CN108440752A - 一种共轭阻燃尼龙材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种共轭阻燃尼龙材料，它是由下述重量份的原料组成的：六甲基环三硅氧烷10‑13、油酸7‑9、催化剂0.08‑0.1、引发剂3‑4、碳纳米管10‑14、脂肪酸二乙醇酰胺1‑2、硬脂酸铝3‑4、单体溶胶110‑120、硼酸锌3‑4。本发明的材料加入的碳纳米管、硼酸锌、羟基锡酸锌等都可以有效的提高成品材料的防火阻燃性能，提高材料的使用安全性。

Description

一种共轭阻燃尼龙材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种共轭阻燃尼龙材料及其制备方法。
背景技术
普通纯尼龙属于可燃材料，在燃烧时会在短时间内迅速释放大量热，燃烧伴随着浓烟，并释放CO，CO2，HCN，NH3，CH4，C2H6等有毒或易燃气体；且由于尼龙熔体强度较低，因而在燃烧过程中极易产生大量有焰溶滴致使火势迅速蔓延；同时，材料点燃后会在短时间内释放大量热，易引起二次燃烧。从微观结构来看，其燃烧过程解释为：首先尼龙在火焰作用下受热，当温度达到220℃左右尼龙晶格被彻底破坏，材料逐渐软化熔融，随着温度的进一步升高，材料开始热氧化分解，高分子链的弱键处最先断裂，其分子链上与氮原子上α位相连的亚甲基上的氢首先被自由基攻击氧化，产生氢过氧化物，随之使尼龙主链断裂，分子量降低，热稳定性下降。并且主链断裂后形成的低分子量的链段上的亚甲基也会被游离的自由基攻击，使其彻底分解。由此，可以看出，尼龙材料的耐火性差，在应用与各个领域中的使用安全性较低，因此，如何提高尼龙材料的阻燃性能是目前研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种共轭阻燃尼龙材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种共轭阻燃尼龙材料，它是由下述重量份的原料组成的：
六甲基环三硅氧烷10-13、油酸7-9、催化剂0.08-0.1、引发剂3-4、碳纳米管10-14、脂肪酸二乙醇酰胺1-2、硬脂酸铝3-4、单体溶胶110-120、硼酸锌3-4。
所述的催化剂为甲醇锂。
所述的引发剂为过硫酸铵。
所述的单体溶胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)取100-120重量份的己内酰胺、1-2重量份的2,2-二羟甲基丙酸混合，加入到混合料重量10-17倍的去离子水中，超声3-5分钟，得单体分散液；
(2)取35-30重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量20-30倍的去离子水中，加入3-4重量份的羟基锡酸锌、单体分散液，升高温度为60-65℃，保温搅拌1-2小时，降低温度为常温，加入0.7-1重量份的羧甲基纤维素钠，搅拌反应3-4小时，即得所述单体溶胶。
一种共轭阻燃尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取碳纳米管，加入到其重量20-30倍的、96-98％的硝酸溶液中，在30-35℃下搅拌反应4-5小时，过滤，将沉淀水洗，与硬脂酸铝混合，送入到烘箱中，在60-65℃下保温搅拌60-70分钟，冷却至常温，得活化碳纳米管；
(2)取引发剂，加入到其重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀；
(3)取单体溶胶，与油酸混合，加入到混合料重量18-20倍的去离子水中，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℃，加入上述引发剂溶液，保温反应4-5小时，出料，得聚合物溶液；
(4)取上述活化碳纳米管，加入到其重量6-9倍的氯仿中，加入六甲基环三硅氧烷，在35-40℃下保温搅拌1-2小时，蒸馏除去氯仿，得改性碳纳米管；
(5)取上述改性碳纳米管，加入到聚合物溶液中，搅拌均匀，加入脂肪酸二乙醇酰胺，升高温度为65-70℃，加入催化剂，保温搅拌2-3小时，得共轭改性聚合物；
(6)取上述共轭改性聚合物，与硼酸锌混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述共轭阻燃尼龙材料。
本发明的优点：
本发明首先以正硅酸乙酯为前驱体，在水解过程中引入己内酰胺，得到单体溶胶，将该单体溶胶在引发剂作用下聚合，在聚合过程中引入油酸掺杂，然后将碳纳米管活化，采用六甲基环三硅氧烷处理，得烷基化碳纳米管，之后将该油酸掺杂的聚合物与烷基化碳纳米管共混，在催化剂作用下反应，通过油酸中碳碳双键与六甲基环三硅氧烷的碳氧双键形成有效的共轭，实现碳纳米管在尼龙基体间的有效相容性，从而提高成品材料的力学强度，本发明的材料加入的碳纳米管、硼酸锌、羟基锡酸锌等都可以有效的提高成品材料的防火阻燃性能，提高材料的使用安全性。
