CN108129663A - 一种环保复合阻燃材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环保复合阻燃材料的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中加入二甲基硅氧烷，全（十七）氟癸基三甲氧基硅烷，乙烯基三(2‑甲氧基乙氧基)硅烷，三甲基锡丁基二甲基硅烷，(3‑丙烯酰氧丙基)甲基二(三甲基硅氧基)硅烷，复合催化剂，加入重量比=100:1‑5：1‑5：1‑5：0.01‑0.1：1‑10进行合成反应，产物再经蒸馏，得到产品。

Description

一种环保复合阻燃材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃剂的制备方法，尤其是一种环保复合阻燃材料的制备方法。
背景技术
ABS本身的阻燃性极差，其极限氧指数(LOI) 仅为18％左右，属于易燃材料，垂直燃烧试验也无法达到UL94V-2标准，且燃烧时会产生大 量的烟雾及有害其他，对ABS的阻燃改性方面，卤系阻燃剂仍占主导地位，但因其燃烧产生大量有毒和 腐蚀性气体，在特定条件下，还能分解出致癌物，已被欧盟及多数国家限制使用。
CN106543634A公开了一种阻燃ABS复合材料，包括以下重量份的组分：ABS树脂60-80份、改性木质素8-15份、有机硅阻燃剂5-15份、玉米秸秆粉5-12份、板栗壳粉5-12份、银杏叶2-5份、ABS-g-MAH 5-10份和抗氧剂0.5-1份。其制备方法包括以下步骤：(1)将银杏叶清洗干净，晾干，然后粉碎至10-20目；(2)将粉碎后的银杏叶与玉米秸秆粉和板栗壳粉混合，放置1-2天；(3)混合；(4)熔融挤出，冷却造粒，得阻燃ABS复合材料。本发明将废弃资源回收利用，制得的产品阻燃效果好，力学性能佳。
CN105001642A公开一种ABS用环保复合阻燃剂及由其制备的环保阻燃ABS材料，所述ABS用环保复合阻燃剂，由以下成分按重量份组成：有机硅阻燃剂 15-40份、无机阻燃剂10-30份、润滑剂 2-5份、分散剂 0.2-0.8份，硅烷偶联剂2-6份。所述环保阻燃ABS材料，由以下成分按重量份组成：ABS 70-100份、增韧剂4-6份、ABS用环保阻燃剂 8-12份、抗氧化剂0.2-0.5份。本发明的ABS用环保复合阻燃剂，通过共混法制备，制备工艺简单，可降低生产成本，不含卤素，与ABS相容性好，其制备出的ABS材料的力学性能好，阻燃性能达到UL94 V0级，极限氧指数可达31%，具有良好的阻燃效果，应用于制备各种电器、仪表、仪器壳体及配件，汽车配件等领域。
CN101942094B涉及一种含磷有机硅阻燃剂的制备方法。它需要解决的技术问题是，使制备方法简单、温和可控，产品的水解稳定性，耐高温性有较大增加。本发明方法，1）在有机溶剂和缚酸剂存在下，将端官能基有机硅化合物和含P-Cl键的磷化合物混合均匀，且端官能基有机硅化合物的摩尔数和含P-Cl键的磷化合物中Cl摩尔数之比为1 : 2.05～6，在20～80℃下反应4～20h；反应完毕，滤去沉淀，蒸除有机溶剂，得到含磷聚硅氧烷；2）得到的含磷聚硅氧烷在有机溶剂和缚酸剂存在下，与含官能基的有机硅化合物，在20～80℃下反应4～20h；反应完毕，滤去沉淀，蒸除有机溶剂，得产品。
现有技术中的用于ABS树脂的有机硅阻燃剂在阻燃效果上仍有提升空间，随着人们对材料环保要求的不断提高，无机阻燃剂或磷系、氮系阻燃剂得到一定的使用，但无机阻燃剂存在阻燃效率低，添加量大的问题，磷系阻燃剂阻燃效率高，添加量少，但其使材料塑化，影响材料的力学性能，在一定程度上限制了其使用范围。需要研发出新型高效阻燃剂解决这一系列问题。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种环保复合阻燃材料的制备方法。
（1）复合催化剂的制备：
按重量份，将100份碱性催化剂， 0.01-0.1份的有机硅乙二醇共聚体蜡， 0.1-1份的氯化钆，搅拌均匀、即制得复合催化剂。
（2）合成反应：在反应釜中加入二甲基硅氧烷，全（十七）氟癸基三甲氧基硅烷，乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，三甲基锡丁基二甲基硅烷，(3-丙烯酰氧丙基)甲基二(三甲基硅氧基)硅烷，复合催化剂，加入重量比=100:1-5：1-5：1-5： 0.01-0.1：1-10进行合成反应，产物再经蒸馏，得到环保复合阻燃材料。
所述合成反应温度为50～100℃，反应时间3-12小时。
步骤1所述碱性催化剂为质量百分比浓度为20-40%的氢氧化钡水溶液、质量百分比浓度为10-50%的NaOH水溶液、质量百分比浓度为10-50%的KOH水溶液，质量百分比浓度为5-25%的氨水或质量百分比浓度为5-10%碳酸钠水溶液；
