CN114605746A - 一种阻燃材料用母粒及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃材料用母粒及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114605746A
CN114605746A CN202210380947.4A CN202210380947A CN114605746A CN 114605746 A CN114605746 A CN 114605746A CN 202210380947 A CN202210380947 A CN 202210380947A CN 114605746 A CN114605746 A CN 114605746A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flame
retardant
master batch
flame retardant
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210380947.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114605746B (zh
Inventor
潘冠培
拓天星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Youkuangsu New Material Technology Chongqing Co ltd
Original Assignee
Kelkemei Guangzhou High Tech Materials Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kelkemei Guangzhou High Tech Materials Technology Co ltd filed Critical Kelkemei Guangzhou High Tech Materials Technology Co ltd
Priority to CN202210380947.4A priority Critical patent/CN114605746B/zh
Publication of CN114605746A publication Critical patent/CN114605746A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114605746B publication Critical patent/CN114605746B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/223—Packed additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2423/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/55—Boron-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/10—Encapsulated ingredients

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)

Abstract

本发明公开了一种阻燃材料用母粒及其制备方法，该阻燃材料用母粒包括如下重量份原料：聚丙烯颗粒40‑50份、阻燃改性剂3‑5份、阻燃微囊3‑5份；阻燃微囊外层燃烧释放内部阻燃填料，阻燃填料释放结晶水，蒸发，分解并放出水蒸气，这个反应过程需要吸收大量的燃烧热能，从而大幅降低材料的表面温度，阻止高分子材料的热分解和燃烧，同时减少燃烧产生的烟气，有机阻燃成分含有磷的有氧酸燃烧时能够通过脱水炭化促进材料基体形成交联致密的炭层，有效隔绝了物质和热量在气固两相之间的传递，防止产生滴落，同时分子内部的氮燃烧后形成氮化物气体能够稀释氧气浓度，进而阻止燃烧。

