[發(fā)明專利]一種碳納米管改性尼龍阻燃材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107227018A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉美君
• 申請（專利權）人: 清遠初曲智能科技有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L91/06;C08K13/06;C08K9/02;C08K9/04;C08K7/24;C08K5/526;C08K3/24
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本發(fā)明公開了一種碳納米管改性尼龍阻燃材料及其制備方法。本發(fā)明所述的有機化改性填料通過表面有機化，能夠有效的降低團聚，提高其與尼龍的相容性，增強了成品材料的穩(wěn)定性強度，同時碳納米管增加了成品材料燃燒后的碳層面積，有效的起到了氣相阻隔的效果，增強了材料的防火性能，同時加入的亞磷酸三苯酯能夠在燃燒時可以通過脫水催化成碳，進一步提高了成品的阻燃防火性能。

技術領域

本發(fā)明屬于復合新材料領域，具體涉及一種碳納米管改性尼龍阻燃材料及其制備方法。

背景技術

尼龍作為工程塑料中最大最重要的品種，具有很強的生命力，主要在于它改性后實現(xiàn)高性能化，其次是汽車、電器、通訊、電子、機械等產(chǎn)業(yè)自身對產(chǎn)品高性能的要求越來越強烈，相關產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，促進了工程塑料高性能化的進程，而用于電子、電氣、電器的阻燃尼龍與日俱增，綠色化阻燃尼龍越來越受到市場的重視，但是，尼龍也存在缺點，它的化學結構主要是碳和氫組成，尼龍是高度可燃的，在人們的日常生活和生產(chǎn)中存在潛在的火災隱患。尼龍在燃燒過程中會產(chǎn)生大量有毒、有腐蝕性的煙氣，在火災中造成嚴重的后果。鑒于此，當前許多國家都十分重視尼龍的阻燃改性，致力于研制和生產(chǎn)各類阻燃劑；

由此可見提升尼龍的阻燃等級不僅可以大大拓展材料的應用范圍，更是提升了材料的安全系數(shù)，對于保障社會生產(chǎn)資料和人民的生命財產(chǎn)安全具有重要意義；而為了不斷提高尼龍的阻燃性能，在其中添加石墨烯、碳納米管、二氧化硅、滑石粉等各類無機阻燃劑，但是這些無機阻燃劑容易造成團聚，降低成品的穩(wěn)定性強度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于改善無機阻燃劑在尼龍中的分散性，降低團聚，提高成品的穩(wěn)定性強度和防火性能，提供了一種碳納米管改性尼龍阻燃材料及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種碳納米管改性尼龍阻燃材料及其制備方法，包括以下步驟：

(1)取3-4重量份的亞磷酸三苯酯，加入到其重量16-20倍的無水乙醇中，攪拌均勻；

(2)取24-30重量份的馬來酸酐、1-2重量份的二異氰酸酯混合，在100-105℃下保溫7-20分鐘，加入上述亞磷酸三苯酯的無水乙醇溶液，攪拌均勻，送入到反應釜中，通入氮氣，調(diào)節(jié)反應釜溫度為65-70℃，保溫反應3-4小時，出料，與2-3重量份的蓖麻酸鈣混合，攪拌至常溫，得馬來酸酐預聚物；

(3)取5-6重量份的棕櫚蠟，加入到其重量4-6倍的乙酸乙酯中，在110-120℃下保溫20-30分鐘，冷卻至常溫；

(4)取20-25重量份的碳納米管，在混酸溶液中浸泡60-70分鐘，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，與3-4重量份的雙苯磺酰亞胺混合，加入到混合料重量1-2倍的四氯化碳中，攪拌均勻，與上述棕櫚蠟的乙酸乙酯溶液混合，磁力攪拌10-15分鐘，得磺酰化碳納米管溶液；

(5)將上述馬來酸酐預聚物加入到其重量20-30倍的二甲基甲酰胺中，攪拌均勻，與上述磺酰化碳納米管溶液混合，超聲4-6分鐘，送入冰水浴中，加入1-2重量份的三聚氰胺，攪拌均勻，靜置1-2小時，出料，抽濾，將濾餅用乙酸乙酯、去離子水依次洗滌，真空100-110℃下干燥1-2小時，冷卻至常溫，得有機化改性填料；

(6)取上述有機化改性填料，與3-4重量份的鋁酸鈣、0.5-1重量份的硫酸鋁銨、150-170重量份的尼龍6混合，送入到擠出機中，熔融擠出，冷卻，即得所述碳納米管改性尼龍阻燃材料。

所述的混酸溶液為體積比為4-6:1的95-96％的硫酸、80-85％的硝酸混合組成。