CN117887220A - 一种环保型阻燃pbt塑料及其制备工艺 - Google Patents

一种环保型阻燃pbt塑料及其制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN117887220A
CN117887220A CN202311708329.9A CN202311708329A CN117887220A CN 117887220 A CN117887220 A CN 117887220A CN 202311708329 A CN202311708329 A CN 202311708329A CN 117887220 A CN117887220 A CN 117887220A
Authority
CN
China
Prior art keywords
illite
flame
retardant
dispersing
triphenylphosphine
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
CN202311708329.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117887220B (zh
Inventor
霍兆峰
关定平
马建林
黄汝强
黄伦泉
周浩文
梁锋
王群
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.)
Foshan Shunde Jizhou Dexing Plastic Products Co ltd
Original Assignee
Foshan Shunde Jizhou Dexing Plastic Products 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 Foshan Shunde Jizhou Dexing Plastic Products Co ltd filed Critical Foshan Shunde Jizhou Dexing Plastic Products Co ltd
Priority to CN202311708329.9A priority Critical patent/CN117887220B/zh
Publication of CN117887220A publication Critical patent/CN117887220A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117887220B publication Critical patent/CN117887220B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/346Clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/5398Phosphorus bound to sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02Ingredients treated with inorganic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/12Adsorbed ingredients, e.g. ingredients on carriers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/08Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/22Halogen free composition

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域,具体为一种环保型阻燃PBT塑料及其制备工艺;本发明为了降低对环境的危害,制备了无卤阻燃PBT塑料,首先使用了伊利石作为阻燃材料载体,并使用了碳酸钠溶液和硝酸溶液对其进行处理,扩大层间距,使得伊利石可以负载更多的化合物;在此基础上,本发明合成了含有N、P元素的阻燃化合物,并还使用了1,6‑己二醇二缩水甘油醚对伊利石进行处理,在其中引入长碳链和游离环氧基团,进一步的将其与阻燃化合物反应,辅助阻燃化合物在伊利石上的负载,从而大幅提高了PBT的阻燃性能。

Description

一种环保型阻燃PBT塑料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体为一种环保型阻燃PBT塑料及其制备工艺。
背景技术
PBT是一种结晶型热塑性塑料,是目前最有潜力的高分子材料之一。相较于其他常见的热塑性塑料,PBT具有许多优点。首先,它具有较好的自润滑性能和热稳定性并且其化学稳定性和热稳定性优异,并且具有良好的机械强度,因此被广泛应用在电子电器以及各种机械设备中。但是随着人类生产生活的发展需求,现有的PBT材料已经无法完全满足需要,并且作为高分子材料,PBT同样具有易燃的性能缺陷,韧性差,耐磨性能无法完全满足其应用场景;因此有必要针对该现象进行改性,以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型阻燃PBT塑料及其制备工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,包括以下步骤:
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.将伊利石分散至去离子水中,超声分散1-2h后,离心分离伊利石沉淀,收集沉淀,将其分散至碳酸钠溶液中,升温至80-95℃,超声震荡处理2-4h后,再次离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3-5次后,得到纳基伊利石;
