CN111961244A - 一种高隔热的阻燃改性塑料及其生产工艺 - Google Patents

一种高隔热的阻燃改性塑料及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高隔热的阻燃改性塑料，包括高阻燃聚乙烯复合塑料和涂覆在其表面的高隔热涂料；本发明还公开了一种高隔热的阻燃改性塑料的生产工艺；将(3‑巯丙基)三甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，滴入质量分数10％的稀盐酸溶液，控制滴加时间为10min，滴加结束后匀速搅拌30min，之后加入二甲基二乙氧基硅烷，反应30min，调节pH，直至pH＝11‑12，匀速搅拌并反应3h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得第一中间体；化合物A和第二中间体搭配形成一层能够阻隔热量和可燃气体的致密的碳层，之后化合物A分解并与形成水蒸气，进一步增强其阻燃性能。

Description

一种高隔热的阻燃改性塑料及其生产工艺
技术领域
本发明属于塑料生产技术领域，具体为一种高隔热的阻燃改性塑料及其生产工艺。
背景技术
聚乙烯简称PE，聚乙烯是五大合成树脂之一，聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大类。聚乙烯具有抗腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性,可用玻璃纤维增强；低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件。
中国发明专利CN102807699A公开了一种阻燃聚乙烯塑料的配方，包括聚乙烯塑料以及添加剂，所述的添加剂包括阻燃剂、抗氧化剂、光稳定剂、抗静电剂、抗冲击改性剂以及交联剂，所述的阻燃剂为氧化锑，抗氧化剂为硫代二丙酸二月硅脂，光稳定剂为二苯甲酮，抗静电剂为聚氧乙烯硬质酸酯，抗冲击改性剂为丙烯酸酯共聚物，交联剂为二甲氨基丙胺。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种高隔热的阻燃改性塑料及其生产工艺。
本发明通过在不同温度下进行水热反应，制得填充料，该填充料为一种氟元素和锰元素共同掺杂的氧化锡粉体，由于制备出的填充料易团聚，不易分散在有机溶剂中，所以步骤S2中通过KH560对制得的填充料进行初步处理，使其能够在有机溶剂中进行分散。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高隔热的阻燃改性塑料，包括高阻燃聚乙烯复合塑料和涂覆在其表面的高隔热涂料；
所述高阻燃聚乙烯复合塑料由如下方法制成：
第一步、将(3-巯丙基)三甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以180r/min的转速磁力搅拌15min，滴入质量分数10％的稀盐酸溶液，控制滴加时间为10min，滴加结束后匀速搅拌30min，之后加入二甲基二乙氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11-12，匀速搅拌并反应3h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得第一中间体；
第二步、将制得的第一中间体加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散10min，之后在50-55℃下反应4h，制得氧化后的第一中间体，离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12-13，升温至60℃，再次调节pH，直至体系为中性，离心并用甲醇洗涤三次，烘干，制得第二中间体；
第三步、将三氯氧磷和乙腈依次加入四口烧瓶中，45-50℃水浴加热并磁力搅拌10min，加入PEPA，继续搅拌直至溶液澄清，之后升温至75-80℃，回流10-12h后停止反应，趁热过滤，制得化合物A；
第四步、将高密度聚乙烯加入混炼器中，加热直至高密度聚乙烯熔融，加入制得的化合物A和第二中间体，混合均匀后加入硫化机中压制，制得高阻燃聚乙烯复合塑料，控制高密度聚乙烯、化合物A和第二中间体的重量比为10∶1∶2。