Description

一种阻燃材料用母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体涉及一种阻燃材料用母粒及其制备方法。
背景技术
塑料是高分子量的聚合物材料，随着分子量的增加，聚合物材料从气体变为液体或固体，固体材料具有越高的分子量，它的流动性则越小，但是机械性能或耐热性会提升，并且具有可用作为日常生活中所需的材料(如金属、木材、陶瓷、橡胶等)的性能，塑料是通过混合各种类型的添加剂(包括改性剂、着色剂、加强剂、填料等)并进行成型加工而得的聚合物材料，塑料的性能由合成树脂(如PE、PP、PVC等)的化学结构决定，而相同的树脂的性能可能根据许多因素而有所不同，因此该特征可用于塑料的改性，在化学结构方面，塑料的性能根据分子量、分子量分布、基于聚合物制备(即聚合)条件的主链和侧链状态、端基、交联、立构规整性和共聚物组成分布等而变化；
聚丙烯是常见的高分子材料，而现有的阻燃聚丙烯材料是在制备过程中加入无机阻燃剂与聚丙烯材料进行混炼，为了保证材料的阻燃性，需要加入大量的无机阻燃剂，无机阻燃剂过多使得混炼和成型时物料的流动性差，影响材料的加工性能和机械性能，且无机阻燃材料易与有机酸发生反应，进而使得阻燃成分减少，降低了阻燃效果，部分阻燃聚丙烯通过加入有机阻燃剂来提升材料阻燃效果，在聚丙烯使用过程中，内部的有机阻燃成分易出现析出，且燃烧时后出现大量烟气，对环境造成影响；
针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃材料用母粒及其制备方法，通过阻燃改性剂和阻燃微囊，解决了现阶段无机阻燃剂加入量过大，影响材料的加工和机械性能的问题，保证了阻燃成分不易受外界环境影响，出现阻燃效果明显下降的问题，同时解决了有机阻燃剂烟气较大，易造成环境污染的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种阻燃材料用母粒，包括如下重量份原料：聚丙烯颗粒40-50份、阻燃改性剂3-5份、阻燃微囊3-5份；
该阻燃材料用母粒由如下步骤制成：
步骤S1：将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，静置10-15h后，加入去离子水，在转速为400-600r/min，温度为100-110℃的条件下，进行搅拌5-7h后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇洗涤，再烘干，制得预处理聚丙烯；
步骤S2：将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃，螺杆转速为100r/min的条件下，挤出造粒，制得阻燃材料用母粒。
进一步的，步骤S1所述的过氧化二苯甲酰的用量聚丙烯颗粒质量的1‰。
进一步的，所述的阻燃改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将4-羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为70-80℃的条件下，进行搅拌回流3-5h，制得中间体1，将中间体1溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在转速为150-200r/min，温度为20-25℃的条件下，搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁，搅拌均匀后，加入对溴苯甲醛，升温至温度为160-170℃，回流反应5-7h，制得中间体2；
反应过程如下：
Figure BDA0003592961420000031
步骤A2：将中间体2溶于四氢呋喃中，制得滴加液，将四氢呋喃、碘、镁粉混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为70-80℃的条件下，进行回流并加入滴加液，回流反应2-3h，制得反应液，将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯在温度为零下40-50℃的条件下混合均匀后，升温至温度为0-3℃，在转速为600-800r/min的条件下，进行搅拌并加入硫酸溶液，搅拌1-1.5h后，静置分层去除水层，将有机层蒸馏，制得中间体3；
反应过程如下：
Figure BDA0003592961420000032
步骤A3：将中间体3、氟化钾、PEG600混合均匀，通入氮气保护，在转速为200-300r/min，温度为80-90℃的条件下，进行反应1-1.5h，制得中间体4，将4,4'-二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为0-3℃的条件下，进行搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液，进行反应3-5h后，加入中间体4，继续反应5-8h，制得中间体5；
反应过程如下：
Figure BDA0003592961420000041
