CN118165509A - 一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法 - Google Patents
一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118165509A CN118165509A CN202410345018.9A CN202410345018A CN118165509A CN 118165509 A CN118165509 A CN 118165509A CN 202410345018 A CN202410345018 A CN 202410345018A CN 118165509 A CN118165509 A CN 118165509A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame retardant
- parts
- mixing
- retardant material
- double
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 168
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 166
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims abstract description 60
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 claims abstract description 47
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims abstract description 16
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- VDBXLXRWMYNMHL-UHFFFAOYSA-N decanediamide Chemical compound NC(=O)CCCCCCCCC(N)=O VDBXLXRWMYNMHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 5
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 114
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 99
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 63
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 35
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 35
- -1 terephthalic acid sebacamide Chemical compound 0.000 claims description 33
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 23
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N n-[2-(octadecanoylamino)ethyl]octadecanamide Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NCCNC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 5
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 4
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 49
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 239000013154 zeolitic imidazolate framework-8 Substances 0.000 description 7
- MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N zinc;2-methylimidazol-3-ide Chemical compound [Zn+2].CC1=NC=C[N-]1.CC1=NC=C[N-]1 MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000002355 dual-layer Substances 0.000 description 3
- 229920006119 nylon 10T Polymers 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本申请公开了一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法，所述阻燃材料按重量份包括如下成分：聚对苯二甲酸癸二酰胺80‑115份、双层核壳纳米阻燃剂5‑10份、玄武岩纤维10‑15份、抗氧剂1‑2份、润滑分散剂1‑3份、氧化铝30‑48份、偶联剂5‑10份、凹凸棒土5‑10份。本申请提供的用于制备连接端子外壳的阻燃材料具有阻燃性能佳、耐温性较高以及导热性较佳的优势。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法。
背景技术
在电子设备中，连接端子作为外部电源与电路板之间的关键接口，其性能的稳定性和安全性至关重要。目前，市场上对连接端子的材料提出了更高的要求，特别是在阻燃、耐高温和导热性方面。由于外部电源与连接端子在插接不稳或高潮湿环境下容易产生电火花，一旦引燃电路板，后果不堪设想。同时，在高温环境下，连接端子的导热性能不佳，易导致热量积聚，进而引发变形，影响其正常使用。因此，开发一种既具备阻燃性能，又能耐高温、导热性良好的连接端子材料成为当前亟待解决的问题。这种材料不仅需要能够有效隔离电火花，防止电路板被引燃，还需在高温环境下保持稳定的物理和化学性质，确保连接端子的正常使用。
发明内容
为了解决上述至少一种技术问题，开发一种阻燃性能佳、耐温性较高以及导热性较佳的阻燃材料，本申请提供一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法。
一方面，本申请提供一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料，所述阻燃材料按重量份包括如下成分：聚对苯二甲酸癸二酰胺80-115份、双层核壳纳米阻燃剂5-10份、玄武岩纤维10-15份、抗氧剂1-2份、润滑分散剂1-3份、氧化铝30-48份、偶联剂5-10份、凹凸棒土5-10份；
所述双层核壳纳米阻燃剂的制备方法为如下：
A1、将沸石咪唑骨架-8与水按重量比1：(8-10)混合均匀，形成悬浮液，并将悬浮液与柠檬酸按重量比为1：(5-8)混合，超声搅拌、洗涤、干燥，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物；
A2、将氨端聚二甲基硅氧烷和水按重量比(9-11)：1混合，并在50-60℃下加热搅拌，制得混料，对混料进行干燥，并将干燥后的混料与甲醇按重量比1：(7-9)混合，制得氨端聚二甲基硅氧烷溶液；
A3、将步骤A1制得的沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物、和甲醇按重量比1：(140-150)混合，超声分散，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液；
A4、将沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液与氨端聚二甲基硅氧烷溶液按重量比1：(1-2)混合，搅拌1-1.5d，洗涤，干燥，制得双层核壳纳米阻燃剂。
通过采用上述技术方案，本申请提供了一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料，该阻燃材料具有优异的阻燃性能、耐温性和导热性，能够有效解决外部电源与连接端子在不稳定插接时产生电火花引燃电路板的问题，同时能够在高温环境下保持稳定性，防止连接端子变形，确保连接端子的正常使用。本申请提供的阻燃材料的主要成分包括聚对苯二甲酸癸二酰胺、双层核壳纳米阻燃剂、玄武岩纤维、抗氧剂、润滑分散剂、氧化铝、偶联剂和凹凸棒土。其中，双层核壳纳米阻燃剂结合了沸石咪唑骨架-8、柠檬酸、氨端聚二甲基硅氧烷等材料，形成具有双层核壳结构的纳米阻燃剂。这种结构使得阻燃剂能够在材料燃烧时形成致密的保护层，隔绝氧气与材料的接触，从而有效地抑制火焰的蔓延。并且，本申请在制备阻燃材料时还添加有凹凸棒土，凹凸棒土作为一种无机纳米材料，具有独特的孔隙结构和高比表面积，这使得它能够作为一种优良的载体或分散剂。在阻燃材料的制备过程中，凹凸棒土可以作为纳米粒子的支撑或分散基质，帮助双层核壳纳米阻燃剂更均匀地分散在基体材料中。同时，双层核壳纳米阻燃剂由于其特殊的双层结构和纳米尺寸效应，具有优异的阻燃性能和热稳定性。这种阻燃剂能够与凹凸棒土形成紧密的结合，进一步增强阻燃效果。当材料受热时，双层核壳纳米阻燃剂能够迅速响应，与凹凸棒土共同形成一道有效的热隔离屏障，阻止热量向材料内部传导，从而提高材料的热变形温度。此外，凹凸棒土本身具有较高的导热系数，能够作为导热通道，在材料内部形成有效的导热网络。双层核壳纳米阻燃剂由于其纳米尺寸效应和高的比表面积，能够增强与基体材料的界面相互作用，减少界面热阻，提高热量在材料中的传递效率。热变形温度的提高主要依赖于凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的热稳定性。