第一步中将(3-巯丙基)三甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷在酸性溶液中混合，以后通过调节体系的酸碱性，使得两者发生反应(3-巯丙基)三甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷发生水解缩聚反应，生成第一中间体，该第一中间体上具有巯基，之后将第一中间体加入过氧化氢水溶液中，加入氢氧化钾调节体系为碱性，过氧化氢水自身具有强氧化性，将第一中间体上的巯基氧化之后在体系的中和下形成磺酸基，所以制得的第二中间体上形成了磺酸基；第三步中三氯氧磷和PEPA在乙腈中发生反应，三氯氧磷和PEPA中发生反应，PEPA上的羟基被三氯氧磷上的氯取代，发生取代反应，生成化合物A，第四步中将化合物A和第二中间体加入高密度聚乙烯中，化合物A和第二中间体能够赋予高密度聚乙烯优异的阻燃性能，高密度聚乙烯燃烧时，化合物A和第二中间体搭配形成一层能够阻隔热量和可燃气体的致密的碳层，之后化合物A分解并与形成水蒸气，进一步增强其阻燃性能，而且该化合物A中不含羟基，使得其极性降低，并且具有较大的分子量，所以能够与高密度聚乙烯较好的相容。
进一步地，第一步中(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量和的10-12倍。
进一步地，第三步中控制三氯氧磷、乙腈和PEPA的重量比为1∶5-8∶2。
进一步地，所述高隔热涂料由如下方法制成：
步骤S1、将去离子水加入三口烧瓶中，加入质量分数30％的稀盐酸调节pH，直至体系的pH＝3-4，45-50℃水浴加热并磁力搅拌30min，制得溶液B，向溶液B中加入无水氯化锡，磁力搅拌直至混合均匀，之后依次加入硫酸锰和氟化铵，以120r/min的转速搅拌15min，制得溶液C，将氢氧化钠、氢氧化钾和氨水按照1∶1∶0.5-0.8的重量比混合均匀，制得混合物D，将混合物D加入溶液C中匀速搅拌10min，加入分散剂，混合均匀后转移至水热釜中分别在60℃、80℃和100℃下反应2h，制得填充料，过滤，将填充料分别在去离子水和无水乙醇中洗涤至无氯离子，之后转移至100-110℃干燥箱中烘干；
步骤S2、将步骤S1中干燥后的填充料加入体积分数80％的乙醇水溶液中，超声分散15min，加入KH560，匀速搅拌10min后在75℃水浴下回流4h，过滤，80℃下干燥12h，制得处理后的填充料，控制填充料和KH560的重量比为10∶1；
步骤S3、将步骤S2中处理后的填充料加入装有丙酮的三口烧瓶中，超声分散10min后加入聚丙二醇，通入氮气，匀速搅拌10min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，65-75℃水浴加热反应2h，反应结束后降温至55-60℃，加入二羟甲基丙酸和二丁基锡，匀速搅拌并反应2h，反应结束后降温至40-45℃，加入三乙胺和去离子水，在450-480r/min的转速下搅拌30min，除去丙酮，制得所述高隔热涂料，控制填充料、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、二丁基锡、三乙胺和去离子水的重量比为10∶2∶0.8-1∶0.1∶0.02-0.03∶0.1∶10。
本发明步骤S1中制备出一种填充料，制备过程中将无水氯化锡、硫酸锰和氟化铵在酸性体系中混合，之后加入碱源作为沉淀剂，之后分别在不同温度下进行水热反应，制得填充料，该填充料为一种氟元素和锰元素共同掺杂的氧化锡粉体，由于制备出的填充料易团聚，不易分散在有机溶剂中所以步骤S2中通过KH560对制得的填充料进行初步处理，使其能够在有机溶剂中进行分散，之后步骤S3通过异佛尔酮二异氰酸酯和处理后的填充料等原料制备出填充料改性的聚氨酯涂料，填充料自身对太阳光谱具有选择性，可以将太阳光中很大一部分能量进行阻隔，所以能够赋予制备出的涂料优异的隔热性能。
进一步地，步骤S1中控制无水氯化锡、硫酸锰和氟化铵的物质的量之比为2∶1∶1，分散剂的用量为无水氯化锡质量的5％，混合物D的用量为无水氯化锡质量的1.5-1.8倍。
进一步地，步骤S1中分散剂为十二烷基苯磺酸钠和四丙基溴化铵中的一种或两种按任意比例混合。
一种高隔热的阻燃改性塑料的生产工艺，包括如下步骤：
S11、制备高阻燃聚乙烯复合塑料；
S12、制备高隔热涂料；
