CN110791057A - 一种耐高温阻燃环保型材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐高温阻燃环保型材料，包括以下步骤：热塑性树脂，阻燃剂，填料，固化剂和增容剂组成，所述阻燃剂为无机阻燃剂与偶联剂的混合物或有机阻燃剂或以上两者的混合物，所述填料为表面改性的含硅矿物。本发明的耐高温阻燃环保型材料首先通过进行表面改性，增加阻燃剂以及填料在基材中的相容性，也可以将多种填料和阻燃剂进行复合，复合的填料和阻燃剂的作用效果都高于单一成分的耐高温和阻燃效果；钛酸酯和硅烷偶联剂对填料的改性具有协同作用的效果，比单一成分改性更彻底，更有效提高了其耐高温效果。

Description

一种耐高温阻燃环保型材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高性能塑料制品领域，具体涉及一种耐高温阻燃环保型材料及其制备方法。
背景技术
塑料作为合成的高分子材料，由于它具有良好的成型性、成膜性、绝缘性和耐酸碱性及低透气、透水性以及易着色、外观鲜艳等特点，广泛用于人们生活各个方面。塑料与大多数高分子材料一样都有一个致命的缺点，在高温下易分解、燃烧，同时在燃烧过程中还生成大量的浓烟和有毒有害的气体，对生态环境及人们的身体健康造成巨大的危害。因此从60年代后期，人们就开始注意并强调天然及合成材料的难燃性，阻燃剂开始作为一类重要助剂首先在化纤、塑料工业中崛起。一些塑料制品由于长时间处于较高的温度的环境中，因而受到热氧老化的作用更加明显，这就要求材料一方面在较短的时间内能够承受较高的温度，表现为较高的热变形和软化温度，另一方面则要求材料具有长期的耐热性，因此就需要一些材料同时具备耐高温和阻燃的作用。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供耐高温阻燃环保型材料，通过不同的功能性成分的添加，来达到较高的经济价值、良好的应用前景及较大的市场需求。
技术方案：一种耐高温阻燃环保型材料，包括以下步骤：热塑性树脂，阻燃剂，填料，固化剂和增容剂组成，所述阻燃剂为无机阻燃剂与偶联剂的混合物或有机阻燃剂或以上两者的混合物，所述填料为表面改性的含硅矿物。
优选的，所述热塑性树脂为饱和聚酯树脂，聚丙烯树脂或聚苯乙烯树脂中的至少一种。
优选的，所述含硅矿物为玻璃微珠，云母，高岭土或滑石中的至少一种。
优选的，所述含硅矿物的表面改性方法为将含硅矿物加入至含异丙基酞酸酯偶联剂为0.1-2%的无水乙醇中，充分搅拌使得含硅矿物充分活化，然后过滤，自然晾干至乙醇完全挥发。
优选的，所述固化剂为六次甲基四胺。
优选的，所述增容剂为聚乙烯蜡。
优选的，所述阻燃剂包括油酸钠改性蒙脱石，密胺树脂包覆水滑石，或聚磷酸铵。
上述的一种耐高温阻燃环保型材料的制备方法，包括以下步骤：将填料和阻燃剂混合，加入增容剂，进行高速搅拌，然后加入烘干后的热塑性树脂，混合均匀加入固化剂后出料。
有益效果：本发明的耐高温阻燃环保型材料首先通过进行表面改性，增加阻燃剂以及填料在基材中的相容性，也可以将多种填料和阻燃剂进行复合，复合的填料和阻燃剂的作用效果都高于单一成分的耐高温和阻燃效果；钛酸酯和硅烷偶联剂对填料的改性具有协同作用的效果，比单一成分改性更彻底，更有效提高了其耐高温效果。
具体实施方式
实施例1
含硅矿物的表面改性：将玻璃微珠加入至含异丙基酞酸酯偶联剂为0.1%的无水乙醇中，搅拌90min使得含硅矿物充分活化，然后过滤，自然晾干至乙醇完全挥发，得到表面改性的玻璃微珠；
将云母加入至含硅烷偶联剂偶联剂为0.5%的无水乙醇中，搅拌60min使得含硅矿物充分活化，然后过滤，自然晾干至乙醇完全挥发，得到表面改性的云母；
将高岭土加入至含异丙基酞酸酯偶联剂为1%的无水乙醇中，搅拌50min使得含硅矿物充分活化，然后过滤，自然晾干至乙醇完全挥发，得到表面改性的高岭土；
将滑石加入至含异丙基酞酸酯偶联剂为2%的无水乙醇中，搅拌40min使得含硅矿物充分活化，然后过滤，自然晾干至乙醇完全挥发，得到表面改性的滑石。
实施例2
密胺树脂包覆水滑石制备：
将摩尔比为1：3的三聚氰胺和甲醛，升温至70℃，用碱液调节混合溶液的pH值至8，搅拌反应40min，得到无色透明密胺树脂预聚体溶液；
配置10%的水滑石的浆料，将浆料加入预聚体溶液中，用酸调节pH至4.5，然后在70℃的水浴中反应4h，最后洗涤过滤干燥，得到密胺树脂包覆的水滑石；
耐高温阻燃环保型材料的制备：
将表面改性的玻璃微珠和密胺树脂包覆的水滑石混合，加入聚乙烯蜡，在转速为300r/min进行搅拌，然后加入烘干后的饱和聚酯树脂，混合均匀加入固化剂后出料。
实施例3
密胺树脂包覆水滑石制备：
将摩尔比为1：3的三聚氰胺和甲醛，升温至70℃，用碱液调节混合溶液的pH值至8，搅拌反应40min，得到无色透明密胺树脂预聚体溶液；
配置5%的水滑石的浆料，将浆料加入预聚体溶液中，用酸调节pH至4.5，然后在80℃的水浴中反应2h，最后洗涤过滤干燥，得到密胺树脂包覆的水滑石；
耐高温阻燃环保型材料的制备：
将表面改性的高岭土和密胺树脂包覆的水滑石混合，加入聚乙烯蜡，在转速为500r/min进行搅拌，然后加入烘干后的饱和聚酯树脂，混合均匀加入固化剂后出料。
实施例4
油酸钠改性蒙脱石的制备：
在蒙脱石在250℃下进行热处理，然后加入乙二醇蒸汽中，置于烘箱中保温，得到乙二醇饱和的蒙脱石，然后将油酸钠和蒙脱石按质量比1:8混合后进行球磨，球磨时间为8h，得到油酸钠改性的蒙脱石；
耐高温阻燃环保型材料的制备：
将油酸钠改性蒙脱石和密胺树脂包覆的水滑石混合，加入聚乙烯蜡，在转速为1000r/min进行搅拌，然后加入烘干后的聚丙烯树脂，混合均匀加入固化剂后出料。
实施例5
油酸钠改性蒙脱石的制备：
在蒙脱石在200℃下进行热处理，然后加入乙二醇蒸汽中，置于烘箱中保温，得到乙二醇饱和的蒙脱石，然后将油酸钠和蒙脱石按质量比1:10混合后进行球磨，球磨时间为6h，得到油酸钠改性的蒙脱石；
耐高温阻燃环保型材料的制备：
将油酸钠改性蒙脱石和密胺树脂包覆的水滑石混合，加入聚乙烯蜡，在转速为500r/min进行搅拌，然后加入烘干后的聚丙烯树脂，混合均匀加入固化剂后出料。
按照以下性能指标对环保材料的阻燃效果进行性能测试：
按照GB/ T 2406—1980 测定样品的氧指数，样条尺寸为125 .0 mm×10 .0 mm×4 .0mm；
按照GB/ T 2408—1996 测定样品的水平燃烧速度, 样品尺寸为125 .0mm×13 .0mm×3 .0mm ;
氧指数 水平燃烧速度
实施例2 25.5 膨胀，有白烟和有滴落
实施例3 26.5 膨胀，少量白烟和有滴落
实施例4 26.5 膨胀，少量白烟和有滴落
实施例5 26.0 膨胀，有白烟和少量滴落