因此，凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的复配使用进一步提高了阻燃材料的耐温性能以及导热性。聚对苯二甲酸癸二酰胺(PA10T)作为基体材料，具有优异的机械性能和加工性能。其高分子链结构使得材料具有较高的强度和韧性，能够承受外部应力的作用。同时，PA10T具有良好的热稳定性，能够在高温下保持稳定的性能。在加工过程中，PA10T的熔融流动性适中，易于成型和加工，满足制备连接端子外壳的需求。聚对苯二甲酸癸二酰胺作为基体材料，具有良好的机械性能和加工性能；玄武岩纤维、氧化铝的加入，提高了材料的耐高温性能和导热性能；抗氧剂和润滑分散剂的添加，则有助于提升材料的稳定性和加工性能。此外，该阻燃材料的制备方法简单可行，原料易得，适合大规模工业化生产。综上所述，本申请提供的阻燃材料及其制备方法，为电子设备的安全性和稳定性提供了有力保障，具有重要的实际应用价值。
可选的，所述阻燃材料按重量份包括如下成分：聚对苯二甲酸癸二酰胺100-115份、双层核壳纳米阻燃剂8-10份、玄武岩纤维13-15份、抗氧剂1.5-2份、润滑分散剂2-3份、氧化铝42-48份、偶联剂8-10份、凹凸棒土8-10份。
可选的，所述双层核壳纳米阻燃剂和所述凹凸棒土的重量比为1：(0.8-1.2)。
通过采用上述技术方案，本申请通过将双层核壳纳米阻燃剂和凹凸棒土的重量比设定在1：(0.8-1.2)的范围内，可以实现两者性能的最大化。若凹凸棒土的比例过低，可能无法充分发挥其作为载体和导热通道的作用；若比例过高，则可能导致阻燃剂含量不足，影响阻燃效果。因此，当双层核壳纳米阻燃剂和凹凸棒土的重量比为1：(0.8-1.2)时，制得的阻燃材料具有较佳的耐温性能以及导热效果，从而为电子设备的安全性和稳定性提供了有力保障。
可选的，所述步骤A1中的超声搅拌中的超声搅拌时间为2-3h。
可选的，所述润滑分散剂选自乙撑双硬脂酰胺。
可选的，所述偶联剂选自偶联剂KH-560。
可选的，所述抗氧剂选自抗氧剂1010。
可选的，所述连接端子外壳的阻燃材料还包括硼酸锌0.5-1份。
通过采用上述技术方案，本申请在制备连接端子外壳的阻燃材料时，加入硼酸锌，能够进一步提高材料的热稳定性。
第二方面，本申请提供一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、将聚对苯二甲酸癸二酰胺、双层核壳纳米阻燃剂、抗氧剂、润滑分散剂、氧化铝以及偶联剂按重量份在高速混合机中混合均匀；
S2、将上述混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出，同时，在挤出过程中加入重量份的玄武岩纤维，将熔融挤出物拉条后经冷却、风干、切粒、均化，制得所述制备连接端子外壳的阻燃材料。
通过采用上述技术方案，本申请在S1步骤中，将聚对苯二甲酸癸二酰胺、双层核壳纳米阻燃剂、抗氧剂、润滑分散剂、氧化铝以及偶联剂按重量份在高速混合机中混合均匀，从而确保了阻燃材料的各组分能够充分混合，为后续加工步骤打下了基础。此外，在S2步骤中，将上述混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出。双螺杆挤出机能够提供稳定的温度和剪切力，使混合物在熔融状态下更好地混合和分散。同时，在挤出过程中加入玄武岩纤维，进一步增强了材料的机械性能和阻燃性能。玄武岩纤维的加入不仅提高了材料的强度和韧性，还能与双层核壳纳米阻燃剂共同作用，形成更为致密的保护层，阻隔氧气和热量的传播。最后，将熔融挤出物拉条后经冷却、风干、切粒、均化，制得所述制备连接端子外壳的阻燃材料。这一系列后处理步骤确保了材料的稳定性和一致性，为后续的成型加工提供了高质量的原料。综上所述，本申请提供的制备方法通过合理的步骤设计和参数控制，实现了阻燃材料各组分的均匀混合和有效分散，从而保证了最终产品的优异阻燃性能和机械性能。这种制备方法简单易行，适合大规模生产，为电子设备的安全性和稳定性提供了有力保障。
可选的，所述步骤S1中混合物的混料时间为58min；所述步骤S2中双螺杆挤出机各段温度依次为290℃、300℃、310℃、315℃、310℃、310℃、305℃、305℃、机头温度300℃，螺杆转速300400rpm；所述注塑机的各段温度依次为315℃、325℃、315℃、320℃。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请提供了一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料，该阻燃材料具有优异的阻燃性能、耐温性和导热性，能够有效解决外部电源与连接端子在不稳定插接或高潮湿环境下产生电火花引燃电路板的问题，同时能够在高温环境下保持稳定性，防止连接端子变形，确保连接端子的正常使用。
2.本申请在制备连接端子外壳的阻燃材料时，加入硼酸锌，能够进一步提高材料的热稳定性。
3.本申请提供的制备方法通过合理的步骤设计和参数控制，实现了阻燃材料各组分的均匀混合和有效分散，从而保证了最终产品的优异阻燃性能和机械性能。这种制备方法简单易行，适合大规模生产，为电子设备的安全性和稳定性提供了有力保障。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
