CN108070236A - 一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料及其制备方法，属于高分子材料领域，其目的在于提供一种制造成本低且适用范围更广的包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料。本发明包括，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂50～70份；聚亚苯基硫醚纤维30～50份；矿物填料30～40份；阻燃剂20～25份；相容剂5～10份；抗氧剂0.5～1份；热稳定剂0.5～1份；润滑剂0.5～1份。本发明的好处是：具有优秀的耐热、阻燃性能的同时还具备良好的耐化学性能和机械性能，制备工艺简单且成品适用范围更广。

Description

一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展以及人们生活水平的提高，传统的纤维材料越来越难以满足人类更高的追求，通过对高分子进行合成作用，具备各种突出特点的新型纤维逐渐出现在人类生产生活中，填补了人们的需求空白。比如研制出的碳纳米纤维具有很好的防水、防油污的功能，用于制造高级防护服；比如研制出的储热调温纤维具有自动、无限次、可逆的吸放热功能，用于制造储热调温纺织品；另外，对于一些高温环境，比如消防服的使用场景，还需要研制出一些阻燃性能优秀的材料来进一步确保消防服的安全性。
申请号为CN201710241550.6的发明专利公开了一种无卤阻燃耐烧蚀纤维材料及其制备方法和应用，属于特种阻燃耐烧蚀填充材料技术领域。该纤维材料是将含磷/硅元素芳香族二酐与芳香族二胺通过缩聚反应得到聚酰亚胺纤维，并经短切、机械磨蚀、疏松化处理后形成具有高比表面积的树枝状无卤阻燃纤维材料。含磷、硅元素的引入能够进一步提高聚酰亚胺材料的阻燃耐烧蚀性能，高比表面积的树枝状结构使其具有较低的导热系数和良好的保暖效果和透气性。产品不仅适用于石油化工、矿山、工厂特种作业场所的保暖工作服或儿童保暖服装的填充，还可作为无卤阻燃耐烧蚀填料用于提高橡胶、塑料的阻燃耐烧蚀性能。
该发明专利具备较好的阻燃耐烧性能，通过在传统聚酰亚胺的分子链中引入磷或硅等元素的同时并不引入卤素，使得所形成的纤维材料抑烟、阻燃且环保。但是聚酰亚胺产量少，价格高，而人类生产生活中对于高阻燃性耐热材料的需求量大，因此需要研制出更加实用且适用范围更广的材料来供人们使用。
发明内容
本发明的目的在于：解决现有技术中阻燃耐烧蚀纤维材料制造成本高的问题，提供一种制造成本低且适用范围更广的包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料。
本发明采用的技术方案如下：
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂50～70份；聚亚苯基硫醚纤维30～50份；矿物填料30～40份；阻燃剂20～25份；相容剂5～10份；抗氧剂0.5～1份；热稳定剂0.5～1份；润滑剂0.5～1份。
其中，所述阻燃剂由烷基磷酸酯和磺酸盐类阻燃剂按2:1配比而成。
其中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯中的一种或多种。
其中，所述热稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅中的一种。
其中，所述润滑剂为超高分子硅氧烷、硬脂酸钙、硬脂醇中的一种或多种。
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料的制备方法，包括以下步骤：
a)按重量份称取所需芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料、阻燃剂、相容剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂等原料；
b)将芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料分别放入干燥箱内鼓风干燥备用；
c)将步骤b中干燥后的芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料以及步骤a)中的阻燃剂、相容剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂用告诉混合机均匀混合备用；
d)将步骤c中混合均匀的原料投入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、水浴冷却、造粒，制得包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料；
其中，所述步骤b中，芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料分别于70～80℃、90～110℃、110～130℃的环境下鼓风干燥6～7小时。
其中，所述步骤c中，混合时间为10～20min。
其中，所述步骤d中，双螺杆挤出机的加工温度为260～350℃，螺杆转速为250～300r/min。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，通过在芳香族聚碳酸酯树脂中加入聚亚苯基硫醚纤维以及矿物填料，使得整体耐热阻燃性能得到了很大加强。其中，聚亚苯基硫醚纤维具有优秀的耐热性、阻燃性，另外还具有很好的耐化学品性能以及机械性能，这样便进一步加强了本发明的综合性能，适用范围更广，对于电子电器领域，机械领域以及化工领域的发展都有很大的促进作用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂60份；聚亚苯基硫醚纤维30份；矿物填料30份；阻燃剂20份；相容剂8份；抗氧剂1份；热稳定剂1份；润滑剂1份。其中，阻燃剂由烷基磷酸酯和磺酸盐类阻燃剂按2:1配比而成；抗氧剂为3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯；热稳定剂为三盐基硫酸铅；润滑剂为超高分子硅氧烷和硬脂醇。
制备方法：
a)按重量份称取所需芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料、阻燃剂、相容剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂等原料；
