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内，在温度为600℃条件下保温3h，冷去后粉碎并加入N-N-苯基对苯二胺和四氯化钛，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着加入纳米硫酸钡、改性竹纤维和偶联剂进行交联固化，得到混合物A；
(2)再将所述混合物A与剩余原料混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物B；
(3)之后将混合物B在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为2h；接着，再将脱泡后的混合物B加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，并以氩气作为保护气体，以温度为245℃和8MPa的压力下预压14min，随后升温至380℃下烧结35min，再降温至150℃，并在压力为8MPa条件下保压45min，最后冷却取出脱模即制得本发明的键盘用轻质阻燃材料。
实施例4
一种键盘用轻质阻燃材料，先称取以下原料：聚合度为1500的聚氯丙烯25kg、改性竹纤维10kg、马来酸酐接枝聚乙烯15kg、聚醚酰亚胺10kg、邻苯二甲酸二异辛酯10kg、N-N-苯基对苯二胺7kg、四氯化钛6kg、亚磷酸脂4kg、纳米硫酸钡5kg、润滑剂3kg、阻燃剂3kg、偶联剂3kg和增塑剂2kg；
上述的改性竹纤维通过以下步骤制得：称取10kg竹纤维加水调节含水量至65％，再在竹纤维上喷洒均匀喷洒EM菌液，EM菌液用量为竹纤维重量的5％，建堆发酵，在温度25℃的环境温度下，发酵5天，发酵后的竹纤维放75℃下干燥至水分含量在3％以下，研磨过80目筛，即制得本发明原料所需的改性竹纤维。
其中，上述的润滑剂采用石蜡；阻燃剂采用三羟甲基氧化磷；偶联剂采用硅烷偶联剂KH172；增塑剂采用五氯硬脂酸甲酯。
上述的一种键盘用轻质阻燃材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将聚合度为1500的聚氯丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺和邻苯二甲酸二异辛酯熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内，在温度为400℃条件下保温3h，冷去后粉碎并加入N-N-苯基对苯二胺和四氯化钛，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着加入纳米硫酸钡、改性竹纤维和偶联剂进行交联固化，得到混合物A；
(2)再将所述混合物A与剩余原料混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物B；
(3)之后将混合物B在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1h；接着，再将脱泡后的混合物B加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，并以氩气作为保护气体，以温度为245℃和6MPa的压力下预压14min，随后升温至360℃下烧结35min，再降温至130℃，并在压力为8MPa条件下保压35min，最后冷却取出脱模即制得本发明的键盘用轻质阻燃材料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种键盘用轻质阻燃材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：聚合度为1500的聚氯丙烯20-30份、改性竹纤维5-15份、马来酸酐接枝聚乙烯10-20份、聚醚酰亚胺8-12份、邻苯二甲酸二异辛酯5-15份、N-N-苯基对苯二胺5-9份、四氯化钛4-8份、亚磷酸脂2-6份、纳米硫酸钡3-7份、润滑剂1-5份、阻燃剂1-5份、偶联剂1-5份和增塑剂1-3份；
所述改性竹纤维通过以下步骤制得：将竹纤维加水调节含水量至65-70％，再在竹纤维上喷洒均匀喷洒EM菌液，EM菌液用量为竹纤维重量的3-5％，建堆发酵，在温度25-28℃的环境温度下，发酵3-5天，发酵后的竹纤维放75-85℃下干燥至水分含量在3％以下，研磨过60-80目筛，即得。
2.根据权利要求1所述的一种键盘用轻质阻燃材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：聚合度为1500的聚氯丙烯25份、改性竹纤维10份、马来酸酐接枝聚乙烯15份、聚醚酰亚胺10份、邻苯二甲酸二异辛酯10份、N-N-苯基对苯二胺7份、四氯化钛6份、亚磷酸脂4份、纳米硫酸钡5份、润滑剂3份、阻燃剂3份、偶联剂3份和增塑剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种键盘用轻质阻燃材料，其特征在于，所述润滑剂为石蜡、甘油或硅油中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种键盘用轻质阻燃材料，其特征在于，所述阻燃剂为三羟甲基氧化磷或二苯基磷酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种键盘用轻质阻燃材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH172、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH171中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种键盘用轻质阻燃材料，其特征在于，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯或氯甲氧基油酸甲酯。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的键盘用轻质阻燃材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述重量份配比称取原料；
(2)将聚合度为1500的聚氯丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺和邻苯二甲酸二异辛酯熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内，在温度为400-600℃条件下保温2-3h，冷去后粉碎并加入N-N-苯基对苯二胺和四氯化钛，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着加入纳米硫酸钡、改性竹纤维和偶联剂进行交联固化，得到混合物A；
(3)将所述混合物A与剩余原料混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物B；
(4)将混合物B在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1-2h；接着，再将脱泡后的混合物B加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中进行烧结处理，最后冷却取出脱模即可。
8.根据权利要求7所述的一种键盘用轻质阻燃材料的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，烧结处理是在所述烧结炉内充满氩气作为保护气体，并以温度为225-245℃和6-8MPa的压力下预压10-14min，随后升温至360-380℃下烧结25-35min，再降温至130-150℃，并在压力为6-8MPa条件下保压35-45min。
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