具体实施例
聚对苯二甲酸癸二酰胺：东莞市材化塑胶科技有限公司，货号HH81217OOHXA。
沸石咪唑骨架-8：西安齐岳生物科技有限公司，型号65464，纯度99％。
氨端聚二甲基硅氧烷：CAS号97917-34-5，纯度99％。
柠檬酸：CAS号77-92-9，纯度99％。
甲醇：CAS号67-56-1，纯度99.8％。
玄武岩纤维：泰安智容工程材料有限公司，9-17μm。
抗氧剂1010：纯度99％。
乙撑双硬脂酰胺：CAS号110-30-5，纯度99％。
氧化铝：河南科胜研磨材料有限公司，99.9(％)。
KH-560：纯度99％。
凹凸棒土：1337-76-4，纯度99％。
制备例1-3
制备例1
本制备例提供一种双层核壳纳米阻燃剂的制备方法为如下：
A1、将沸石咪唑骨架-8与水按重量比1：8混合均匀，形成悬浮液，并将悬浮液与柠檬酸按重量比为1：5混合，超声搅拌、洗涤、干燥，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物；
A2、将氨端聚二甲基硅氧烷和水按重量比9：1混合，并在50℃下加热搅拌，制得混料，对混料进行干燥，并将干燥后的混料与甲醇按重量比1：7混合，制得氨端聚二甲基硅氧烷溶液；
A3、将步骤A1制得的沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物、和甲醇按重量比1：140混合，超声分散，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液；
A4、将沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液与氨端聚二甲基硅氧烷溶液按重量比1：1混合，搅拌1d，洗涤，干燥，制得双层核壳纳米阻燃剂。
制备例2
本制备例提供一种双层核壳纳米阻燃剂的制备方法为如下：
A1、将沸石咪唑骨架-8与水按重量比1：9混合均匀，形成悬浮液，并将悬浮液与柠檬酸按重量比为1：7混合，超声搅拌、洗涤、干燥，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物；
A2、将氨端聚二甲基硅氧烷和水按重量比10.2：1混合，并在58℃下加热搅拌，制得混料，对混料进行干燥，并将干燥后的混料与甲醇按重量比1：8.5混合，制得氨端聚二甲基硅氧烷溶液；
A3、将步骤A1制得的沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物、和甲醇按重量比1：146混合，超声分散，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液；
A4、将沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液与氨端聚二甲基硅氧烷溶液按重量比1：1.8混合，搅拌1.3d，洗涤，干燥，制得双层核壳纳米阻燃剂。
制备例3
本制备例提供一种双层核壳纳米阻燃剂的制备方法为如下：
A1、将沸石咪唑骨架-8与水按重量比1：10混合均匀，形成悬浮液，并将悬浮液与柠檬酸按重量比为1：8混合，超声搅拌、洗涤、干燥，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物；
A2、将氨端聚二甲基硅氧烷和水按重量比11：1混合，并在60℃下加热搅拌，制得混料，对混料进行干燥，并将干燥后的混料与甲醇按重量比1：9混合，制得氨端聚二甲基硅氧烷溶液；
A3、将步骤A1制得的沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物、和甲醇按重量比1：150混合，超声分散，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液；
A4、将沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液与氨端聚二甲基硅氧烷溶液按重量比1：2混合，搅拌1.5d，洗涤，干燥，制得双层核壳纳米阻燃剂。
实施例1
本实施例提供一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料，阻燃材料按重量份包括如下成分：聚对苯二甲酸癸二酰胺80份、双层核壳纳米阻燃剂5份、玄武岩纤维10份、抗氧剂1份、润滑分散剂1份、氧化铝30份、偶联剂5份、凹凸棒土5份；
本实施例中的用于制备连接端子外壳的阻燃材料的制备方法包括如下步骤：
S1、将聚对苯二甲酸癸二酰胺、双层核壳纳米阻燃剂、抗氧剂、润滑分散剂、氧化铝以及偶联剂按重量份在高速混合机中混合均匀；
S2、将上述混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出，同时，在挤出过程中加入重量份的玄武岩纤维，将熔融挤出物拉条后经冷却、风干、切粒、均化，制得所述制备连接端子外壳的阻燃材料。