步骤A4：将中间体5、甲酰胺、甲酸混合均匀，在温度为190-200℃的条件下，进行反应6-8h后，降温至温度为130-140℃，将反应液加入去离子水中，混合均匀后，过滤去除滤液，将滤饼加入浓盐酸中加热回流6-8h后，过滤去除滤液，制得盐酸盐，将盐酸盐加入环己烷中混合均匀，再次过滤去除滤液，将滤饼加入氢氧化钠溶液中，碱化处理30-40min后，蒸馏去除溶剂，制得中间体6；
反应过程如下：
Figure BDA0003592961420000051
步骤A5：将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合均匀，在温度为120-130℃的条件下，回流反应5-7h后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，在转速为150-200r/min，温度为180-190℃的条件下，进行反应6-8h，制得阻燃改性剂。
反应过程如下：
Figure BDA0003592961420000052
进一步的，步骤A1所述的4-羟基苯二胺和三甲基氯硅烷的用量比为1:1，中间体1、焦亚硫酸钠、硫酸镁、对溴苯甲醛的用量摩尔比为1:1:1:1。
进一步的，步骤A2所述的四氢呋喃、碘、镁粉、中间体2的用量比为50mL:0.001mol:0.12mol:0.1mol，反应液、硼酸三甲酯、硫酸溶液的用量比为130mL:0.18mol:75mL，硫酸溶液的质量分数为10％。
进一步的，步骤A3所述的中间体3、氟化钾、PEG600的用量摩尔比为1:1.2:0.05，4,4'-二羟基二苯酮、三乙胺、三氯氧磷的用量比为1:2:2.1。
进一步的，步骤A4所述的中间体5、甲酰胺、甲酸、去离子水的用量比为0.15mol:30mL:3.5mL:140mL，浓盐酸的质量分数为36.5％，氢氧化钠溶液的质量分数为5％。
进一步的，步骤A5所述的中间体6和马来酸酐的用量摩尔比为1:1。
进一步的，所述的阻燃微囊由如下步骤制成：
步骤B1：将4-羟基间苯二甲酸和氢氧化钠溶液混合均匀，制得4-羟基间苯二甲酸钠盐，将氢氧化铝和氢氧化钠共混均匀，制得阻燃填料，将阻燃填料、间苯二胺盐酸盐、4-羟基间苯二甲酸钠盐加入高压反应釜中，通入二氧化碳排出空气，以升温速度5℃/min升温，至温度为40-50℃时，在转速为300-500r/min的条件下，进行搅拌并通入二氧化碳保证压强为17-19MPa，继续升温至温度为225-235℃，进行反应2-3h后，打开喷嘴并收集，得到预处理微囊；
步骤B2：将预处理微囊分散在去离子水中，加入盐酸溶液，在转速为200-300r/min的条件下，进行搅拌1-1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼分散在去离子水中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在转速为150-200r/min，温度为65-75℃，pH值为4-5的条件下，进行反应2-3h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干制得阻燃微囊。
进一步的，步骤B1所述的间苯二胺盐酸盐和4-羟基间苯二甲酸钠盐的用量质量比为1:2，阻燃填料的用量为间苯二胺盐酸盐与4-羟基间苯二甲酸钠盐质量和的1.5倍。
进一步的，步骤B2所述的γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为预处理微囊质量的4-5％。
本发明的有益效果如下：
本发明在制备一种阻燃材料用母粒的过程中制备了阻燃改性剂和阻燃微囊，阻燃改性剂以4-羟基苯二胺为原料用三甲基氯硅烷对羟基进行保护，制得中间体1，将中间体1与对溴苯甲醛反应，制得中间体2，将中间体2与镁粉反应，形成格氏试剂，制得反应液，将反应液与硼酸三甲酯反应后，再用硫酸酸化，制得中间体3，将中间体3进行脱保护，制得中间体4，将4,4'-二羟基二苯酮和三氯氧磷通过用量控制进行反应，使得4,4'-二羟基二苯酮上的羟基与三氯氧磷上的一个氯原子位点反应，制得中间体5，将中间体5在甲酸催化下与甲酰胺高温脱水生成甲酰胺，在用浓盐酸回流处理，制得中间体6，将中间体6与马来酸酐进行反应，制得阻燃改性剂，阻燃微囊以4-羟基间苯二甲酸为原料与氢氧化钠溶液反应，形成钠盐，再将氢氧化铝和氢氧化镁混合，制得阻燃填料，将阻燃填料进行微囊化处理，制得预处理微囊，将预处理微囊进一步的处理，使得表面含有大量活性羟基，进而与γ-氨丙基三乙氧基硅烷水解连接，制得阻燃微囊，阻燃材料用母粒通过水相悬浮接枝法对聚丙烯改性，将阻燃改性剂接枝在聚丙烯主链上，再加入阻燃微囊进行熔融共混，阻燃微囊表面含有活性氨基能够增加与聚丙烯的相容性，同时微囊化处理使得阻燃填料不直接与外界接触，避免了阻燃填料直接受外界环境影响，保证了阻燃效果，同时有机阻燃成分和无机阻燃成分复配使用，降低的无机阻燃成分的添加在保证阻燃效果的同时没有对材料的机械性能造成影响，在材料燃烧时，阻燃微囊外层燃烧释放内部阻燃填料，阻燃填料释放结晶水，蒸发，分解并放出水蒸气，这个反应过程需要吸收大量的燃烧热能，从而大幅降低材料的表面温度，阻止高分子材料的热分解和燃烧，同时减少燃烧产生的烟气，有机阻燃成分含有磷的有氧酸燃烧时能够通过脱水炭化促进材料基体形成交联致密的炭层，有效隔绝了物质和热量在气固两相之间的传递，防止产生滴落，同时分子内部的氮燃烧后形成氮化物气体能够稀释氧气浓度，进而阻止燃烧。