S12.将步骤S11制备得到的纳基伊利石分散至硝酸溶液中,升温至75-80℃,超声震荡处理3-4h后,离心分离,使用去离子水洗涤至中性后,得到氧化伊利石;
S13.将氧化伊利石分散至四氢呋喃中,超声震荡处理30-45min后,得到伊利石悬浮液;氮气氛围下,将1,6-己二醇二缩水甘油醚溶于四氢呋喃溶液中,混合均匀后,加入二月桂酸二丁基锡,冰水浴处理至恒温后,滴加伊利石悬浮液,滴加时长为2-4h,滴加结束后,升温至80-90℃,反应3-6h后,离心分离,使用纯净的四氢呋喃洗涤3-5次后,真空干燥至恒重,得到环氧化伊利石;
S14.将2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入N-甲基吡咯烷,混合3-5min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1-1.5h,滴加结束后,升温至105-120℃,反应4-8h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S15.将步骤S13制备的环氧化伊利石分散至DMF中,超声分散30-45min后,加入配置为环氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有阻燃化合物和三苯基膦的DMF溶液中,升温至90-95℃,反应2-4h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3-5次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.将PBT与阻燃改性伊利石、抗氧化剂混合,升温至220-230℃混炼15-30min后,挤出造粒,得到环保型阻燃PBT塑料。
进一步的,按重量份数计,所述环保型阻燃PBT塑料中包括以下组分:80-90份PBT、8-15份阻燃改性伊利石、1-2份抗氧化剂。
进一步的,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010或抗氧化剂168中的任意一种。
进一步的,步骤S11中,所述碳酸钠溶液浓度为10-16wt%。
进一步的,步骤S12中,所述硝酸溶液浓度为4-6mol/L。
进一步的,步骤S13中,所述氧化伊利石、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二月桂酸二丁基锡的质量比为1:(4.5-8):(0.05-0.1)。
进一步的,步骤S14中,所述2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐、硫代磷酸三苯基三胺、N-甲基吡咯烷的摩尔比为(1-2):1:(0.1-0.2)。
进一步的,步骤S15中,所述环氧化伊利石、阻燃化合物、三苯基膦的质量比为1:(1-5):(0.05-0.1)。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
1.本发明为了降低对环境的危害,制备了环保型阻燃PBT塑料,在其中去除了常规的卤素阻燃剂,避免了卤素化合物在燃烧过程中会释放出有害的气体和有毒的烟雾,对人类健康和环境造成潜在威胁;
2.本发明首先使用了伊利石作为阻燃材料载体,并且为了增强其负载能力,本发明还分别使用了碳酸钠溶液和硝酸溶液对其进行处理,伊利石是一种层状硅酸盐矿物,其层间结构带有负电荷,可以与阳离子发生离子交换,利用钠离子与氢离子替换出其中的大粒径金属离子,从而改善伊利石的层间结构,扩大层间距,使得伊利石可以负载更多的化合物;在此基础上,本发明使用2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐、硫代磷酸三苯基三胺反应,在N-甲基吡咯烷的催化下合成了含有N、P元素的阻燃化合物,并且本发明在在制备该类阻燃化合物的过程中还引入了大量的苯环结构,进一步的提升了其分子稳定性与耐高温性能;
3.本发明在制备阻燃化合物时在其中引入了大量的的苯环结构,虽然苯环结构会使得阻燃化合物具有更高的耐高温性能,但是同样会导致其分子量变大,并且苯环为刚性环,会使得阻燃化合物受空间位阻作用力强,不易负载在伊利石表面;因此本发明在制备阻燃化合物时,严格限定了其反应条件,控制反应的量从而生成带有游离氨基的阻燃化合物,并且再次基础上,使用具有长碳链的1,6-己二醇二缩水甘油醚对伊利石进行处理,在其中引入游离环氧基,利用长碳链降低阻燃化合物的结构造成的空间位阻效应,利用环氧基与氨基的反应将阻燃化合物负载在伊利石上,大幅提升阻燃化合物的负载量,提升阻燃性能;并且本发明制备的阻燃化合物中还含有酸酐基团与氨基反应生成的酰胺基团,当阻燃化合物负载在伊利石表面后,可以明显改善伊利石的表面极性,增强伊利石与PBT基材的相融性,提升PBT材料的冲击强度以及其他的机械性能;
4.本发明所制备的环保型阻燃PBT塑料具有着优异的机械性能与阻燃性能,可以应用于各类塑料外壳,各种电器外壳,过滤器塑料部分,绝缘框架,可以满足大部分塑料外壳的性能需求,同时改善了其耐磨性、阻燃性较差的特点,具有广泛适用性。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本申请中所使用伊利石为灵寿县百丰矿产品加工厂提供的800目伊利石粉;所使用的1,6-己二醇二缩水甘油醚由湖北健楚生物医药有限公司提供;所使用的硫代磷酸三苯基三胺由武汉华翔科洁生物技术有限公司提供;所使用的2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐由昊睿化学(上海)有限公司提供;所使用的PBT为江苏长春化工有限公司提供的PBT 1100型PBT;所使用的抗氧化剂为抗氧化剂1010。