步骤S1中混合物的混料时间为5min；步骤S2中双螺杆挤出机各段温度依次为290℃、300℃、310℃、315℃、310℃、310℃、305℃、305℃、机头温度300℃，螺杆转速300rpm；所述注塑机的各段温度依次为315℃、325℃、315℃、320℃。
本实施例中的润滑分散剂选自乙撑双硬脂酰胺。
本实施例中的偶联剂选自偶联剂KH-560。
本实施例中的抗氧剂选自抗氧剂1010。
本实施例中的双层核壳纳米阻燃剂由制备例1制得。
实施例2-5
实施例2-5与实施例1的区别在于，制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料的原料的重量份数不同，区别部分参见表1。
表1-实施例2-5与实施例1的区别部分表
对比例1-3
对比例1
本对比例与实施例4的区别在于，本对比例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，未加入双层核壳纳米阻燃剂。
对比例2
本对比例与实施例4的区别在于，本对比例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，未加入凹凸棒土。
对比例3
本对比例与实施例4的区别在于，本对比例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，未加入凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂。
实验检测
阻燃性：根据UL-94(1.6mm)检测待检测样品的垂直燃烧阻燃性能。
热变形温度检测：按照GBT1634.1-2019《塑料负荷变形温度的测定标准》进行测试。
导热系数：采用导热系数测试仪，参照ASTM D5470-2017《导热绝缘材料的热传输特性的标准试验方法》，进行导热系数(单位：W/m.K)检测并记录结果。
实施例1-5以及对比例1-3的实验检测结果记录表参见表2。
表2-实施例1-5以及对比例1-3的实验检测结果记录表
结果分析：实施例2-5与实施例1的区别在于，在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，原料的重量份数不同，结合表2的实验检测结果可知，由实施例4制得的阻燃材料的综合性能较佳。并且，阻燃性能够达到UL-94的V0标准。
对比例1与实施例4的区别在于，本对比例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，未加入双层核壳纳米阻燃剂。结合表2的实验检测结果可知，在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，若未加入双层核壳纳米阻燃剂，则会影响制得的阻燃材料的阻燃性能。由此可知，双层核壳纳米阻燃剂具有较佳的阻燃效果，其原因可能在于，沸石咪唑骨架-8(ZIF-8)是一种多孔材料。由于金属离子的存在，ZIF-8的表面往往带有正电荷。另一方面，柠檬酸是一种有机酸，柠檬酸分子在水溶液中容易解离出氢离子，从而带上负电荷。当带正电荷的ZIF-8与带负电荷的柠檬酸混合时，它们之间会发生静电吸引作用。这种静电作用使得ZIF-8与柠檬酸分子紧密地结合在一起，形成了稳定的复合物。此外，ZIF-8的高比表面积也为其与柠檬酸的结合提供了有利条件。高比表面积意味着ZIF-8具有更多的表面活性位点，能够吸附并固定更多的柠檬酸分子。这种吸附作用进一步增强了ZIF-8与柠檬酸之间的结合力，使得复合物结构更加稳定。其次，氨端聚二甲基硅氧烷与水混合后，经过加热搅拌和干燥处理，制得了相应的溶液。氨端聚二甲基硅氧烷作为一种有机硅化合物，具有较好的热稳定性和阻燃性能。通过将其与甲醇混合，可以进一步调整其分散性和反应活性，为后续与沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物反应奠定基础。在将沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物与氨端聚二甲基硅氧烷溶液混合并搅拌的过程中，两者发生了化学反应，形成了双层核壳结构。这种结构使得阻燃剂在材料燃烧时能够形成致密的保护层，隔绝氧气与材料的接触，从而抑制火焰的蔓延。双层结构还能够增加阻燃剂的稳定性，使其在高温下不易分解或失效。此外，双层核壳纳米阻燃剂中的各组分之间产生了协同作用。沸石咪唑骨架-8、柠檬酸和氨端聚二甲基硅氧烷各自具有优异的阻燃性能，当它们结合在一起时，能够相互增强，进一步提高阻燃效果。这种协同作用使得双层核壳纳米阻燃剂在阻燃性能上表现出色。
对比例2与实施例4的区别在于，本对比例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，未加入凹凸棒土。结合表2的实验检测结果可知，当在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，未加入凹凸棒土会导致阻燃材料的热变形温度降低，其原因可能在于，首先，凹凸棒土具有优异的导热性能，能够在材料内部形成有效的导热通道，提高热量传递效率。这有助于降低材料在受热时的温度梯度，减少因局部过热而引发的热变形或热裂解。其次，凹凸棒土具有较高的比表面积和孔隙率，能够作为优良的载体或分散剂，帮助其他阻燃剂更均匀地分散在基体材料中。这不仅可以提高阻燃剂的利用效率，还可以增强阻燃材料整体的均匀性和稳定性。