具体实施方式
下面将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
一种阻燃材料用母粒，包括如下重量份原料：聚丙烯颗粒40份、阻燃改性剂3份、阻燃微囊3份；
该阻燃材料用母粒由如下步骤制成：
步骤S1：将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，静置10h后，加入去离子水，在转速为400r/min，温度为100℃的条件下，进行搅拌5h后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇洗涤，再烘干，制得预处理聚丙烯；
步骤S2：将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃，螺杆转速为100r/min的条件下，挤出造粒，制得阻燃材料用母粒。
阻燃改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将4-羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀，在转速为200r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌回流3h，制得中间体1，将中间体1溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在转速为150r/min，温度为20℃的条件下，搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁，搅拌均匀后，加入对溴苯甲醛，升温至温度为160℃，回流反应5h，制得中间体2；
步骤A2：将中间体2溶于四氢呋喃中，制得滴加液，将四氢呋喃、碘、镁粉混合均匀，在转速为120r/min，温度为70℃的条件下，进行回流并加入滴加液，回流反应2h，制得反应液，将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯在温度为零下40℃的条件下混合均匀后，升温至温度为0℃，在转速为600r/min的条件下，进行搅拌并加入硫酸溶液，搅拌1h后，静置分层去除水层，将有机层蒸馏，制得中间体3；
步骤A3：将中间体3、氟化钾、PEG600混合均匀，通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为80℃的条件下，进行反应1h，制得中间体4，将4,4'-二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合均匀，在转速为150r/min，温度为0℃的条件下，进行搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液，进行反应3h后，加入中间体4，继续反应5h，制得中间体5；
步骤A4：将中间体5、甲酰胺、甲酸混合均匀，在温度为190℃的条件下，进行反应6h后，降温至温度为130℃，将反应液加入去离子水中，混合均匀后，过滤去除滤液，将滤饼加入浓盐酸中加热回流6h后，过滤去除滤液，制得盐酸盐，将盐酸盐加入环己烷中混合均匀，再次过滤去除滤液，将滤饼加入氢氧化钠溶液中，碱化处理30min后，蒸馏去除溶剂，制得中间体6；
步骤A5：将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合均匀，在温度为120℃的条件下，回流反应5h后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，在转速为150r/min，温度为180℃的条件下，进行反应6h，制得阻燃改性剂。
阻燃微囊由如下步骤制成：
步骤B1：将4-羟基间苯二甲酸和氢氧化钠溶液混合均匀，制得4-羟基间苯二甲酸钠盐，将氢氧化铝和氢氧化钠共混均匀，制得阻燃填料，将阻燃填料、间苯二胺盐酸盐、4-羟基间苯二甲酸钠盐加入高压反应釜中，通入二氧化碳排出空气，以升温速度5℃/min升温，至温度为40℃时，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌并通入二氧化碳保证压强为17MPa，继续升温至温度为225℃，进行反应2h后，打开喷嘴并收集，得到预处理微囊；
步骤B2：将预处理微囊分散在去离子水中，加入盐酸溶液，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌1h后，过滤去除滤液，将滤饼分散在去离子水中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在转速为150r/min，温度为65℃，pH值为4的条件下，进行反应2h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干制得阻燃微囊。
实施例2
一种阻燃材料用母粒，包括如下重量份原料：聚丙烯颗粒45份、阻燃改性剂4份、阻燃微囊4份；
该阻燃材料用母粒由如下步骤制成：