b)将芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料分别放入70～80℃、90～110℃、110～130℃的干燥箱内鼓风干燥6～7小时备用；
c)将步骤b中干燥后的芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料以及步骤a)中的阻燃剂、相容剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂用告诉混合机均匀混合10～20min备用；
d)将步骤c中混合均匀的原料投入到加工温度为260～350℃、螺杆转速为250～300r/min的双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、水浴冷却、造粒，制得包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料；
实施例2
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂60份；聚亚苯基硫醚纤维50份；矿物填料30份；阻燃剂20份；相容剂8份；抗氧剂1份；热稳定剂1份；润滑剂1份。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂60份；聚亚苯基硫醚纤维30份；矿物填料40份；阻燃剂20份；相容剂8份；抗氧剂1份；热稳定剂1份；润滑剂1份。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂60份；聚亚苯基硫醚纤维30份；矿物填料30份；阻燃剂25份；相容剂8份；抗氧剂1份；热稳定剂1份；润滑剂1份。
制备方法同实施例1。
实施例5
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂60份；聚亚苯基硫醚纤维30份；矿物填料30份；阻燃剂25份；相容剂10份；抗氧剂1份；热稳定剂1份；润滑剂1份。
制备方法同实施例1。
实施例6
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂60份；聚亚苯基硫醚纤维30份；矿物填料30份；阻燃剂25份；相容剂8份；抗氧剂0.5份；热稳定剂1份；润滑剂1份。
制备方法同实施例1。
实施例7
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂60份；聚亚苯基硫醚纤维30份；矿物填料30份；阻燃剂25份；相容剂8份；抗氧剂1份；热稳定剂0.5份；润滑剂1份。
制备方法同实施例1。
实施例8
一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂60份；聚亚苯基硫醚纤维30份；矿物填料30份；阻燃剂25份；相容剂8份；抗氧剂1份；热稳定剂1份；润滑剂0.5份。
制备方法同实施例1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，包括母粒，其特征在于，所述母粒按重量份数由以下原料制成：芳香族聚碳酸酯树脂50～70份；聚亚苯基硫醚纤维30～50份；矿物填料30～40份；阻燃剂20～25份；相容剂5～10份；抗氧剂0.5～1份；热稳定剂0.5～1份；润滑剂0.5～1份。
2.如权利要求1所述的一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃剂由烷基磷酸酯和磺酸盐类阻燃剂按2:1配比而成。
3.如权利要求1所述的一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，其特征在于，所述热稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅中的一种。
5.如权利要求1所述的一种包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料，其特征在于，所述润滑剂为超高分子硅氧烷、硬脂酸钙、硬脂醇中的一种或多种。
6.如权利要求1-5中任一项所述的包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)按重量份称取所需芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料、阻燃剂、相容剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂等原料；
b)将芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料分别放入干燥箱内鼓风干燥备用；
c)将步骤b中干燥后的芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料以及步骤a中的阻燃剂、相容剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂用告诉混合机均匀混合备用；
d)将步骤c)中混合均匀的原料投入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、水浴冷却、造粒，制得包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料。
7.如权利要求6所述的包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，芳香族聚碳酸酯树脂、聚亚苯基硫醚纤维、矿物填料分别于70～80℃、90～110℃、110～130℃的环境下鼓风干燥6～7小时。
8.如权利要求6所述的包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，混合时间为10～20min。
9.如权利要求6所述的包含芳香族聚合物纤维的阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤d中，双螺杆挤出机的加工温度为260～350℃，螺杆转速为250～300r/min。
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