实施例1.一种环保型阻燃PBT塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.将伊利石分散至去离子水中,以频率为30KHz的超声波分散1h后,离心分离伊利石沉淀,收集沉淀,将其分散至浓度为10wt%的碳酸钠溶液中,升温至80℃,超声震荡处理2h后,再次离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,得到纳基伊利石;
S12.将步骤S11制备得到的纳基伊利石分散至浓度为4mol/L的硝酸溶液中,升温至75℃,超声震荡处理3h后,离心分离,使用去离子水洗涤至中性后,得到氧化伊利石;
S13.按重量份数计,将1重量份的氧化伊利石分散至四氢呋喃中,超声震荡处理30min后,得到伊利石悬浮液;氮气氛围下,将4.5重量份的1,6-己二醇二缩水甘油醚溶于四氢呋喃溶液中,混合均匀后,加入0.05重量份的二月桂酸二丁基锡,冰水浴处理至恒温后,滴加伊利石悬浮液,滴加时长为2h,滴加结束后,升温至80℃,反应3h后,
离心分离,使用纯净的四氢呋喃洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到环氧化伊利石;
S14.按摩尔份数计,将1摩尔份的2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将1摩尔份的硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入0.1摩尔份的N-甲基吡咯烷,混合3min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1h,滴加结束后,升温至105℃,反应4h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S15.按重量份数计,将1重量份的步骤S13制备的环氧化伊利石分散至DMF中,超声分散30min后,加入配置为环氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有1重量份的阻燃化合物和0.05重量份的三苯基膦的DMF溶液中,升温至90℃,反应2h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.按重量份数计,将80份PBT与8份阻燃改性伊利石、1份抗氧化剂混合,升温至225℃混炼15min后,挤出造粒,得到无卤阻燃PBT塑料。
实施例2.一种环保型阻燃PBT塑料的制备方法,包括以下步骤:
与实施例1相比,本实施例增加了步骤S14中2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐的添加量;
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.将伊利石分散至去离子水中,以频率为30KHz的超声波分散1h后,离心分离伊利石沉淀,收集沉淀,将其分散至浓度为10wt%的碳酸钠溶液中,升温至80℃,超声震荡处理2h后,再次离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,得到纳基伊利石;
S12.将步骤S11制备得到的纳基伊利石分散至浓度为4mol/L的硝酸溶液中,升温至75℃,超声震荡处理3h后,离心分离,使用去离子水洗涤至中性后,得到氧化伊利石;
S13.按重量份数计,将1重量份的氧化伊利石分散至四氢呋喃中,超声震荡处理30min后,得到伊利石悬浮液;氮气氛围下,将4.5重量份的1,6-己二醇二缩水甘油醚溶于四氢呋喃溶液中,混合均匀后,加入0.05重量份的二月桂酸二丁基锡,冰水浴处理至恒温后,滴加伊利石悬浮液,滴加时长为2h,滴加结束后,升温至80℃,反应3h后,
离心分离,使用纯净的四氢呋喃洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到环氧化伊利石;
S14.按摩尔份数计,将2摩尔份的2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将1摩尔份的硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入0.1摩尔份的N-甲基吡咯烷,混合3min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1h,滴加结束后,升温至105℃,反应4h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S15.按重量份数计,将1重量份的步骤S13制备的环氧化伊利石分散至DMF中,超声分散30min后,加入配置为环氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有1重量份的阻燃化合物和0.05重量份的三苯基膦的DMF溶液中,升温至90℃,反应2h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.按重量份数计,将80份PBT与8份阻燃改性伊利石、1份抗氧化剂混合,升温至225℃混炼15min后,挤出造粒,得到无卤阻燃PBT塑料。
实施例3.一种环保型阻燃PBT塑料的制备方法,包括以下步骤:
与实施例2相比,本实施例增加了步骤S13中1,6-己二醇二缩水甘油醚的添加量;
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.将伊利石分散至去离子水中,以频率为30KHz的超声波分散1h后,离心分离伊利石沉淀,收集沉淀,将其分散至浓度为10wt%的碳酸钠溶液中,升温至80℃,超声震荡处理2h后,再次离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,得到纳基伊利石;