S13、将高隔热涂料涂覆在高阻燃聚乙烯复合塑料表面，控制涂覆厚度为130-150μm。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种高隔热的阻燃改性塑料，包括高阻燃聚乙烯复合塑料和涂覆在其表面的高隔热涂料，高阻燃聚乙烯复合塑料在制备过程中第一步中将(3-巯丙基)三甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷在酸性溶液中混合，以后通过调节体系的酸碱性，使得两者发生反应(3-巯丙基)三甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷发生水解缩聚反应，生成第一中间体，该第一中间体上具有巯基，之后将第一中间体加入过氧化氢水溶液中，加入氢氧化钾调节体系为碱性，过氧化氢水自身具有强氧化性，将第一中间体上的巯基氧化之后在体系的中和下形成磺酸基，所以制得的第二中间体上形成了磺酸基；第三步中三氯氧磷和PEPA在乙腈中发生反应，三氯氧磷和PEPA中发生反应，PEPA上的羟基被三氯氧磷上的氯取代，发生取代反应，生成化合物A，第四步中将化合物A和第二中间体加入高密度聚乙烯中，化合物A和第二中间体能够赋予高密度聚乙烯优异的阻燃性能，高密度聚乙烯燃烧时，化合物A和第二中间体搭配形成一层能够阻隔热量和可燃气体的致密的碳层，之后化合物A分解并与形成水蒸气，进一步增强其阻燃性能，而且该化合物A中不含羟基，使得其极性降低，并且具有较大的分子量，所以能够与高密度聚乙烯较好的相容；
(2)本发明还制备出一种高隔热涂料，制备过程中步骤S1中制备出一种填充料，制备过程中将无水氯化锡、硫酸锰和氟化铵在酸性体系中混合，之后加入碱源作为沉淀剂，之后分别在不同温度下进行水热反应，制得填充料，该填充料为一种氟元素和锰元素共同掺杂的氧化锡粉体，由于制备出的填充料易团聚，不易分散在有机溶剂中所以步骤S2中通过KH560对制得的填充料进行初步处理，使其能够在有机溶剂中进行分散，之后步骤S3通过异佛尔酮二异氰酸酯和处理后的填充料等原料制备出填充料改性的聚氨酯涂料，填充料自身对太阳光谱具有选择性，可以将太阳光中很大一部分能量进行阻隔，所以能够赋予制备出的涂料优异的隔热性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高隔热的阻燃改性塑料，包括高阻燃聚乙烯复合塑料和涂覆在其表面的高隔热涂料；
高阻燃聚乙烯复合塑料由如下方法制成：
第一步、将(3-巯丙基)三甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以180r/min的转速磁力搅拌15min，滴入质量分数10％的稀盐酸溶液，控制滴加时间为10min，滴加结束后匀速搅拌30min，之后加入二甲基二乙氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11，匀速搅拌并反应3h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得第一中间体，(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量和的10倍；
第二步、将制得的第一中间体加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散10min，之后在50℃下反应4h，制得氧化后的第一中间体，离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12，升温至60℃，再次调节pH，直至体系为中性，离心并用甲醇洗涤三次，烘干，制得第二中间体；
第三步、将三氯氧磷和乙腈依次加入四口烧瓶中，45℃水浴加热并磁力搅拌10min，加入PEPA，继续搅拌直至溶液澄清，之后升温至75℃，回流10h后停止反应，趁热过滤，制得化合物A，控制三氯氧磷、乙腈和PEPA的重量比为1∶5∶2；
第四步、将高密度聚乙烯加入混炼器中，加热直至高密度聚乙烯熔融，加入制得的化合物A和第二中间体，混合均匀后加入硫化机中压制，制得高阻燃聚乙烯复合塑料，控制高密度聚乙烯、化合物A和第二中间体的重量比为10∶1∶2。
高隔热涂料由如下方法制成：
步骤S1、将去离子水加入三口烧瓶中，加入质量分数30％的稀盐酸调节pH，直至体系的pH＝3，45℃水浴加热并磁力搅拌30min，制得溶液B，向溶液B中加入无水氯化锡，磁力搅拌直至混合均匀，之后依次加入硫酸锰和氟化铵，以120r/min的转速搅拌15min，制得溶液C，将氢氧化钠、氢氧化钾和氨水按照1∶1∶0.5的重量比混合均匀，制得混合物D，将混合物D加入溶液C中匀速搅拌10min，加入十二烷基苯磺酸钠，混合均匀后转移至水热釜中分别在60℃、80℃和100℃下反应2h，制得填充料，过滤，将填充料分别在去离子水和无水乙醇中洗涤至无氯离子，之后转移至100℃干燥箱中烘干，无水氯化锡、硫酸锰和氟化铵的物质的量之比为2∶1∶1，十二烷基苯磺酸钠的用量为无水氯化锡质量的5％，混合物D的用量为无水氯化锡质量的1.5倍；
步骤S2、将步骤S1中干燥后的填充料加入体积分数80％的乙醇水溶液中，超声分散15min，加入KH560，匀速搅拌10min后在75℃水浴下回流4h，过滤，80℃下干燥12h，制得处理后的填充料，控制填充料和KH560的重量比为10∶1；
步骤S3、将步骤S2中处理后的填充料加入装有丙酮的三口烧瓶中，超声分散10min后加入聚丙二醇，通入氮气，匀速搅拌10min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，65℃水浴加热反应2h，反应结束后降温至55℃，加入二羟甲基丙酸和二丁基锡，匀速搅拌并反应2h，反应结束后降温至40℃，加入三乙胺和去离子水，在450r/min的转速下搅拌30min，除去丙酮，制得所述高隔热涂料，控制填充料、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、二丁基锡、三乙胺和去离子水的重量比为10∶2∶0.8∶0.1∶0.02∶0.1∶10。
实施例2
一种高隔热的阻燃改性塑料，包括高阻燃聚乙烯复合塑料和涂覆在其表面的高隔热涂料；
高阻燃聚乙烯复合塑料由如下方法制成：
第一步、将(3-巯丙基)三甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以180r/min的转速磁力搅拌15min，滴入质量分数10％的稀盐酸溶液，控制滴加时间为10min，滴加结束后匀速搅拌30min，之后加入二甲基二乙氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11，匀速搅拌并反应3h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得第一中间体，(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量和的10倍；
第二步、将制得的第一中间体加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散10min，之后在50℃下反应4h，制得氧化后的第一中间体，离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12，升温至60℃，再次调节pH，直至体系为中性，离心并用甲醇洗涤三次，烘干，制得第二中间体；
第三步、将三氯氧磷和乙腈依次加入四口烧瓶中，45℃水浴加热并磁力搅拌10min，加入PEPA，继续搅拌直至溶液澄清，之后升温至75℃，回流10h后停止反应，趁热过滤，制得化合物A，控制三氯氧磷、乙腈和PEPA的重量比为1∶6∶2；
第四步、将高密度聚乙烯加入混炼器中，加热直至高密度聚乙烯熔融，加入制得的化合物A和第二中间体，混合均匀后加入硫化机中压制，制得高阻燃聚乙烯复合塑料，控制高密度聚乙烯、化合物A和第二中间体的重量比为10∶1∶2。
高隔热涂料由如下方法制成：
步骤S1、将去离子水加入三口烧瓶中，加入质量分数30％的稀盐酸调节pH，直至体系的pH＝3，45℃水浴加热并磁力搅拌30min，制得溶液B，向溶液B中加入无水氯化锡，磁力搅拌直至混合均匀，之后依次加入硫酸锰和氟化铵，以120r/min的转速搅拌15min，制得溶液C，将氢氧化钠、氢氧化钾和氨水按照1∶1∶0.6的重量比混合均匀，制得混合物D，将混合物D加入溶液C中匀速搅拌10min，加入十二烷基苯磺酸钠，混合均匀后转移至水热釜中分别在60℃、80℃和100℃下反应2h，制得填充料，过滤，将填充料分别在去离子水和无水乙醇中洗涤至无氯离子，之后转移至100℃干燥箱中烘干，无水氯化锡、硫酸锰和氟化铵的物质的量之比为2∶1∶1，十二烷基苯磺酸钠的用量为无水氯化锡质量的5％，混合物D的用量为无水氯化锡质量的1.6倍；
步骤S2、将步骤S1中干燥后的填充料加入体积分数80％的乙醇水溶液中，超声分散15min，加入KH560，匀速搅拌10min后在75℃水浴下回流4h，过滤，80℃下干燥12h，制得处理后的填充料，控制填充料和KH560的重量比为10∶1；
步骤S3、将步骤S2中处理后的填充料加入装有丙酮的三口烧瓶中，超声分散10min后加入聚丙二醇，通入氮气，匀速搅拌10min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，65℃水浴加热反应2h，反应结束后降温至55℃，加入二羟甲基丙酸和二丁基锡，匀速搅拌并反应2h，反应结束后降温至40℃，加入三乙胺和去离子水，在450r/min的转速下搅拌30min，除去丙酮，制得所述高隔热涂料，控制填充料、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、二丁基锡、三乙胺和去离子水的重量比为10∶2∶0.8∶0.1∶0.03∶0.1∶10。
实施例3
一种高隔热的阻燃改性塑料，包括高阻燃聚乙烯复合塑料和涂覆在其表面的高隔热涂料；
高阻燃聚乙烯复合塑料由如下方法制成：
第一步、将(3-巯丙基)三甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以180r/min的转速磁力搅拌15min，滴入质量分数10％的稀盐酸溶液，控制滴加时间为10min，滴加结束后匀速搅拌30min，之后加入二甲基二乙氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11，匀速搅拌并反应3h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得第一中间体，(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量和的11倍；
第二步、将制得的第一中间体加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散10min，之后在50℃下反应4h，制得氧化后的第一中间体，离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12，升温至60℃，再次调节pH，直至体系为中性，离心并用甲醇洗涤三次，烘干，制得第二中间体；
第三步、将三氯氧磷和乙腈依次加入四口烧瓶中，45℃水浴加热并磁力搅拌10min，加入PEPA，继续搅拌直至溶液澄清，之后升温至75℃，回流10h后停止反应，趁热过滤，制得化合物A，控制三氯氧磷、乙腈和PEPA的重量比为1∶7∶2；
第四步、将高密度聚乙烯加入混炼器中，加热直至高密度聚乙烯熔融，加入制得的化合物A和第二中间体，混合均匀后加入硫化机中压制，制得高阻燃聚乙烯复合塑料，控制高密度聚乙烯、化合物A和第二中间体的重量比为10∶1∶2。
高隔热涂料由如下方法制成：
步骤S1、将去离子水加入三口烧瓶中，加入质量分数30％的稀盐酸调节pH，直至体系的pH＝3，45℃水浴加热并磁力搅拌30min，制得溶液B，向溶液B中加入无水氯化锡，磁力搅拌直至混合均匀，之后依次加入硫酸锰和氟化铵，以120r/min的转速搅拌15min，制得溶液C，将氢氧化钠、氢氧化钾和氨水按照1∶1∶0.7的重量比混合均匀，制得混合物D，将混合物D加入溶液C中匀速搅拌10min，加入十二烷基苯磺酸钠，混合均匀后转移至水热釜中分别在60℃、80℃和100℃下反应2h，制得填充料，过滤，将填充料分别在去离子水和无水乙醇中洗涤至无氯离子，之后转移至100℃干燥箱中烘干，无水氯化锡、硫酸锰和氟化铵的物质的量之比为2∶1∶1，十二烷基苯磺酸钠的用量为无水氯化锡质量的5％，混合物D的用量为无水氯化锡质量的1.7倍；
步骤S2、将步骤S1中干燥后的填充料加入体积分数80％的乙醇水溶液中，超声分散15min，加入KH560，匀速搅拌10min后在75℃水浴下回流4h，过滤，80℃下干燥12h，制得处理后的填充料，控制填充料和KH560的重量比为10∶1；
步骤S3、将步骤S2中处理后的填充料加入装有丙酮的三口烧瓶中，超声分散10min后加入聚丙二醇，通入氮气，匀速搅拌10min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，65℃水浴加热反应2h，反应结束后降温至55℃，加入二羟甲基丙酸和二丁基锡，匀速搅拌并反应2h，反应结束后降温至40℃，加入三乙胺和去离子水，在450r/min的转速下搅拌30min，除去丙酮，制得所述高隔热涂料，控制填充料、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、二丁基锡、三乙胺和去离子水的重量比为10∶2∶1∶0.1∶0.03∶0.1∶10。
实施例4
一种高隔热的阻燃改性塑料，包括高阻燃聚乙烯复合塑料和涂覆在其表面的高隔热涂料；
高阻燃聚乙烯复合塑料由如下方法制成：
第一步、将(3-巯丙基)三甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以180r/min的转速磁力搅拌15min，滴入质量分数10％的稀盐酸溶液，控制滴加时间为10min，滴加结束后匀速搅拌30min，之后加入二甲基二乙氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11，匀速搅拌并反应3h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得第一中间体，(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量和的12倍；
第二步、将制得的第一中间体加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散10min，之后在50℃下反应4h，制得氧化后的第一中间体，离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12，升温至60℃，再次调节pH，直至体系为中性，离心并用甲醇洗涤三次，烘干，制得第二中间体；
第三步、将三氯氧磷和乙腈依次加入四口烧瓶中，45℃水浴加热并磁力搅拌10min，加入PEPA，继续搅拌直至溶液澄清，之后升温至75℃，回流10h后停止反应，趁热过滤，制得化合物A，控制三氯氧磷、乙腈和PEPA的重量比为1∶8∶2；
第四步、将高密度聚乙烯加入混炼器中，加热直至高密度聚乙烯熔融，加入制得的化合物A和第二中间体，混合均匀后加入硫化机中压制，制得高阻燃聚乙烯复合塑料，控制高密度聚乙烯、化合物A和第二中间体的重量比为10∶1∶2。
高隔热涂料由如下方法制成：
步骤S1、将去离子水加入三口烧瓶中，加入质量分数30％的稀盐酸调节pH，直至体系的pH＝3，45℃水浴加热并磁力搅拌30min，制得溶液B，向溶液B中加入无水氯化锡，磁力搅拌直至混合均匀，之后依次加入硫酸锰和氟化铵，以120r/min的转速搅拌15min，制得溶液C，将氢氧化钠、氢氧化钾和氨水按照1∶1∶0.8的重量比混合均匀，制得混合物D，将混合物D加入溶液C中匀速搅拌10min，加入十二烷基苯磺酸钠，混合均匀后转移至水热釜中分别在60℃、80℃和100℃下反应2h，制得填充料，过滤，将填充料分别在去离子水和无水乙醇中洗涤至无氯离子，之后转移至100℃干燥箱中烘干，无水氯化锡、硫酸锰和氟化铵的物质的量之比为2∶1∶1，十二烷基苯磺酸钠的用量为无水氯化锡质量的5％，混合物D的用量为无水氯化锡质量的1.8倍；
步骤S2、将步骤S1中干燥后的填充料加入体积分数80％的乙醇水溶液中，超声分散15min，加入KH560，匀速搅拌10min后在75℃水浴下回流4h，过滤，80℃下干燥12h，制得处理后的填充料，控制填充料和KH560的重量比为10∶1；
步骤S3、将步骤S2中处理后的填充料加入装有丙酮的三口烧瓶中，超声分散10min后加入聚丙二醇，通入氮气，匀速搅拌10min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，65℃水浴加热反应2h，反应结束后降温至55℃，加入二羟甲基丙酸和二丁基锡，匀速搅拌并反应2h，反应结束后降温至40℃，加入三乙胺和去离子水，在450r/min的转速下搅拌30min，除去丙酮，制得所述高隔热涂料，控制填充料、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、二丁基锡、三乙胺和去离子水的重量比为10∶2∶1∶0.1∶0.03∶0.1∶10。
对比例1
本对比例与实施例1相比，用聚乙烯代替高阻燃聚乙烯复合塑料。
对比例2
本对比例与实施例1相比，未涂覆高隔热涂料。
对比例3
本对比例为市场中一种隔热的阻燃塑料。
对实施例1-4和对比例1-3的阻燃性能和拉伸断裂强度进行检测，结果如下表所示；
Figure BDA0002651777810000151
从上表中能够看出实施例1-4的阻燃等级为V0，拉伸断裂强度为22.8-23.1MPa，对比例1-3的阻燃等级为V2-V1，拉伸断裂强度为15.38-22.0MPa；所以化合物A和第二中间体能够赋予高密度聚乙烯优异的阻燃性能，高密度聚乙烯燃烧时，化合物A和第二中间体搭配形成一层能够阻隔热量和可燃气体的致密的碳层，之后化合物A分解并与形成水蒸气，进一步增强其阻燃性能，而且该化合物A中不含羟基，使得其极性降低，并且具有较大的分子量，所以能够与高密度聚乙烯较好的相容。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高隔热的阻燃改性塑料，其特征在于，包括高阻燃聚乙烯复合塑料和涂覆在其表面的高隔热涂料；
所述高阻燃聚乙烯复合塑料由如下方法制成：
第一步、将(3-巯丙基)三甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以180r/min的转速磁力搅拌15min，滴入质量分数10％的稀盐酸溶液，控制滴加时间为10min，滴加结束后匀速搅拌30min，之后加入二甲基二乙氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11-12，匀速搅拌并反应3h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得第一中间体；
第二步、将制得的第一中间体加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散10min，之后在50-55℃下反应4h，制得氧化后的第一中间体，离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12-13，升温至60℃，再次调节pH，直至体系为中性，离心并用甲醇洗涤三次，烘干，制得第二中间体；
第三步、将三氯氧磷和乙腈依次加入四口烧瓶中，45-50℃水浴加热并磁力搅拌10min，加入PEPA，继续搅拌直至溶液澄清，之后升温至75-80℃，回流10-12h后停止反应，趁热过滤，制得化合物A；
第四步、将高密度聚乙烯加入混炼器中，加热直至高密度聚乙烯熔融，加入制得的化合物A和第二中间体，混合均匀后加入硫化机中压制，制得高阻燃聚乙烯复合塑料，控制高密度聚乙烯、化合物A和第二中间体的重量比为10∶1∶2。
2.根据权利要求1所述的一种高隔热的阻燃改性塑料，其特征在于，第一步中(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为(3-巯丙基)三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的重量和的10-12倍。
3.根据权利要求1所述的一种高隔热的阻燃改性塑料，其特征在于，第三步中控制三氯氧磷、乙腈和PEPA的重量比为1∶5-8∶2。
4.根据权利要求1所述的一种高隔热的阻燃改性塑料，其特征在于，所述高隔热涂料由如下方法制成：
步骤S1、将去离子水加入三口烧瓶中，加入质量分数30％的稀盐酸调节pH，直至体系的pH＝3-4，45-50℃水浴加热并磁力搅拌30min，制得溶液B，向溶液B中加入无水氯化锡，磁力搅拌直至混合均匀，之后依次加入硫酸锰和氟化铵，以120r/min的转速搅拌15min，制得溶液C，将氢氧化钠、氢氧化钾和氨水按照1∶1∶0.5-0.8的重量比混合均匀，制得混合物D，将混合物D加入溶液C中匀速搅拌10min，加入分散剂，混合均匀后转移至水热釜中分别在60℃、80℃和100℃下反应2h，制得填充料，过滤，将填充料分别在去离子水和无水乙醇中洗涤至无氯离子，之后转移至100-110℃干燥箱中烘干；
步骤S2、将步骤S1中干燥后的填充料加入体积分数80％的乙醇水溶液中，超声分散15min，加入KH560，匀速搅拌10min后在75℃水浴下回流4h，过滤，80℃下干燥12h，制得处理后的填充料，控制填充料和KH560的重量比为10∶1；
步骤S3、将步骤S2中处理后的填充料加入装有丙酮的三口烧瓶中，超声分散10min后加入聚丙二醇，通入氮气，匀速搅拌10min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，65-75℃水浴加热反应2h，反应结束后降温至55-60℃，加入二羟甲基丙酸和二丁基锡，匀速搅拌并反应2h，反应结束后降温至40-45℃，加入三乙胺和去离子水，在450-480r/min的转速下搅拌30min，除去丙酮，制得所述高隔热涂料，控制填充料、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、二丁基锡、三乙胺和去离子水的重量比为10∶2∶0.8-1∶0.1∶0.02-0.03∶0.1∶10。
5.根据权利要求4所述的一种高隔热的阻燃改性塑料，其特征在于，步骤S1中控制无水氯化锡、硫酸锰和氟化铵的物质的量之比为2∶1∶1，分散剂的用量为无水氯化锡质量的5％，混合物D的用量为无水氯化锡质量的1.5-1.8倍。
6.根据权利要求4所述的一种高隔热的阻燃改性塑料，其特征在于，步骤S1中分散剂为十二烷基苯磺酸钠和四丙基溴化铵中的一种或两种按任意比例混合。
7.根据权利要求1所述的一种高隔热的阻燃改性塑料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S11、制备高阻燃聚乙烯复合塑料；
S12、制备高隔热涂料；
S13、将高隔热涂料涂覆在高阻燃聚乙烯复合塑料表面，控制涂覆厚度为130-150μm。
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