步骤S1：将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，静置13h后，加入去离子水，在转速为500r/min，温度为105℃的条件下，进行搅拌6h后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇洗涤，再烘干，制得预处理聚丙烯；
步骤S2：将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃，螺杆转速为100r/min的条件下，挤出造粒，制得阻燃材料用母粒。
阻燃改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将4-羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀，在转速为200r/min，温度为75℃的条件下，进行搅拌回流4h，制得中间体1，将中间体1溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在转速为180r/min，温度为23℃的条件下，搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁，搅拌均匀后，加入对溴苯甲醛，升温至温度为165℃，回流反应6h，制得中间体2；
步骤A2：将中间体2溶于四氢呋喃中，制得滴加液，将四氢呋喃、碘、镁粉混合均匀，在转速为150r/min，温度为75℃的条件下，进行回流并加入滴加液，回流反应2.5h，制得反应液，将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯在温度为零下45℃的条件下混合均匀后，升温至温度为2℃，在转速为700r/min的条件下，进行搅拌并加入硫酸溶液，搅拌1.3h后，静置分层去除水层，将有机层蒸馏，制得中间体3；
步骤A3：将中间体3、氟化钾、PEG600混合均匀，通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为85℃的条件下，进行反应1-1.5h，制得中间体4，将4,4'-二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合均匀，在转速为180r/min，温度为2℃的条件下，进行搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液，进行反应4h后，加入中间体4，继续反应6h，制得中间体5；
步骤A4：将中间体5、甲酰胺、甲酸混合均匀，在温度为195℃的条件下，进行反应7h后，降温至温度为135℃，将反应液加入去离子水中，混合均匀后，过滤去除滤液，将滤饼加入浓盐酸中加热回流7h后，过滤去除滤液，制得盐酸盐，将盐酸盐加入环己烷中混合均匀，再次过滤去除滤液，将滤饼加入氢氧化钠溶液中，碱化处理35min后，蒸馏去除溶剂，制得中间体6；
步骤A5：将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合均匀，在温度为125℃的条件下，回流反应6h后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，在转速为180r/min，温度为185℃的条件下，进行反应7h，制得阻燃改性剂。
阻燃微囊由如下步骤制成：
步骤B1：将4-羟基间苯二甲酸和氢氧化钠溶液混合均匀，制得4-羟基间苯二甲酸钠盐，将氢氧化铝和氢氧化钠共混均匀，制得阻燃填料，将阻燃填料、间苯二胺盐酸盐、4-羟基间苯二甲酸钠盐加入高压反应釜中，通入二氧化碳排出空气，以升温速度5℃/min升温，至温度为45℃时，在转速为500r/min的条件下，进行搅拌并通入二氧化碳保证压强为18MPa，继续升温至温度为230℃，进行反应2.5h后，打开喷嘴并收集，得到预处理微囊；
步骤B2：将预处理微囊分散在去离子水中，加入盐酸溶液，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌1.3h后，过滤去除滤液，将滤饼分散在去离子水中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在转速为180r/min，温度为70℃，pH值为4的条件下，进行反应2.5h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干制得阻燃微囊。
实施例3
一种阻燃材料用母粒，包括如下重量份原料：聚丙烯颗粒50份、阻燃改性剂5份、阻燃微囊5份；
该阻燃材料用母粒由如下步骤制成：
步骤S1：将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，静置15h后，加入去离子水，在转速为600r/min，温度为110℃的条件下，进行搅拌7h后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇洗涤，再烘干，制得预处理聚丙烯；
步骤S2：将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃，螺杆转速为100r/min的条件下，挤出造粒，制得阻燃材料用母粒。