S12.将步骤S11制备得到的纳基伊利石分散至浓度为4mol/L的硝酸溶液中,升温至75℃,超声震荡处理3h后,离心分离,使用去离子水洗涤至中性后,得到氧化伊利石;
S13.按重量份数计,将1重量份的氧化伊利石分散至四氢呋喃中,超声震荡处理30min后,得到伊利石悬浮液;氮气氛围下,将8重量份的1,6-己二醇二缩水甘油醚溶于四氢呋喃溶液中,混合均匀后,加入0.05重量份的二月桂酸二丁基锡,冰水浴处理至恒温后,滴加伊利石悬浮液,滴加时长为2h,滴加结束后,升温至80℃,反应3h后,离心分离,使用纯净的四氢呋喃洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到环氧化伊利石;
S14.按摩尔份数计,将2摩尔份的2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将1摩尔份的硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入0.1摩尔份的N-甲基吡咯烷,混合3min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1h,滴加结束后,升温至105℃,反应4h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S15.按重量份数计,将1重量份的步骤S13制备的环氧化伊利石分散至DMF中,超声分散30min后,加入配置为环氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有1重量份的阻燃化合物和0.05重量份的三苯基膦的DMF溶液中,升温至90℃,反应2h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.按重量份数计,将80份PBT与8份阻燃改性伊利石、1份抗氧化剂混合,升温至225℃混炼15min后,挤出造粒,得到无卤阻燃PBT塑料。
实施例4.一种环保型阻燃PBT塑料的制备方法,包括以下步骤:
与实施例2相比,本实施例增加了步骤S2中阻燃改性伊利石的添加量;
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.将伊利石分散至去离子水中,以频率为30KHz的超声波分散1h后,离心分离伊利石沉淀,收集沉淀,将其分散至浓度为10wt%的碳酸钠溶液中,升温至80℃,超声震荡处理2h后,再次离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,得到纳基伊利石;
S12.将步骤S11制备得到的纳基伊利石分散至浓度为4mol/L的硝酸溶液中,升温至75℃,超声震荡处理3h后,离心分离,使用去离子水洗涤至中性后,得到氧化伊利石;
S13.按重量份数计,将1重量份的氧化伊利石分散至四氢呋喃中,超声震荡处理30min后,得到伊利石悬浮液;氮气氛围下,将4.5重量份的1,6-己二醇二缩水甘油醚溶于四氢呋喃溶液中,混合均匀后,加入0.05重量份的二月桂酸二丁基锡,冰水浴处理至恒温后,滴加伊利石悬浮液,滴加时长为2h,滴加结束后,升温至80℃,反应3h后,
离心分离,使用纯净的四氢呋喃洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到环氧化伊利石;
S14.按摩尔份数计,将2摩尔份的2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将1摩尔份的硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入0.1摩尔份的N-甲基吡咯烷,混合3min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1h,滴加结束后,升温至105℃,反应4h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S15.按重量份数计,将1重量份的步骤S13制备的环氧化伊利石分散至DMF中,超声分散30min后,加入配置为环氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有1重量份的阻燃化合物和0.05重量份的三苯基膦的DMF溶液中,升温至90℃,反应2h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.按重量份数计,将80份PBT与15份阻燃改性伊利石、1份抗氧化剂混合,升温至225℃混炼15min后,挤出造粒,得到无卤阻燃PBT塑料。
实施例5.一种环保型阻燃PBT塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.将伊利石分散至去离子水中,以频率为30KHz的超声波分散2h后,离心分离伊利石沉淀,收集沉淀,将其分散至浓度为16wt%的碳酸钠溶液中,升温至95℃,超声震荡处理4h后,再次离心分离沉淀,使用去离子水洗涤5次后,得到纳基伊利石;
S12.将步骤S11制备得到的纳基伊利石分散至浓度为6mol/L的硝酸溶液中,升温至80℃,超声震荡处理4h后,离心分离,使用去离子水洗涤至中性后,得到氧化伊利石;
S13.按重量份数计,将1重量份的氧化伊利石分散至四氢呋喃中,超声震荡处理45min后,得到伊利石悬浮液;氮气氛围下,将8重量份的1,6-己二醇二缩水甘油醚溶于四氢呋喃溶液中,混合均匀后,加入0.1重量份的二月桂酸二丁基锡,冰水浴处理至恒温后,滴加伊利石悬浮液,滴加时长为4h,滴加结束后,升温至90℃,反应6h后,离心分离,使用纯净的四氢呋喃洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到环氧化伊利石;
