[發(fā)明專利]一種聚苯乙烯阻燃納米復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110394849.8
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102504429A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 晏泓;張猛;董波;王慧芳;魏麗喬;許并社
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L71/12;C08K9/04;C08K3/34;B29C47/92
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種聚苯乙烯阻燃納米復(fù)合材料及其制備方法屬于聚苯乙烯復(fù)合阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚苯乙烯具有卓越的電絕緣性、加工流動性、良好的耐化學(xué)腐蝕性和剛性等優(yōu)點(diǎn)而成為世界第三大塑料。但是，聚苯乙烯及其同系聚合物材料，與其他大部分聚合物材料一樣，在空氣中容易燃燒，并且燃燒時產(chǎn)生大量黑色的濃煙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服己有技術(shù)的不足，提供一種熱穩(wěn)定性較高的聚苯乙烯阻燃納米復(fù)合材料及其制備方法。

為了解決上述的問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種聚苯乙烯阻燃納米復(fù)合材料，它由聚苯乙烯、聚苯醚、有機(jī)改性蒙脫土復(fù)合而成，其原料的重量份數(shù)為：聚苯乙烯5-8份，聚苯醚1-2份，有機(jī)改性蒙脫土1-3份。

所述的有機(jī)改性蒙脫土改性方法為球磨改性，有機(jī)改性劑為十八烷基三甲基氯化銨。

一種制備所述復(fù)合材料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

第一步，將聚苯乙烯、聚苯醚、有機(jī)改性蒙脫土按照重量份數(shù)為：聚苯乙烯5-8份，聚苯醚1-2份，有機(jī)改性蒙脫土1-3份混合，用高速攪拌機(jī)混勻，得到原料混合物；

第二步，將所述原料混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出成型，得到聚苯乙烯阻燃納米復(fù)合材料。

所述制備方法的第二步中雙螺桿擠出機(jī)工藝參數(shù)為：長徑比為30-40?mm；螺桿直徑為15-24mm；螺桿轉(zhuǎn)速為500-800r/min，料筒溫度為180℃-210℃，機(jī)頭溫度為190℃-205℃，螺桿溫度為180℃-195℃。

所述制備方法的第二步中雙螺桿擠出機(jī)工藝參數(shù)為：長徑比為36；螺桿直徑為20mm；螺桿轉(zhuǎn)速為600r/min，料筒溫度為200℃，機(jī)頭溫度為200℃，螺桿溫度為185℃。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。

1、本發(fā)明一種聚苯乙烯阻燃納米復(fù)合材料具有良好的阻燃效果，并且熱穩(wěn)定性能相對聚苯乙烯來說有很大提高，氧指數(shù)可達(dá)24%，可制備成阻燃聚苯乙烯材料或阻燃母粒加以應(yīng)用。此種復(fù)合材料消除了可燃、易燃、燃燒時熱釋放速率大、熱值高、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤臁⒉灰紫纭⑷诘螄?yán)重等缺點(diǎn)；避免了燃燒后產(chǎn)生大量的濃煙和有毒氣體、對環(huán)境造成危害；避免威脅到人們的生命和財產(chǎn)安全。

2、經(jīng)利用球磨技術(shù)有機(jī)改性后得到的有機(jī)改性蒙脫土，層間距增加0.07nm，減小了粒徑使分布更加均勻，有利于大分子鏈的插入，實(shí)現(xiàn)了蒙脫土片層的剝離，提高了蒙脫土與聚苯乙烯的相容性和熱穩(wěn)定性。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

第一步，蒙脫土改性

a、將蒙脫土與60℃的去離子水混合，蒙脫土與去離子水的重量份比為1:0.5攪拌均勻，得到蒙脫土漿；?

b、用重量百分比濃度3%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)所述蒙脫土漿pH值至8-9，得到堿性蒙脫土漿；

c、將堿性蒙脫土漿與十八烷基三甲基氯化銨按照重量份比為30:1混合，攪拌均勻，得到蒙脫土改性混合物；

d、將蒙脫土改性混合物放入球磨機(jī)中，球磨1小時，得到粗制有機(jī)改性蒙脫土；

e、將粗制有機(jī)改性蒙脫土放入烘箱烘干，溫度70℃，時間15小時，得到干燥粗制有機(jī)改性蒙脫土；

f、將干燥粗制有機(jī)改性蒙脫土在球磨機(jī)中再次球磨2小時，然后過篩，篩孔為400目，得到有機(jī)改性蒙脫土。

第二步，將聚苯乙烯、聚苯醚和有機(jī)改性蒙脫土按照重量份數(shù)為：聚苯乙烯5.6份，聚苯醚1.7份，有機(jī)改性蒙脫土2.7份混合，用高速攪拌機(jī)混勻，得到原料混合物；

第三步，將原料混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出成型，其中雙螺桿擠出機(jī)工作參數(shù)為：長徑比為30?mm；螺桿直徑15mm；螺桿轉(zhuǎn)速500r/min，料筒180℃、機(jī)頭190℃和螺桿溫度180℃，得到聚苯乙烯阻燃納米復(fù)合材料。

實(shí)施例2

第一步，蒙脫土改性

a、將蒙脫土與65℃的去離子水混合，蒙脫土與去離子水的重量份比為1:1攪拌均勻，得到蒙脫土漿；?

b、用重量百分比濃度4%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)所述蒙脫土漿pH值至8-9，得到堿性蒙脫土漿；

c、將堿性蒙脫土漿與十八烷基三甲基氯化銨按照重量份比為40:1混合，攪拌均勻，得到蒙脫土改性混合物；

d、將蒙脫土改性混合物放入球磨機(jī)中，球磨2小時，然后放入烘箱72℃，烘干17小時，得到有機(jī)改性蒙脫土。