步骤1所述的有机硅乙二醇共聚体蜡为市售产品，如上海纯晟精细化工有限公司生产的产品；二甲基硅氧烷为市售产品，如广州顺德长昊贸易有限公司生产的产品；全（十七）氟癸基三甲氧基硅烷(为市售产品，如南京裕德恒精细化工有限公司生产的产品；乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷为市售产品，如上海紫一试剂厂生产的产品；3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷为市售产品，如山东省曲阜易顺化工有限公司生产的产品。(3-丙烯酰氧丙基)甲基二(三甲基硅氧基)硅烷为市售产品。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本专利的环保复合阻燃材料对ABS树脂组合物的LOI的提高非常显著，所以阻燃效果提高显著，可提高30%以上。
具体实施方式
以下实例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。
实施例1：
（1）复合催化剂的制备：
在2000L反应釜中加入质量百分比浓度为30%的NaOH水溶液100Kg，有机硅乙二醇共聚体蜡0.05Kg，0.3 Kg的氯化钆，搅拌均匀，即制得复合催化剂。
（2）合成反应：
在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，全（十七）氟癸基三甲氧基硅烷3Kg，乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷3Kg，三甲基锡丁基二甲基硅烷3Kg，(3-丙烯酰氧丙基)甲基二(三甲基硅氧基)硅烷0.3 Kg，复合催化剂5Kg，在70℃条件下反应6h，蒸馏，得到环保复合阻燃材料。产品编号M-1。
实施例2：
（1）复合催化剂的制备：
在2000L反应釜中加入质量百分比浓度为10%的NaOH水溶液100Kg，有机硅乙二醇共聚体蜡0.01Kg，0.1 Kg的氯化钆，搅拌均匀，即制得复合催化剂。
（2）合成反应：在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，全（十七）氟癸基三甲氧基硅烷1Kg，乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷1Kg，三甲基锡丁基二甲基硅烷1Kg，(3-丙烯酰氧丙基)甲基二(三甲基硅氧基)硅烷0.1 Kg，复合催化剂1Kg，在50℃条件下反应12h，蒸馏，得到环保复合阻燃材料。产品编号M-2。
实施例3：
（1）复合催化剂的制备：
在2000L反应釜中加入质量百分比浓度为50%的NaOH水溶液100Kg，有机硅乙二醇共聚体蜡0.1Kg， 1 Kg的氯化钆，搅拌均匀，即制得复合催化剂。
（2）合成反应：在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，全（十七）氟癸基三甲氧基硅烷(5Kg，乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷5Kg，三甲基锡丁基二甲基硅烷5Kg，(3-丙烯酰氧丙基)甲基二(三甲基硅氧基)硅烷1 Kg，复合催化剂10Kg，在100℃条件下反应3h，蒸馏，得到环保复合阻燃材料。产品编号M-3。
比较例1：全（十七）氟癸基三甲氧基硅烷、三甲基锡丁基二甲基硅烷不加入，其它同实施例1。所得产品编号为M-4。
比较例2：(3-丙烯酰氧丙基)甲基二(三甲基硅氧基)硅烷不加入，其它同实施例1。所得产品编号为M-5。
比较例3：复合催化剂不加入，其它同实施例1。所得产品编号为M-6。
实施例4：
将加入实施例1-3以及对比例1-3的环保复合阻燃材料加量7wt%,应用于制板材的ABS树脂组合物中，按GB/T2406-1993检测极限氧指数。
表1不同工艺做出的试验样品阻燃性能的比较。

Claims (4)

1.一种环保复合阻燃材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：在反应釜中加入二甲基硅氧烷，全（十七）氟癸基三甲氧基硅烷，乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，三甲基锡丁基二甲基硅烷，(3-丙烯酰氧丙基)甲基二(三甲基硅氧基)硅烷，复合催化剂，加入重量比=100:1-5：1-5：1-5： 0.01-0.1：1-10进行合成反应，产物再经蒸馏，得到产品。
2.权利要求1所述一种环保复合阻燃材料的制备方法，其特征在于所述复合催化剂的制备包括以下步骤：
按重量份，将100份碱性催化剂， 0.01-0.1份的有机硅乙二醇共聚体蜡， 0.1-1份的氯化钆，搅拌均匀、即制得复合催化剂。
3.权利要求1的一种环保复合阻燃材料的制备方法，其特征在于合成反应反应温度为50～100℃。
4.权利要求1的一种环保复合阻燃材料的制备方法，其特征在于合成反应反应时间3-12小时。
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易岚等: "含硅阻燃剂的研究进展", 《化工新型材料》 *

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