S14.按摩尔份数计,将2摩尔份的2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将1摩尔份的硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入0.2摩尔份的N-甲基吡咯烷,混合5min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1.5h,滴加结束后,升温至120℃,反应8h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S15.按重量份数计,将1重量份的步骤S13制备的环氧化伊利石分散至DMF中,超声分散45min后,加入配置为环氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有5重量份的阻燃化合物和0.1重量份的三苯基膦的DMF溶液中,升温至95℃,反应4h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤5次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.按重量份数计,将90份PBT与16份阻燃改性伊利石、2份抗氧化剂混合,升温至225℃混炼30min后,挤出造粒,得到无卤阻燃PBT塑料。
对比例1.一种环保型阻燃PBT塑料的制备方法,包括以下步骤:
与实施例2相比,本对比例未对伊利石进行改性处理;
S1.按重量份数计,将80份PBT与8份伊利石、1份抗氧化剂混合,升温至225℃混炼15min后,挤出造粒,得到无卤阻燃PBT塑料。
对比例2.一种环保型阻燃PBT塑料的制备方法,包括以下步骤:
与实施例2相比,本对比例未使用1,6-己二醇二缩水甘油醚预处理伊利石;
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.将伊利石分散至去离子水中,以频率为30KHz的超声波分散1h后,离心分离伊利石沉淀,收集沉淀,将其分散至浓度为10wt%的碳酸钠溶液中,升温至80℃,超声震荡处理2h后,再次离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,得到纳基伊利石;
S12.将步骤S11制备得到的纳基伊利石分散至浓度为4mol/L的硝酸溶液中,升温至75℃,超声震荡处理3h后,离心分离,使用去离子水洗涤至中性后,得到氧化伊利石;
S13.按摩尔份数计,将2摩尔份的2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将1摩尔份的硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入0.1摩尔份的N-甲基吡咯烷,混合3min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1h,滴加结束后,升温至105℃,反应4h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S14.按重量份数计,将1重量份的步骤S12制备的氧化伊利石分散至DMF中,超声分散30min后,加入配置为氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有1重量份的阻燃化合物和0.05重量份的三苯基膦的DMF溶液中,升温至90℃,反应2h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.按重量份数计,将80份PBT与8份阻燃改性伊利石、1份抗氧化剂混合,升温至225℃混炼15min后,挤出造粒,得到无卤阻燃PBT塑料。
对比例3.一种环保型阻燃PBT塑料的制备方法,包括以下步骤:
与实施例2相比,本对比例未对伊利石进行步骤S11、S12的处理;
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.按重量份数计,将1重量份的伊利石分散至四氢呋喃中,超声震荡处理30min后,得到伊利石悬浮液;氮气氛围下,将4.5重量份的1,6-己二醇二缩水甘油醚溶于四氢呋喃溶液中,混合均匀后,加入0.05重量份的二月桂酸二丁基锡,冰水浴处理至恒温后,滴加伊利石悬浮液,滴加时长为2h,滴加结束后,升温至80℃,反应3h后,离心分离,使用纯净的四氢呋喃洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到环氧化伊利石;
S12.按摩尔份数计,将2摩尔份的2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将1摩尔份的硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入0.1摩尔份的N-甲基吡咯烷,混合3min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1h,滴加结束后,升温至105℃,反应4h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S13.按重量份数计,将1重量份的步骤S11制备的环氧化伊利石分散至DMF中,超声分散30min后,加入配置为环氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有1重量份的阻燃化合物和0.05重量份的三苯基膦的DMF溶液中,升温至90℃,反应2h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.按重量份数计,将80份PBT与8份阻燃改性伊利石、1份抗氧化剂混合,升温至225℃混炼15min后,挤出造粒,得到无卤阻燃PBT塑料。