对比例3与实施例4的区别在于，本对比例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，未加入凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂。结合表2的实验检测结果可知，当在制备阻燃材料时，未加入凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂会导致，阻燃材料的阻燃性以及热变形温度、导热系数较差，其原因可能在于，双层核壳纳米阻燃剂在阻燃材料中起到了至关重要的作用。它能够通过其特殊的双层核壳结构，在材料燃烧时形成致密的保护层，隔绝氧气与材料的接触，从而有效抑制火焰的蔓延。其次，凹凸棒土作为一种无机纳米材料，不仅具有优异的导热性能，还能够作为优良的载体或分散剂，帮助其他阻燃剂更均匀地分散在基体材料中。凹凸棒土的加入能够提高阻燃材料的热稳定性和导热性能。因此，未加入凹凸棒土会导致阻燃材料的热变形温度降低，导热系数变差。综上所述，凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂在阻燃材料中各自发挥着重要的作用，它们的缺失会导致阻燃材料的阻燃性能、热稳定性以及导热性能明显下降。
实施例6-8
实施例6
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的总重量为18份，其中，凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的重量份比为1：0.8。
实施例7
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的总重量为18份，其中，凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的重量份比为1：1.1。
实施例8
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的总重量为18份，其中，凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的重量份比为1：1.2。
实施例6-8的实验检测结果参见表3。
表3-实施例6-8的实验检测结果记录表
| 检测项 | 阻燃性 | 热变形温度(℃) | 导热系数W/m.K |
| 实施例4 | V0 | 257 | 1.48 |
| 实施例6 | V0 | 255 | 1.45 |
| 实施例7 | V0 | 263 | 1.55 |
| 实施例8 | V0 | 260 | 1.50 |
结果分析：结合表3的实验检测结果可知，当凹凸棒土和双层核壳纳米阻燃剂的重量份比为1：1.1时，制得的阻燃材料的综合性能较佳。凹凸棒土的用量较多较少，均会影响阻燃材料的热变形温度。
实施例9-10
实施例9
本实施例与实施例7的区别在于，本实施例中的双层核壳纳米阻燃剂由制备例2制得。其余条件与实施例7保持一致。
实施例10
本实施例与实施例7的区别在于，本实施例中的双层核壳纳米阻燃剂由制备例3制得。其余条件与实施例7保持一致。
实施例9-10的实验检测结果参见表4。
表4-实施例9-10的实验检测结果表
| 检测项 | 阻燃性 | 热变形温度(℃) | 导热系数W/m.K |
| 实施例8 | V0 | 263 | 1.55 |
| 实施例9 | V0 | 268 | 1.61 |
| 实施例10 | V0 | 265 | 1.68 |
结果分析：结合表4的实验检测结果可知，双层核壳纳米阻燃剂的制备方法在一定程度上会影响制得的阻燃材料的热变形温度，结合表4的实验检测结果可知，由实施例9制得的阻燃材料的综合性能较佳。
实施例11-13
实施例11
本实施例与实施例9的区别在于，本实施例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，还包括0.5份硼酸锌。
制备方法为如下：
本实施例中的用于制备连接端子外壳的阻燃材料的制备方法包括如下步骤：
S1、将聚对苯二甲酸癸二酰胺、双层核壳纳米阻燃剂、抗氧剂、润滑分散剂、氧化铝、偶联剂、硼酸锌按重量份在高速混合机中混合均匀；
S2、将上述混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出，同时，在挤出过程中加入重量份的玄武岩纤维，将熔融挤出物拉条后经冷却、风干、切粒、均化，制得所述制备连接端子外壳的阻燃材料。
步骤S1中混合物的混料时间为8min；步骤S2中双螺杆挤出机各段温度依次为290℃、300℃、310℃、315℃、310℃、310℃、305℃、305℃、机头温度300℃，螺杆转速400rpm；所述注塑机的各段温度依次为315℃、325℃、315℃、320℃。
本实施例中的润滑分散剂选自乙撑双硬脂酰胺。