Claims (8)

1.一种耐高温阻燃环保型材料，其特征在于，包括以下步骤：热塑性树脂，阻燃剂，填料，固化剂和增容剂组成，所述阻燃剂为无机阻燃剂与偶联剂的混合物或有机阻燃剂或以上两者的混合物，所述填料为表面改性的含硅矿物。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃环保型材料，其特征在于：所述热塑性树脂为饱和聚酯树脂，聚丙烯树脂或聚苯乙烯树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃环保型材料，其特征在于：所述含硅矿物为玻璃微珠，云母，高岭土或滑石中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃环保型材料，其特征在于：所述含硅矿物的表面改性方法为将含硅矿物加入至含硅烷偶联剂和异丙基酞酸酯偶联剂的无水乙醇中，充分搅拌使得含硅矿物充分活化，然后过滤，自然晾干至乙醇完全挥发。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃环保型材料，其特征在于：所述固化剂为六次甲基四胺。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃环保型材料，其特征在于：所述增容剂为聚乙烯蜡。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃环保型材料，其特征在于：所述阻燃剂包括油酸钠改性蒙脱石，密胺树脂包覆水滑石，或聚磷酸铵。
8.如权利要求1-7所述的一种耐高温阻燃环保型材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将填料和阻燃剂混合，加入增容剂，进行高速搅拌，然后加入烘干后的热塑性树脂，混合均匀加入固化剂后出料。
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