检测:分别将实施例1-5与对比例1-2所制备的无卤阻燃PBT塑料注塑成150*10*3mm的检测试样,根据GB/T 2406.2检测其极限氧指数;根据ASTM D-256检测其冲击强度,根据ISO-527检测其拉伸强度,检测结果见下表:
极限氧指数(%) 冲击强度(J/m) 拉伸强度(MPa)
实施例1 29.7 6.5 48.8
实施例2 31.2 6.8 50.2
实施例3 31.5 6.9 52.9
实施例4 33.2 7.3 53.8
实施例5 32.8 7.2 52.5
对比例1 24.1 5.4 41.6
对比例2 25.2 6.2 44.1
对比例3 26.4 6.3 43.7
由实施例1-2对比可以看出,增加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐的添加量可以有效增加阻燃化合物中的磷元素含量,进一步的提升其阻燃性能;由实施例2-3与对比例2的对比可以看出,增加1,6-己二醇二缩水甘油醚的处理,可以提升伊利石中环氧基团的数量,并利用长碳链和醚基带来的分子柔性提升阻燃化合物的负载量,降低其空间位阻作用造成的负载量下降;通过实施例2、4、对比例1对比可知,本发明制备的阻燃改性伊利石经改性后可以有效提升PBT塑料的阻燃能力,且改性后的伊利石与PBT有着更好地相容性,可以大幅提高其PBT塑料的机械性能;通过实施例2、对比例3的对比可知,通过对伊利石进行离子置换后,可以有效扩大其层间距,暴露出其中更多的活性位点接枝环氧基团,并且为阻燃化合物的负载提供更多空间,提升负载量,增强PBT塑料的阻燃性能。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1.制备阻燃改性伊利石;
S11.将伊利石分散至去离子水中,超声分散1-2h后,离心分离伊利石沉淀,收集沉淀,将其分散至碳酸钠溶液中,升温至80-95℃,超声震荡处理2-4h后,再次离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3-5次后,得到纳基伊利石;
S12.将步骤S11制备得到的纳基伊利石分散至硝酸溶液中,升温至75-80℃,超声震荡处理3-4h后,离心分离,使用去离子水洗涤至中性后,得到氧化伊利石;
S13.将氧化伊利石分散至四氢呋喃中,超声震荡处理30-45min后,得到伊利石悬浮液;氮气氛围下,将1,6-己二醇二缩水甘油醚溶于四氢呋喃溶液中,混合均匀后,加入二月桂酸二丁基锡,冰水浴处理至恒温后,滴加伊利石悬浮液,滴加时长为2-4h,滴加结束后,升温至80-90℃,反应3-6h后,离心分离,使用纯净的四氢呋喃洗涤3-5次后,真空干燥至恒重,得到环氧化伊利石;
S14.将2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐分散至DMF中,配置为2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,氮气氛围下,将硫代磷酸三苯基三胺分散至纯净的DMF中,加入N-甲基吡咯烷,混合3-5min后,冰水浴处理至恒温,滴加2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐溶液,滴加时间为1-1.5h,滴加结束后,升温至105-120℃,反应4-8h后,旋蒸去除多余溶剂,得到阻燃化合物;
S15.将步骤S13制备的环氧化伊利石分散至DMF中,超声分散30-45min后,加入配置为环氧化伊利石悬浮液,将其滴加至溶有阻燃化合物和三苯基膦的DMF溶液中,升温至90-95℃,反应2-4h后,离心分离沉淀,使用去离子水洗涤3-5次后,真空干燥至恒重,得到阻燃改性伊利石;
S2.将PBT与阻燃改性伊利石、抗氧化剂混合,升温至220-230℃混炼15-30min后,挤出造粒,得到环保型阻燃PBT塑料。
2.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,其特征在于:按重量份数计,所述环保型阻燃PBT塑料中包括以下组分:80-90份PBT、8-15份阻燃改性伊利石、1-2份抗氧化剂。
3.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,其特征在于:所述抗氧化剂为抗氧化剂1010或抗氧化剂168中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,其特征在于:步骤S11中,所述碳酸钠溶液浓度为10-16wt%。
5.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,其特征在于:步骤S12中,所述硝酸溶液浓度为4-6mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,其特征在于:步骤S13中,所述氧化伊利石、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二月桂酸二丁基锡的质量比为1:(4.5-8):(0.05-0.1)。
7.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,其特征在于:步骤S14中,所述2-(三苯基亚磷基)丁二酸酐、硫代磷酸三苯基三胺、N-甲基吡咯烷的摩尔比为(1-2):1:(0.1-0.2)。