具体实施方式
实施例1：
一种共轭阻燃尼龙材料，它是由下述重量份的原料组成的：
六甲基环三硅氧烷10、油酸7、催化剂0.08、引发剂3、碳纳米管10、脂肪酸二乙醇酰胺1、硬脂酸铝3、单体溶胶110、硼酸锌3。
所述的催化剂为甲醇锂。
所述的引发剂为过硫酸铵。
所述的单体溶胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)取100重量份的己内酰胺、1重量份的2,2-二羟甲基丙酸混合，加入到混合料重量10倍的去离子水中，超声3分钟，得单体分散液；
(2)取35重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量20倍的去离子水中，加入3重量份的羟基锡酸锌、单体分散液，升高温度为60℃，保温搅拌1小时，降低温度为常温，加入0.7重量份的羧甲基纤维素钠，搅拌反应3小时，即得所述单体溶胶。
一种共轭阻燃尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取碳纳米管，加入到其重量20倍的、96％的硝酸溶液中，在30℃下搅拌反应4小时，过滤，将沉淀水洗，与硬脂酸铝混合，送入到烘箱中，在60℃下保温搅拌60分钟，冷却至常温，得活化碳纳米管；
(2)取引发剂，加入到其重量10倍的去离子水中，搅拌均匀；
(3)取单体溶胶，与油酸混合，加入到混合料重量18倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65℃，加入上述引发剂溶液，保温反应4小时，出料，得聚合物溶液；
(4)取上述活化碳纳米管，加入到其重量6倍的氯仿中，加入六甲基环三硅氧烷，在35℃下保温搅拌1小时，蒸馏除去氯仿，得改性碳纳米管；
(5)取上述改性碳纳米管，加入到聚合物溶液中，搅拌均匀，加入脂肪酸二乙醇酰胺，升高温度为65℃，加入催化剂，保温搅拌2小时，得共轭改性聚合物；
(6)取上述共轭改性聚合物，与硼酸锌混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述共轭阻燃尼龙材料。
实施例2：
一种共轭阻燃尼龙材料，它是由下述重量份的原料组成的：
六甲基环三硅氧烷13、油酸9、催化剂0.1、引发剂4、碳纳米管14、脂肪酸二乙醇酰胺2、硬脂酸铝4、单体溶胶120、硼酸锌4。
所述的催化剂为甲醇锂。
所述的引发剂为过硫酸铵。
所述的单体溶胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)取120重量份的己内酰胺、2重量份的2,2-二羟甲基丙酸混合，加入到混合料重量17倍的去离子水中，超声5分钟，得单体分散液；
(2)取30重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量30倍的去离子水中，加入3-4重量份的羟基锡酸锌、单体分散液，升高温度为65℃，保温搅拌2小时，降低温度为常温，加入1重量份的羧甲基纤维素钠，搅拌反应4小时，即得所述单体溶胶。
一种共轭阻燃尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取碳纳米管，加入到其重量30倍的、98％的硝酸溶液中，在35℃下搅拌反应5小时，过滤，将沉淀水洗，与硬脂酸铝混合，送入到烘箱中，在65℃下保温搅拌70分钟，冷却至常温，得活化碳纳米管；
(2)取引发剂，加入到其重量14倍的去离子水中，搅拌均匀；
(3)取单体溶胶，与油酸混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述引发剂溶液，保温反应5小时，出料，得聚合物溶液；
(4)取上述活化碳纳米管，加入到其重量9倍的氯仿中，加入六甲基环三硅氧烷，在40℃下保温搅拌2小时，蒸馏除去氯仿，得改性碳纳米管；
(5)取上述改性碳纳米管，加入到聚合物溶液中，搅拌均匀，加入脂肪酸二乙醇酰胺，升高温度为70℃，加入催化剂，保温搅拌3小时，得共轭改性聚合物；
(6)取上述共轭改性聚合物，与硼酸锌混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述共轭阻燃尼龙材料。
性能测试：
取相同重量的纯尼龙6粒子、本发明的共轭阻燃尼龙材料粒子进行检测：
测得纯尼龙6粒子的UL-94为V-2级别，极限氧指数值为22-25、最大热释放速率为580-600KW/m2；
测得发明的共轭阻燃尼龙材料粒子的UL-94为V-1级别，极限氧指数值为32-33、最大热释放速率为310-380KW/m2；
可以看出，本发明的共轭阻燃尼龙材料具有更好的阻燃性能。