本实施例中的偶联剂选自偶联剂KH-560。
本实施例中的抗氧剂选自抗氧剂1010。
实施例12
本实施例与实施例11的区别在于，本实施例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，还包括0.95份硼酸锌。
实施例13
本实施例与实施例11的区别在于，本实施例在制备用于制备连接端子外壳的阻燃材料时，还包括1份硼酸锌。
实施例11-13的实验检测结果参见表5。
表5-实施例11-13的实验检测结果记录表
| 检测项 | 阻燃性 | 热变形温度(℃) | 导热系数W/m.K |
| 实施例9 | V0 | 268 | 1.61 |
| 实施例11 | V0 | 287 | 1.72 |
| 实施例12 | V0 | 292 | 1.77 |
| 实施例13 | V0 | 290 | 1.74 |
结果分析：实施例11-13与实施例9的区别在于，在制备阻燃材料时，原料还包括硼酸锌，结合表5的实验检测结果可知，硼酸锌的添加能够进一步提高制得的阻燃材料的热变形温度。其原因可能在于，硼酸锌具有较高的热稳定性，能够在高温下保持其结构稳定，不易分解。这种稳定性使得阻燃材料在受热时能够维持其原有的物理和化学性能，从而提高了材料的热变形温度。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料按重量份包括如下成分：对苯二甲酸癸二酰胺80-115份、双层核壳纳米阻燃剂5-10份、玄武岩纤维10-15份、抗氧剂1-2份、润滑分散剂1-3份、氧化铝30-48份、偶联剂5-10份、凹凸棒土5-10份；
所述双层核壳纳米阻燃剂的制备方法为如下：
A1、将沸石咪唑骨架-8与水按重量比1：（8-10）混合均匀，形成悬浮液，并将悬浮液与柠檬酸按重量比为1：（5-8）混合，超声搅拌、洗涤、干燥，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物；
A2、将氨端聚二甲基硅氧烷和水按重量比（9-11）：1混合，并在50-60℃下加热搅拌，制得混料，对混料进行干燥，并将干燥后的混料与甲醇按重量比1：（7-9）混合，制得氨端聚二甲基硅氧烷溶液；
A3、将步骤A1制得的沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物、和甲醇按重量比1：（140-150）混合，超声分散，制得沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液；
A4、将沸石咪唑骨架-8与柠檬酸的复合物溶液与氨端聚二甲基硅氧烷溶液按重量比1：（1-2）混合，搅拌1-1.5d，洗涤，干燥，制得双层核壳纳米阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的用于制备连接端子外壳的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料按重量份包括如下成分：聚对苯二甲酸癸二酰胺100-115份、双层核壳纳米阻燃剂8-10份、玄武岩纤维13-15份、抗氧剂1.5-2份、润滑分散剂2-3份、氧化铝42-48份、偶联剂8-10份、凹凸棒土8-10份。
3.根据权利要求1所述的用于制备连接端子外壳的阻燃材料，其特征在于，所述双层核壳纳米阻燃剂和所述凹凸棒土的重量比为1：（0.8-1.2）。
4.根据权利要求1所述的用于制备连接端子外壳的阻燃材料，其特征在于，所述步骤A1中的超声搅拌中，超声搅拌时间为2-3h。
5.根据权利要求1所述的用于制备连接端子外壳的阻燃材料，其特征在于，所述润滑分散剂选自乙撑双硬脂酰胺。
6.根据权利要求1所述的用于制备连接端子外壳的阻燃材料，其特征在于，所述偶联剂选自偶联剂KH-560。
7.根据权利要求1所述的用于制备连接端子外壳的阻燃材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010。
8.根据权利要求1所述的用于制备连接端子外壳的阻燃材料，其特征在于，所述连接端子外壳的阻燃材料还包括硼酸锌0.5-1份。
9.一种权利要求1-8任一项所述用于制备连接端子外壳的阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、将聚对苯二甲酸癸二酰胺、双层核壳纳米阻燃剂、抗氧剂、润滑分散剂、氧化铝、偶联剂、凹凸棒土按重量份在高速混合机中混合均匀；
S2、将上述混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出，同时，在挤出过程中加入重量份的玄武岩纤维，将熔融挤出物拉条后经冷却、风干、切粒、均化，制得所述制备连接端子外壳的阻燃材料。