阻燃改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将4-羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀，在转速为300r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌回流5h，制得中间体1，将中间体1溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在转速为200r/min，温度为25℃的条件下，搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁，搅拌均匀后，加入对溴苯甲醛，升温至温度为170℃，回流反应7h，制得中间体2；
步骤A2：将中间体2溶于四氢呋喃中，制得滴加液，将四氢呋喃、碘、镁粉混合均匀，在转速为150r/min，温度为80℃的条件下，进行回流并加入滴加液，回流反应3h，制得反应液，将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯在温度为零下50℃的条件下混合均匀后，升温至温度为3℃，在转速为800r/min的条件下，进行搅拌并加入硫酸溶液，搅拌1.5h后，静置分层去除水层，将有机层蒸馏，制得中间体3；
步骤A3：将中间体3、氟化钾、PEG600混合均匀，通入氮气保护，在转速为300r/min，温度为90℃的条件下，进行反应1.5h，制得中间体4，将4,4'-二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合均匀，在转速为200r/min，温度为3℃的条件下，进行搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液，进行反应5h后，加入中间体4，继续反应8h，制得中间体5；
步骤A4：将中间体5、甲酰胺、甲酸混合均匀，在温度为200℃的条件下，进行反应8h后，降温至温度为140℃，将反应液加入去离子水中，混合均匀后，过滤去除滤液，将滤饼加入浓盐酸中加热回流8h后，过滤去除滤液，制得盐酸盐，将盐酸盐加入环己烷中混合均匀，再次过滤去除滤液，将滤饼加入氢氧化钠溶液中，碱化处理40min后，蒸馏去除溶剂，制得中间体6；
步骤A5：将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合均匀，在温度为130℃的条件下，回流反应7h后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，在转速为200r/min，温度为190℃的条件下，进行反应8h，制得阻燃改性剂。
阻燃微囊由如下步骤制成：
步骤B1：将4-羟基间苯二甲酸和氢氧化钠溶液混合均匀，制得4-羟基间苯二甲酸钠盐，将氢氧化铝和氢氧化钠共混均匀，制得阻燃填料，将阻燃填料、间苯二胺盐酸盐、4-羟基间苯二甲酸钠盐加入高压反应釜中，通入二氧化碳排出空气，以升温速度5℃/min升温，至温度为50℃时，在转速为500r/min的条件下，进行搅拌并通入二氧化碳保证压强为19MPa，继续升温至温度为235℃，进行反应3h后，打开喷嘴并收集，得到预处理微囊；
步骤B2：将预处理微囊分散在去离子水中，加入盐酸溶液，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼分散在去离子水中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在转速为200r/min，温度为75℃，pH值为5的条件下，进行反应3h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干制得阻燃微囊。
对比例1
本对比例与实施例1相比用氢氧化铝无机填料改性聚丙烯颗粒。
对比例2
本对比例与实施例1相比用氢氧化镁无机填料改性聚丙烯颗粒。
对比例3
本对比例为中国专利CN110358196A公开的阻燃材料。
将实施例1-3和对比例1-3制得的阻燃材料进行两次十秒燃烧测试，记录火焰熄灭时间，依照ASTME662-2017的标准检测燃烧时的烟雾浓度，再将阻燃材料浸泡在质量分数为1％的醋酸中1h，继续检测火焰熄灭时间和烟雾浓度，并观察是否出现滴落物，结果如下表所示：
Figure BDA0003592961420000141
Figure BDA0003592961420000151
由上表可知实施例1-3制得的阻燃材料用母粒进行两次十秒燃烧测试后，火焰熄灭时间5.0-6.0s，烟雾浓度为423-428Dm，再浸泡在质量分数为1％的醋酸中1h后进行测试，火焰熄灭时间和烟雾浓度未出现明显变化，同时燃烧过程中未出现滴落物，表明本发明具有很好的阻燃和抑烟效果，并在有机酸侵蚀后，仍然具有很好的阻燃和抑烟效果。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，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，只要不偏离发明的构思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)