Claims (5)

1.一种共轭阻燃尼龙材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
六甲基环三硅氧烷10-13、油酸7-9、催化剂0.08-0.1、引发剂3-4、碳纳米管10-14、脂肪酸二乙醇酰胺1-2、硬脂酸铝3-4、单体溶胶110-120、硼酸锌3-4。
2.根据权利要求1所述的一种共轭阻燃尼龙材料，其特征在于，所述的催化剂为甲醇锂。
3.根据权利要求1所述的一种共轭阻燃尼龙材料，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的一种共轭阻燃尼龙材料，其特征在于，所述的单体溶胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)取100-120重量份的己内酰胺、1-2重量份的2,2-二羟甲基丙酸混合，加入到混合料重量10-17倍的去离子水中，超声3-5分钟，得单体分散液；
(2)取35-30重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量20-30倍的去离子水中，加入3-4重量份的羟基锡酸锌、单体分散液，升高温度为60-65℃，保温搅拌1-2小时，降低温度为常温，加入0.7-1重量份的羧甲基纤维素钠，搅拌反应3-4小时，即得所述单体溶胶。
5.一种如权利要求1-4中任一所述的共轭阻燃尼龙材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取碳纳米管，加入到其重量20-30倍的、96-98％的硝酸溶液中，在30-35℃下搅拌反应4-5小时，过滤，将沉淀水洗，与硬脂酸铝混合，送入到烘箱中，在60-65℃下保温搅拌60-70分钟，冷却至常温，得活化碳纳米管；
(2)取引发剂，加入到其重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀；
(3)取单体溶胶，与油酸混合，加入到混合料重量18-20倍的去离子水中，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℃，加入上述引发剂溶液，保温反应4-5小时，出料，得聚合物溶液；
(4)取上述活化碳纳米管，加入到其重量6-9倍的氯仿中，加入六甲基环三硅氧烷，在35-40℃下保温搅拌1-2小时，蒸馏除去氯仿，得改性碳纳米管；
(5)取上述改性碳纳米管，加入到聚合物溶液中，搅拌均匀，加入脂肪酸二乙醇酰胺，升高温度为65-70℃，加入催化剂，保温搅拌2-3小时，得共轭改性聚合物；
(6)取上述共轭改性聚合物，与硼酸锌混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述共轭阻燃尼龙材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109280375A (zh) * 2018-09-25 2019-01-29 赵守彬 一种负载插层防火材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103073715A (zh) * 2013-01-17 2013-05-01 湖南工业大学 一种无机改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃尼龙6复合材料的制备方法
CN104387671A (zh) * 2014-12-10 2015-03-04 湖南科技大学 一种pa6/pp/碳纳米管高性能纳米复合材料的制备方法
CN106750271A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 广东聚航新材料研究院有限公司 纳米二氧化硅增强尼龙6复合材料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103073715A (zh) * 2013-01-17 2013-05-01 湖南工业大学 一种无机改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃尼龙6复合材料的制备方法
CN104387671A (zh) * 2014-12-10 2015-03-04 湖南科技大学 一种pa6/pp/碳纳米管高性能纳米复合材料的制备方法
CN106750271A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 广东聚航新材料研究院有限公司 纳米二氧化硅增强尼龙6复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
欧育湘等: "《阻燃塑料手册》", 31 January 2008, 国防工业出版社 *
王煦漫等: "《高分子纳米复合材料》", 31 August 2017, 西北工业大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109280375A (zh) * 2018-09-25 2019-01-29 赵守彬 一种负载插层防火材料及其制备方法

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