10.根据权利要求9所述用于制备连接端子外壳的阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中混合物的混料时间为58min；所述步骤S2中双螺杆挤出机各段温度依次为290℃、300℃、310℃、315℃、310℃、310℃、305℃、305℃、机头温度300℃，螺杆转速300400rpm；所述注塑机的各段温度依次为315℃、325℃、315℃、320℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410345018.9A CN118165509A (zh) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410345018.9A CN118165509A (zh) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118165509A true CN118165509A (zh) | 2024-06-11 |
Family
ID=91354452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410345018.9A Pending CN118165509A (zh) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118165509A (zh) |
-
2024
- 2024-03-25 CN CN202410345018.9A patent/CN118165509A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103497500B (zh) | 聚苯醚树脂合金材料、其制备方法和应用 | |
| Wang et al. | Performance of an intumescent‐flame‐retardant master batch synthesized by twin‐screw reactive extrusion: effect of the polypropylene carrier resin | |
| CN102924917A (zh) | 一种耐电压绝缘阻燃增强尼龙66工程塑料 | |
| CN102352087B (zh) | 一种抗静电阻燃abs树脂材料及其制备方法 | |
| CN110283415B (zh) | 兼顾导电性和阻燃性的热塑性弹性体及其制备方法 | |
| CN109251402A (zh) | 一种阻燃电磁屏蔽热塑性弹性体纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN115746445A (zh) | 一种无卤低烟阻燃聚烯烃护套料及其制备方法 | |
| CN102898809A (zh) | 一种无卤阻燃聚苯醚电缆料及其制备和应用 | |
| CN112552579B (zh) | 有机双重包覆黑磷纳米片协效无卤阻燃聚乙烯组合物及其制备方法 | |
| CN110615937B (zh) | 一种聚苯醚改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN118165509A (zh) | 一种用于制备连接端子外壳的阻燃材料及其制备方法 | |
| CN111592742A (zh) | 一种耐高温ppo/pbt材料及其制备方法 | |
| CN108250573B (zh) | 一种耐热氧老化的无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN110591243A (zh) | 一种尼龙树脂改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN103160113B (zh) | 一种无卤阻燃抗菌pet/pa6合金材料及其制备方法 | |
| CN115926369A (zh) | 一种防火阻燃无卤abs复合材料及其制备方法 | |
| CN115850963A (zh) | 一种pa66材料及其制备方法、电气设备 | |
| CN101353462A (zh) | 含有超细层状硅酸盐的溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物及其制备方法 | |
| CN111534075B (zh) | 一种热塑性导热复合材料及其制备方法 | |
| CN110591336B (zh) | 一种热塑性聚氨酯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110615936B (zh) | 一种苯乙烯系树脂改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN110577716B (zh) | 一种电视机外壳用高抗冲击性聚苯乙烯专用料的制备方法 | |
| CN114634697B (zh) | 改性聚碳酸酯材料、其制备方法和应用 | |
| CN110607066A (zh) | 一种聚甲醛改性专用无卤阻燃增效功能母粒及其制备方法 | |
| CN115418102B (zh) | 一种高gwit高cti的无卤阻燃pa66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 |