[發明專利]熱塑性塑料制備無鹵阻燃納米復合材料的方法

有效

• 申請號: 200910065603.9
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101987894A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 雷毅;王勝利
• 申請（專利權）人: 沁陽市雙嶼防腐設備有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08L25/06;C08L67/02;C08L69/00;C08L77/00;C08K9/04;B29C47/92;B29C45/78
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳

技術領域

本發明屬于高分子納米材料技術領域，具體涉及一種納米復合材料制備方法。

背景技術

現有的傳統高分子納米材料有蒙脫土插層高分子納米材料和溶膠-凝膠法(Sol-Gel)制備的高分子納米材料，其不足的地方是，納米粒子的分散性不好，易團聚。而POSS(多面齊聚倍半硅氧烷)籠狀硅材料，介于有機材料與無機材料之間，以無機的Si₈O₁₂六面體為剛性內核，尺寸約為0.5nm，六面體的外圍則被8個硅原子通過共價鍵相連接的有機基團所包裹。其納米尺寸的籠狀結構有利于高分子材料的穿過，實現了納米粒子的分子級別的分散，另外，該納米尺寸的籠狀結構對穿過的高分子鏈產生了物理纏結作用，故POSS材料可以同時提高高分子材料的玻璃化轉變溫度(Tg)和熱分解溫度(Td)50-100℃范圍。POSS改性高分子納米材料目前是國內外研究的熱點課題之一，但POSS材料不足的地方是目前還不能進行工業化生產，這也大大限制了其應用范圍。

杯芳烴具有大小可調節的“空腔”，能夠形成主-客復合物，與環糊精、冠醚相比，是一類更具廣泛適應性的模擬酶，被稱為繼冠醚、環糊精之后第三代新型主體化合物。具有獨特的納米空穴結構，它的空穴結構大小的調節具有較大的自由度，構象可調節；可進行衍生化學反應，能與離子和中性分子形成主-客體包絡物，且能以杯芳烴中的羧基作為一個反應點，將許多官能團引入到小分子結構。杯芳烴是大環化合物，合成簡單，如申請號為“200610021960.1”、名稱為“杯芳烴[4]改性熱固性酚醛樹脂及其制備方法”的發明專利所述。

如期刊“Chromatographia”(色譜學)在2005年，第62期，第519-525頁上所發表的名稱為“Development?of?a?sol-gel?Procedure?for?Preparation?of?a?Diglyc-idyloxycalix[4]arene?Solid-Phase?Microextraction?Fiber?With?Enhanced?ExtractionEfficiency”(利用溶膠-凝膠法制備一種高萃取效率的雙縮水甘油醚改性杯芳烴[4]固相微萃取纖維的進展)的文章或者期刊“Electrophoresis”(電泳法)在2006年，第27期，3381-3390頁上所發表的名稱為“A?novel?sol-gel?calix[4]arene-modified?capillary?column?for?open-tubula?capillary?electrochromatography”(一種適合開管毛細管電色譜法用新型溶膠-凝膠改性杯芳烴[4]毛細管柱)的文章所述，用硅烷偶聯劑和四乙氧基硅烷對杯芳烴[n]進行表面處理后，在杯芳烴[n]中引入硅，使得杯芳烴[n]的極性變小、活性增強。

在電視機制造業、家具制造業、家用電器制造業等行業，阻燃劑有著廣泛的應用。按化學成，阻燃劑分可以分為有機阻燃劑和無機阻燃劑兩大類，有機阻燃劑分為磷系和鹵系兩個系列。鹵系阻燃劑具有分解產物毒性大、煙霧大等特點，嚴重損害人們身心健康，正逐步被磷系阻燃劑所代替。

發明內容

本發明要解決的是納米分子分散性不好、易團聚的技術問題，并提供一種分散性好、不易團聚、適合工業化生產的熱塑性塑料制備無鹵阻燃納米復合材料的方法。

本發明的技術方案是按下述方式實現的：

(1)對表面處理過的杯芳烴[n]進行化學改性；

(2)將100份熱塑性塑料和15～30份步驟(1)中處理過的杯芳烴[n]混合；

(3)在150℃～280℃擠出成型；

(4)在150℃～280℃進行注射成型。

步驟(1)中所述化學改性如下述步驟所示：

(a)以二甲苯為溶劑，加入苯酚和催化叔胺后加熱至140℃并通氮氣保護；

(b)滴加三氯氧磷二甲苯溶液，在140℃反應7小時后回收溶劑得到二苯基氯磷酸酯，所述三氯氧磷與步驟(a)中苯酚的摩爾比為1∶2；

(c)以二甲苯為溶劑，將二苯基氯磷酸酯和杯芳烴[n]在AlCl₃為催化劑作用下于160℃反應1小時，所述二苯基氯磷酸酯與杯芳烴[n]的摩爾比為8∶1～12∶1；

(d)分離提純。

所述熱塑性塑料是聚乙烯或聚丙烯或聚苯乙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯或尼龍。

所述杯芳烴[n]是間苯二酚基杯芳烴[4]或對叔丁基杯芳烴[4]或對叔丁基杯芳烴[6]。