1.一种阻燃材料用母粒，其特征在于：包括如下重量份原料：聚丙烯颗粒40-50份、阻燃改性剂3-5份、阻燃微囊3-5份；
所述的阻燃改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将4-羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合回流，制得中间体1，将中间体1溶于N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁，搅拌均匀后，加入对溴苯甲醛，回流反应，制得中间体2；
步骤A2：将中间体2溶于四氢呋喃中，制得滴加液，将四氢呋喃、碘、镁粉混合回流并加入滴加液，回流反应，制得反应液，将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯混合均匀后，升温搅拌并加入硫酸溶液，混合均匀后，静置分层去除水层，将有机层蒸馏，制得中间体3；
步骤A3：将中间体3、氟化钾、PEG600混合反应，制得中间体4，将4,4'-二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液，进行反应后，加入中间体4，继续反应，制得中间体5；
步骤A4：将中间体5、甲酰胺、甲酸混合反应后，降温并将反应液加入去离子水中，混合均匀后，过滤去除滤液，将滤饼加入浓盐酸中加热回流后，过滤去除滤液，制得盐酸盐，将盐酸盐加入环己烷中混合均匀，再次过滤去除滤液，将滤饼加入氢氧化钠溶液中，碱化处理后，蒸馏去除溶剂，制得中间体6；
步骤A5：将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合回流反应后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，进行反应，制得阻燃改性剂。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒，其特征在于：步骤A1所述的4-羟基苯二胺和三甲基氯硅烷的用量比为1:1，中间体1、焦亚硫酸钠、硫酸镁、对溴苯甲醛的用量摩尔比为1:1:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒，其特征在于：步骤A2所述的四氢呋喃、碘、镁粉、中间体2的用量比为50mL:0.001mol:0.12mol:0.1mol，反应液、硼酸三甲酯、硫酸溶液的用量比为130mL:0.18mol:75mL，硫酸溶液的质量分数为10％。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒，其特征在于：步骤A3所述的中间体3、氟化钾、PEG600的用量摩尔比为1:1.2:0.05，4,4'-二羟基二苯酮、三乙胺、三氯氧磷的用量比为1:2:2.1。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒，其特征在于：步骤A4所述的中间体5、甲酰胺、甲酸、去离子水的用量比为0.15mol:30mL:3.5mL:140mL，浓盐酸的质量分数为36.5％，氢氧化钠溶液的质量分数为5％。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒，其特征在于：步骤A5所述的中间体6和马来酸酐的用量摩尔比为1:1。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤S1：将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，静置10-15h后，加入去离子水，在转速为400-600r/min，温度为100-110℃的条件下，进行搅拌5-7h后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇洗涤，再烘干，制得预处理聚丙烯；
步骤S2：将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃，螺杆转速为100r/min的条件下，挤出造粒，制得阻燃材料用母粒。
CN202210380947.4A 2022-04-12 2022-04-12 一种阻燃材料用母粒及其制备方法 Active CN114605746B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210380947.4A CN114605746B (zh) 2022-04-12 2022-04-12 一种阻燃材料用母粒及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210380947.4A CN114605746B (zh) 2022-04-12 2022-04-12 一种阻燃材料用母粒及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114605746A true CN114605746A (zh) 2022-06-10
CN114605746B CN114605746B (zh) 2023-06-02