8.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃PBT塑料的制备工艺,其特征在于:步骤S15中,所述环氧化伊利石、阻燃化合物、三苯基膦的质量比为1:(1-5):(0.05-0.1)。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的制备工艺制备的环保型阻燃PBT塑料。
CN202311708329.9A 2023-12-13 2023-12-13 一种环保型阻燃pbt塑料及其制备工艺 Active CN117887220B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311708329.9A CN117887220B (zh) 2023-12-13 2023-12-13 一种环保型阻燃pbt塑料及其制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311708329.9A CN117887220B (zh) 2023-12-13 2023-12-13 一种环保型阻燃pbt塑料及其制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117887220A true CN117887220A (zh) 2024-04-16
CN117887220B CN117887220B (zh) 2024-05-28

Family

ID=90651380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311708329.9A Active CN117887220B (zh) 2023-12-13 2023-12-13 一种环保型阻燃pbt塑料及其制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117887220B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1966575A (zh) * 2006-11-08 2007-05-23 东华大学 一种高固含量负离子粉体母粒制备方法
KR20120130558A (ko) * 2011-05-23 2012-12-03 이창호 고분자 내에서 일라이트의 분산성 향상 방법
CN109553850A (zh) * 2018-10-29 2019-04-02 薛向东 一种阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1966575A (zh) * 2006-11-08 2007-05-23 东华大学 一种高固含量负离子粉体母粒制备方法
KR20120130558A (ko) * 2011-05-23 2012-12-03 이창호 고분자 내에서 일라이트의 분산성 향상 방법
CN109553850A (zh) * 2018-10-29 2019-04-02 薛向东 一种阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN117887220B (zh) 2024-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104211880A (zh) 一种含磷硅阻燃嵌段共聚物及其制备方法
CN114685800A (zh) 含磷超支化多元醇、含磷超支化环氧树脂及其制备方法、组合物及氰酸酯树脂
CN113621178B (zh) 纳米金属氢氧化物无卤阻燃剂及其复合材料的制备方法
CN114395213B (zh) 一种高强度铜皮换向器材料及其制备方法
CN117887220B (zh) 一种环保型阻燃pbt塑料及其制备工艺
CN115011078A (zh) 一种阻燃环保pet塑料及其制备方法
CN112645983B (zh) 一种添加型可交联阻燃剂及其制备方法
CN111961198B (zh) 一种无卤阻燃增韧剂及其制备方法和应用
CN113861309A (zh) 一种磷酰胺交联壳聚糖生物基阻燃剂及其制备方法
CN116144158B (zh) 一种耐高温阻燃pc/abs复合材料及其制备方法
CN113292823B (zh) 一种对苯二腈衍生物阻燃环氧树脂复合材料的制备方法
CN113372471B (zh) 一种磷氧化环氧弹性体及阻燃复合材料
CN114752337A (zh) 一种耐水ms密封胶及其制备方法
CN113896988A (zh) 一种无烟阻燃防水电缆料
CN111393808A (zh) 一种改性聚磷酸铵-黑磷阻燃pet聚酯的制备方法
CN111718470B (zh) 一种反应型磷杂菲/次磷酸盐双基阻燃环氧树脂材料及其制备方法
CN110818953A (zh) 一种改性粉煤灰漂珠负载dopo的制备方法及其应用
CN114316235B (zh) 一种阻燃环保聚碳酸酯的制备方法及其应用
CN116535826B (zh) 一种固相增粘的高强度pbt和pet复合材料及其制备方法
CN109825075B (zh) 无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料
CN116219741A (zh) 导电及电磁屏蔽交联树形分子镀银间位芳纶的制备方法
KR100557530B1 (ko) 자기소화성 강인화 에폭시 수지 조성물 및 이의 제조방법
CN118834509A (zh) 一种电容器薄膜用聚酯基复合材料及其制备方法
CN116199719A (zh) 一种生物基含联苯结构和磷的高效阻燃剂
CN118909391A (zh) 一种高耐热型玻纤增强abs材料及其制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant