CN107227018B - 一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法 - Google Patents

一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107227018B
CN107227018B CN201710392020.1A CN201710392020A CN107227018B CN 107227018 B CN107227018 B CN 107227018B CN 201710392020 A CN201710392020 A CN 201710392020A CN 107227018 B CN107227018 B CN 107227018B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
parts
carbon nano
added
minutes
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
Application number
CN201710392020.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107227018A (zh
Inventor
刘美君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Jianfeng New Material Co ltd
Original Assignee
Qingyuan Starter Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingyuan Starter Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Qingyuan Starter Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN201710392020.1A priority Critical patent/CN107227018B/zh
Publication of CN107227018A publication Critical patent/CN107227018A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107227018B publication Critical patent/CN107227018B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer 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

本发明公开了一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法。本发明所述的有机化改性填料通过表面有机化,能够有效的降低团聚,提高其与尼龙的相容性,增强了成品材料的稳定性强度,同时碳纳米管增加了成品材料燃烧后的碳层面积,有效的起到了气相阻隔的效果,增强了材料的防火性能,同时加入的亚磷酸三苯酯能够在燃烧时可以通过脱水催化成碳,进一步提高了成品的阻燃防火性能。

Description

一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合新材料领域,具体涉及一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法。
背景技术
尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种,具有很强的生命力,主要在于它改性后实现高性能化,其次是汽车、电器、通讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈,相关产业的飞速发展,促进了工程塑料高性能化的进程,而用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增,绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视,但是,尼龙也存在缺点,它的化学结构主要是碳和氢组成,尼龙是高度可燃的,在人们的日常生活和生产中存在潜在的火灾隐患。尼龙在燃烧过程中会产生大量有毒、有腐蚀性的烟气,在火灾中造成严重的后果。鉴于此,当前许多国家都十分重视尼龙的阻燃改性,致力于研制和生产各类阻燃剂;
由此可见提升尼龙的阻燃等级不仅可以大大拓展材料的应用范围,更是提升了材料的安全系数,对于保障社会生产资料和人民的生命财产安全具有重要意义;而为了不断提高尼龙的阻燃性能,在其中添加石墨烯、碳纳米管、二氧化硅、滑石粉等各类无机阻燃剂,但是这些无机阻燃剂容易造成团聚,降低成品的稳定性强度。
发明内容
本发明的目的在于改善无机阻燃剂在尼龙中的分散性,降低团聚,提高成品的稳定性强度和防火性能,提供了一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法,包括以下步骤:
(1)取3-4重量份的亚磷酸三苯酯,加入到其重量16-20倍的无水乙醇中,搅拌均匀;
(2)取24-30重量份的马来酸酐、1-2重量份的二异氰酸酯混合,在100-105℃下保温7-20分钟,加入上述亚磷酸三苯酯的无水乙醇溶液,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为65-70℃,保温反应3-4小时,出料,与2-3重量份的蓖麻酸钙混合,搅拌至常温,得马来酸酐预聚物;
(3)取5-6重量份的棕榈蜡,加入到其重量4-6倍的乙酸乙酯中,在110-120℃下保温20-30分钟,冷却至常温;
(4)取20-25重量份的碳纳米管,在混酸溶液中浸泡60-70分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与3-4重量份的双苯磺酰亚胺混合,加入到混合料重量1-2倍的四氯化碳中,搅拌均匀,与上述棕榈蜡的乙酸乙酯溶液混合,磁力搅拌10-15分钟,得磺酰化碳纳米管溶液;
(5)将上述马来酸酐预聚物加入到其重量20-30倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,与上述磺酰化碳纳米管溶液混合,超声4-6分钟,送入冰水浴中,加入1-2重量份的三聚氰胺,搅拌均匀,静置1-2小时,出料,抽滤,将滤饼用乙酸乙酯、去离子水依次洗涤,真空100-110℃下干燥1-2小时,冷却至常温,得有机化改性填料;
(6)取上述有机化改性填料,与3-4重量份的铝酸钙、0.5-1重量份的硫酸铝铵、150-170重量份的尼龙6混合,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,即得所述碳纳米管改性尼龙阻燃材料。
所述的混酸溶液为体积比为4-6:1的95-96%的硫酸、80-85%的硝酸混合组成。
本发明的有益效果是,本发明以马来酸酐为单体,与二异氰酸酯混合,得马来酸酐预聚物,然后将碳纳米管分别采用强酸、双苯磺酰亚胺处理,得到磺酰化碳纳米管,最后将马来酸酐预聚物、磺酰化碳纳米管共混,在三聚氰胺的作用下进行交联,得有机化改性填料,本发明的有机化改性填料通过表面有机化,能够有效的降低团聚,提高其与尼龙的相容性,增强了成品材料的稳定性强度,同时碳纳米管增加了成品材料燃烧后的碳层面积,有效的起到了气相阻隔的效果,增强了材料的防火性能,同时加入的亚磷酸三苯酯能够在燃烧时可以通过脱水催化成碳,进一步提高了成品的阻燃防火性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此,在不脱离本发明上述技术思想情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的范围内。
实施例1
一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法,包括以下步骤:
(1)取3重量份的亚磷酸三苯酯,加入到其重量20倍的无水乙醇中,搅拌均匀;
(2)取30重量份的马来酸酐、2重量份的二异氰酸酯混合,在100℃下保温10分钟,加入上述亚磷酸三苯酯的无水乙醇溶液,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为70℃,保温反应3小时,出料,与2重量份的蓖麻酸钙混合,搅拌至常温,得马来酸酐预聚物;
(3)取6重量份的棕榈蜡,加入到其重量4-6倍的乙酸乙酯中,在110℃下保温30分钟,冷却至常温;
(4)取25重量份的碳纳米管,在混酸溶液中浸泡60分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与3重量份的双苯磺酰亚胺混合,加入到混合料重量2倍的四氯化碳中,搅拌均匀,与上述棕榈蜡的乙酸乙酯溶液混合,磁力搅拌10分钟,得磺酰化碳纳米管溶液;
(5)将上述马来酸酐预聚物加入到其重量30倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,与上述磺酰化碳纳米管溶液混合,超声4分钟,送入冰水浴中,加入1重量份的三聚氰胺,搅拌均匀,静置2小时,出料,抽滤,将滤饼用乙酸乙酯、去离子水依次洗涤,真空110℃下干燥1-2小时,冷却至常温,得有机化改性填料;
(6)取上述有机化改性填料,与3重量份的铝酸钙、1重量份的硫酸铝铵、150重量份的尼龙6混合,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,即得所述碳纳米管改性尼龙阻燃材料。
所述的混酸溶液为体积比为6:1的95%的硫酸、80%的硝酸混合组成。
实施例2
一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法,包括以下步骤:
(1)取4重量份的亚磷酸三苯酯,加入到其重量20倍的无水乙醇中,搅拌均匀;
(2)取30重量份的马来酸酐、2重量份的二异氰酸酯混合,在105℃下保温20分钟,加入上述亚磷酸三苯酯的无水乙醇溶液,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为70℃,保温反应4小时,出料,与3重量份的蓖麻酸钙混合,搅拌至常温,得马来酸酐预聚物;
(3)取6重量份的棕榈蜡,加入到其重量6倍的乙酸乙酯中,在120℃下保温30分钟,冷却至常温;
(4)取25重量份的碳纳米管,在混酸溶液中浸泡70分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与4重量份的双苯磺酰亚胺混合,加入到混合料重量2倍的四氯化碳中,搅拌均匀,与上述棕榈蜡的乙酸乙酯溶液混合,磁力搅拌15分钟,得磺酰化碳纳米管溶液;
(5)将上述马来酸酐预聚物加入到其重量30倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,与上述磺酰化碳纳米管溶液混合,超声6分钟,送入冰水浴中,加入1重量份的三聚氰胺,搅拌均匀,静置2小时,出料,抽滤,将滤饼用乙酸乙酯、去离子水依次洗涤,真空110℃下干燥2小时,冷却至常温,得有机化改性填料;
(6)取上述有机化改性填料,与4重量份的铝酸钙、1重量份的硫酸铝铵、170重量份的尼龙6混合,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,即得所述碳纳米管改性尼龙阻燃材料。
所述的混酸溶液为体积比为6:1的96%的硫酸、85%的硝酸混合组成。
实施例3
一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法,包括以下步骤:
(1)取3重量份的亚磷酸三苯酯,加入到其重量16倍的无水乙醇中,搅拌均匀;
(2)取24重量份的马来酸酐、1重量份的二异氰酸酯混合,在100℃下保温7分钟,加入上述亚磷酸三苯酯的无水乙醇溶液,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为65℃,保温反应3小时,出料,与2重量份的蓖麻酸钙混合,搅拌至常温,得马来酸酐预聚物;
(3)取5重量份的棕榈蜡,加入到其重量4倍的乙酸乙酯中,在110℃下保温20分钟,冷却至常温;
(4)取20重量份的碳纳米管,在混酸溶液中浸泡60分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与3重量份的双苯磺酰亚胺混合,加入到混合料重量1倍的四氯化碳中,搅拌均匀,与上述棕榈蜡的乙酸乙酯溶液混合,磁力搅拌10分钟,得磺酰化碳纳米管溶液;
(5)将上述马来酸酐预聚物加入到其重量20倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,与上述磺酰化碳纳米管溶液混合,超声4分钟,送入冰水浴中,加入2重量份的三聚氰胺,搅拌均匀,静置1小时,出料,抽滤,将滤饼用乙酸乙酯、去离子水依次洗涤,真空100℃下干燥1小时,冷却至常温,得有机化改性填料;
(6)取上述有机化改性填料,与3重量份的铝酸钙、0.5重量份的硫酸铝铵、150重量份的尼龙6混合,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,即得所述碳纳米管改性尼龙阻燃材料。
所述的混酸溶液为体积比为4:1的95%的硫酸、80%的硝酸混合组成。
性能测试:
表1根据本发明实施例1~3方法制备出的碳纳米管改性尼龙阻燃材料的性能测试结果
结论:可以看出,本发明碳纳米管改性尼龙阻燃材料具有很好的阻燃性能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取3-4重量份的亚磷酸三苯酯,加入到其重量16-20倍的无水乙醇中,搅拌均匀;
(2)取24-30重量份的马来酸酐、1-2重量份的二异氰酸酯混合,在100-105℃下保温7-20分钟,加入上述亚磷酸三苯酯的无水乙醇溶液,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为65-70℃,保温反应3-4小时,出料,与2-3重量份的蓖麻酸钙混合,搅拌至常温,得马来酸酐预聚物;
(3)取5-6重量份的棕榈蜡,加入到其重量4-6倍的乙酸乙酯中,在110-120℃下保温20-30分钟,冷却至常温;
(4)取20-25重量份的碳纳米管,在混酸溶液中浸泡60-70分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与3-4重量份的双苯磺酰亚胺混合,加入到混合料重量1-2倍的四氯化碳中,搅拌均匀,与上述棕榈蜡的乙酸乙酯溶液混合,磁力搅拌10-15分钟,得磺酰化碳纳米管溶液;
(5)将上述马来酸酐预聚物加入到其重量20-30倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,与上述磺酰化碳纳米管溶液混合,超声4-6分钟,送入冰水浴中,加入1-2重量份的三聚氰胺,搅拌均匀,静置1-2小时,出料,抽滤,将滤饼用乙酸乙酯、去离子水依次洗涤,真空100-110℃下干燥1-2小时,冷却至常温,得有机化改性填料;
(6)取上述有机化改性填料,与3-4重量份的铝酸钙、0.5-1重量份的硫酸铝铵、150-170重量份的尼龙6混合,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,即得所述碳纳米管改性尼龙阻燃材料;
所述的混酸溶液为体积比为4-6:1的95-96%的硫酸、80-85%的硝酸混合组成。
CN201710392020.1A 2017-05-27 2017-05-27 一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法 Active CN107227018B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710392020.1A CN107227018B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710392020.1A CN107227018B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107227018A CN107227018A (zh) 2017-10-03
CN107227018B true CN107227018B (zh) 2018-05-11

Family

ID=59933450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710392020.1A Active CN107227018B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107227018B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108559256B (zh) * 2018-05-18 2020-11-17 广东伟的新材料股份有限公司 一种无卤阻燃聚酰胺树脂组合物及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101624470A (zh) * 2009-07-14 2010-01-13 蔡芳昌 高电导性能组合物及其制备方法、成型制件的制备方法
CN103044914A (zh) * 2012-12-10 2013-04-17 青岛宝丽曼高分子材料研究院有限公司 一种改性碳纳米管/尼龙复合材料
CN103709741A (zh) * 2013-12-30 2014-04-09 深圳市三顺中科新材料有限公司 一种碳纳米管/尼龙6复合材料及其制备方法
CN106009385A (zh) * 2016-06-22 2016-10-12 安徽岳塑汽车工业股份有限公司 一种尼龙共混塑料外壳材料及其制备方法
CN106084376A (zh) * 2016-06-14 2016-11-09 中科电力装备(安徽)智能化科技有限公司 一种抗老化的自限温伴热电缆
CN106398205A (zh) * 2016-12-07 2017-02-15 佛山市飞时达新材料科技有限公司 一种导电尼龙材料的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101624470A (zh) * 2009-07-14 2010-01-13 蔡芳昌 高电导性能组合物及其制备方法、成型制件的制备方法
CN103044914A (zh) * 2012-12-10 2013-04-17 青岛宝丽曼高分子材料研究院有限公司 一种改性碳纳米管/尼龙复合材料
CN103709741A (zh) * 2013-12-30 2014-04-09 深圳市三顺中科新材料有限公司 一种碳纳米管/尼龙6复合材料及其制备方法
CN106084376A (zh) * 2016-06-14 2016-11-09 中科电力装备(安徽)智能化科技有限公司 一种抗老化的自限温伴热电缆
CN106009385A (zh) * 2016-06-22 2016-10-12 安徽岳塑汽车工业股份有限公司 一种尼龙共混塑料外壳材料及其制备方法
CN106398205A (zh) * 2016-12-07 2017-02-15 佛山市飞时达新材料科技有限公司 一种导电尼龙材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
聚乙烯/马来酸酐接枝聚合物修饰多壁碳纳米管;王国建;《新型炭材料》;20120215;第27卷(第1期);19-24页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107227018A (zh) 2017-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105670231B (zh) 可膨胀氮化碳阻燃环氧树脂的制备方法
CN105254206B (zh) 一种沥青阻燃剂、其制备方法及应用
CN108102255A (zh) 一种阻燃型pvc木塑板材及其制备方法
CN103509283A (zh) 一种共混易撕电线电缆料
CN107227018B (zh) 一种碳纳米管改性尼龙阻燃材料及其制备方法
CN107541042A (zh) 一种笔记本电脑外壳注塑加工用阻燃添加剂
CN110204809A (zh) 一种阻燃hdpe子管及其制备方法
CN111607219B (zh) 一种低烟热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法
CN109337335A (zh) 一种耐高温防火塑料及其制备方法
CN107556637A (zh) 一种硅酸酯改性防火材料及其制备方法
CN105175882A (zh) 一种城市轨道交通用阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法
CN106633752B (zh) 一种无卤阻燃pc\abs合金材料及其制备方法和用途
CN107057302B (zh) 抑烟型阻燃pet复合材料及其制备方法
CN108164880A (zh) 一种汽车专用电线电缆及其制备方法
CN107629445A (zh) 一种阻燃尼龙材料及其制备方法
CN113248848A (zh) 一种阻燃耐高温电缆及其制备方法
CN108285631A (zh) 一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料及其制备方法
CN108299691A (zh) 一种用于光伏系统的新型阻燃电缆材料及制备方法
CN107383687A (zh) 一种用于电缆的阻燃增强剂
CN112538246A (zh) 一种有金属光泽的塑料母粒及其制备方法
CN107418135A (zh) 一种阻燃树脂瓦
CN108623842A (zh) 电缆用改性高岭土阻燃组合物及其制备方法
CN107151377A (zh) 一种计算机电缆保护套及其制备方法
CN103173009A (zh) 高阻燃pa及其制备方法
CN113736184B (zh) 一种高强度阻燃保温板及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200407

Address after: 315528 No.29, Hehai Road, Binhai New Area, economic development zone, Fenghua District, Ningbo City, Zhejiang Province

Patentee after: Ningbo Jianfeng New Material Co.,Ltd.

Address before: 511500 Guangdong city of Qingyuan province science and Technology Innovation Park, hi tech Industrial Development Zone, Chong Hing Road No. 18 Tian Chi Exhibition Service Center by 159

Patentee before: QINGYUAN CHUQU INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20171003

Assignee: Zhejiang Hi Carbon Cabin Network Technology Co.,Ltd.

Assignor: Ningbo Jianfeng New Material Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980049430

Denomination of invention: A carbon nanotube modified nylon flame retardant material and its preparation method

Granted publication date: 20180511

License type: Common License

Record date: 20231201