Family

ID=81869423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210380947.4A Active CN114605746B (zh) 2022-04-12 2022-04-12 一种阻燃材料用母粒及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114605746B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116731453A (zh) * 2023-07-18 2023-09-12 四川安费尔高分子材料科技有限公司 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN117363031A (zh) * 2023-11-03 2024-01-09 广州银塑阻燃新材料股份有限公司 一种含磷阻燃母粒及其制备方法
CN117384702A (zh) * 2023-12-12 2024-01-12 广东粤首新科技有限公司 一种柴油抗磨润滑剂生产工艺及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108329338A (zh) * 2016-06-30 2018-07-27 苏州大学 一种制备硼酸酯的方法
CN109438804A (zh) * 2018-10-09 2019-03-08 河南骏化发展股份有限公司 一种阻燃塑料母粒及其制备方法
CN110964259A (zh) * 2019-09-04 2020-04-07 上海日之升科技有限公司 一种聚丙烯载体高效无卤阻燃母粒及其制备方法
CN113248831A (zh) * 2021-06-25 2021-08-13 苏州羽凡工程塑料有限公司 一种高效型pp阻燃母粒及其制备方法
CN113999547A (zh) * 2021-11-20 2022-02-01 广东九彩新材料有限公司 一种高含量炭黑母粒的制备方法
CN114230975A (zh) * 2021-12-29 2022-03-25 钱清廉 一种轻质抗烧焦导电屏蔽材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108329338A (zh) * 2016-06-30 2018-07-27 苏州大学 一种制备硼酸酯的方法
CN109438804A (zh) * 2018-10-09 2019-03-08 河南骏化发展股份有限公司 一种阻燃塑料母粒及其制备方法
CN110964259A (zh) * 2019-09-04 2020-04-07 上海日之升科技有限公司 一种聚丙烯载体高效无卤阻燃母粒及其制备方法
CN113248831A (zh) * 2021-06-25 2021-08-13 苏州羽凡工程塑料有限公司 一种高效型pp阻燃母粒及其制备方法
CN113999547A (zh) * 2021-11-20 2022-02-01 广东九彩新材料有限公司 一种高含量炭黑母粒的制备方法
CN114230975A (zh) * 2021-12-29 2022-03-25 钱清廉 一种轻质抗烧焦导电屏蔽材料及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116731453A (zh) * 2023-07-18 2023-09-12 四川安费尔高分子材料科技有限公司 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN116731453B (zh) * 2023-07-18 2024-03-19 四川安费尔高分子材料科技有限公司 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN117363031A (zh) * 2023-11-03 2024-01-09 广州银塑阻燃新材料股份有限公司 一种含磷阻燃母粒及其制备方法
CN117363031B (zh) * 2023-11-03 2024-05-03 广州银塑阻燃新材料股份有限公司 一种含磷阻燃母粒及其制备方法
CN117384702A (zh) * 2023-12-12 2024-01-12 广东粤首新科技有限公司 一种柴油抗磨润滑剂生产工艺及其应用
CN117384702B (zh) * 2023-12-12 2024-02-13 广东粤首新科技有限公司 一种柴油抗磨润滑剂生产工艺及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114605746B (zh) 2023-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114605746A (zh) 一种阻燃材料用母粒及其制备方法
CN111100303B (zh) 一种有机膦接枝中空金属有机框架材料的制备方法及其应用
CN112225985B (zh) 一种阻燃pp复合材料及其制备方法
CN113956572B (zh) 一种阻燃聚烯烃组合物及其制备方法
CN112341670A (zh) 一种环保型表面阻燃剂及其制备方法
CN113999547B (zh) 一种高含量炭黑母粒的制备方法
CN115746467B (zh) 一种溴化聚苯乙烯-管状高岭土复合材料的制备方法
CN116731453B (zh) 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN111763352B (zh) 具氮硫硅协效的三嗪衍生物阻燃剂及其制备方法和应用
CN111138713A (zh) 一种硬脂胺改性聚磷酸铵及其制备方法和应用
CN113603986A (zh) 一种高强度耐候pvc电缆料的制备方法
CN110845779B (zh) 一种改性复合阻燃tpo树脂及其制备方法
CN111704761A (zh) 一种交联聚乙烯绝缘电缆料及其制备方法
CN113150386A (zh) 一种改性聚磷酸铵膨胀阻燃剂及其制备方法和应用
CN117402429A (zh) 一种高韧性mpp电力管的加工方法
CN110054809B (zh) 一种复合阻燃剂及其制备方法和其在聚丙烯中的应用
CN116041824B (zh) 一种防紫外线聚烯烃电缆料及其制备方法
CN109054100B (zh) 一种三聚氰胺改性木质素/氢氧化铝双重包覆红磷阻燃剂及其在eva树脂中的应用
CN108912671B (zh) 一种三聚氰胺改性木质素/氢氧化镁双重包覆红磷阻燃剂及其在pa6树脂中的应用
CN109679208B (zh) 一种环保高效阻燃聚丙烯复合物及其制备方法
CN114395206A (zh) 一种耐高温工程塑料及其生产方法
CN108164880A (zh) 一种汽车专用电线电缆及其制备方法
CN109054096B (zh) 一种三聚氰胺改性木质素/磷酸铝双重包覆红磷阻燃剂及其在hips树脂中的应用
CN113136055A (zh) 一种基于生物降解技术的包装材料
CN113185796A (zh) 一种室温自交联的125℃无卤阻燃电缆料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230512

Address after: No. 819 Huayuan Road, Zhangpu Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215004

Applicant after: SUZHOU YOU MINERAL PLASTICS NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Address before: Room 5205, building 5, No. 4, Weiwu Road, Zengjiang street, Zengcheng District, Guangzhou, Guangdong 510000

Applicant before: Kelkemei (Guangzhou) high tech materials technology Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230807

Address after: 404100 Guangfu Park, Guangshun Street, Rongchang District, Chongqing (independent commitment)

Patentee after: Youkuangsu New Material Technology (Chongqing) Co.,Ltd.

Address before: No. 819 Huayuan Road, Zhangpu Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215004

Patentee before: SUZHOU YOU MINERAL PLASTICS NEW MATERIALS Co.,Ltd.