[發明專利]一種磷化酯膨脹型尼龍材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710863977.X
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN108299683A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 梁碧茵
• 申請（專利權）人: 東莞產權交易中心
• 主分類號: C08L1/28
• 分類號: C08L1/28;C08L93/04;C08K13/06;C08K7/24;C08K7/26;C08K9/02;C08K9/04;C08K3/04;C08K5/521;C08L77/00
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本發明公開了一種磷化酯膨脹型尼龍材料，本發明將硅藻土通過磷化處理，然后與季戊四醇共混，在高溫下進行酯化反應，得到磷酯溶液，該磷酯溶液不僅將膨脹填料、硅藻土充分有機化，改善了其在尼龍基體中的相容性，降低了團聚，提高了成品材料的穩定性強度，同時磷酸酯在燃燒時可以通過脫水催化成碳，對碳層下面的材料起到隔熱、隔氧的作用，使得聚合物的表面形成堅固的保護型炭層，具有很好的阻燃性能。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種磷化酯膨脹型尼龍材料及其制備方法。

背景技術

由于尼龍具有良好的機械性能和加工性、耐熱性、耐腐蝕性以及自潤滑性等優點，其被廣泛應用于電子通訊、紡織品、化工制造等各個領域。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，在燃燒時會在短時間內迅速釋放大量熱，燃燒伴隨著濃煙，并釋放CO，CO2，HCN，NH3，CH4，C2H6 等有毒或易燃氣體；且由于尼龍熔體強度較低，因而在燃燒過程中極易產生大量有焰溶滴致使火勢迅速蔓延；同時，材料點燃后會在短時間內釋放大量熱，易引起二次燃燒。從微觀結構來看，其燃燒過程解釋為：首先尼龍在火焰作用下受熱，當溫度達到 220℃左右尼龍晶格被徹底破壞，材料逐漸軟化熔融，隨著溫度的進一步升高，材料開始熱氧化分解，高分子鏈的弱鍵處最先斷裂，其分子鏈上與氮原子上α位相連的亞甲基上的氫首先被自由基攻擊氧化，產生氫過氧化物，隨之使尼龍主鏈斷裂，分子量降低，熱穩定性下降。并且主鏈斷裂后形成的低分子量的鏈段上的亞甲基也會被游離的自由基攻擊，使其徹底分解。產生己內酰胺、苯等可燃氣體并向周圍擴散，為燃燒繼續提供原料，在人們的日常生活和生產中存在潛在的火災隱患。尼龍在燃燒過程中會產生大量有毒、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，致力于研制和生產各類阻燃劑；

然而目前阻燃添加型存在與基體相容性不好、鹵系阻燃劑有毒、污染環境等缺點，在一定程度上限制了其應用。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中阻燃添加型存在與基體相容性不好、鹵系阻燃劑有毒、污染環境等問題，提供一種磷化酯膨脹型尼龍材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種磷化酯膨脹型尼龍材料，它是由下述重量份的原料組成的：

均苯四甲酸二酐4-7份、季戊四醇13-20份、N-甲基吡咯烷酮8-10份、硼砂1-2份、（(聚山梨酯80)） 0.4-0.6份、硅藻土10-12份、辛基苯基環四硅氧烷4-6份、十溴聯苯醚0.6-1份、烷基醇酰胺1-2份、硫化亞錫0.1-0.2份、二烷基二硫代磷酸鋅0.4-1份、三氯化磷5-8份、膨脹填料10-14份。

所述的膨脹填料是由下述重量份的原料組成的：

碳納米管10-15份、十二烷基硫醇3-4份、碳源5-7份、十六烷基三甲基氯化銨0.5-1份、碳酸鋯銨2-3份、二甲胺1-2份、松香2-3份、氰丙基甲基纖維素3-5份。

所述的碳源為葡萄糖、干酪素中的一種或兩種的混合物，當為兩種的混合物時，葡萄糖、干酪素的重量比為3-4:1。

所述的膨脹填料的制備方法包括以下步驟：

（1）取氰丙基甲基纖維素，加入到其重量76-80倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為60-65℃，保溫攪拌10-15分鐘，加入碳酸鋯銨，攪拌至常溫，得纖維分散液；

（2）取碳源、十六烷基三甲基氯化銨混合，加入到混合料重量3-4倍的去離子水中，攪拌均勻，加入碳納米管，超聲5-10分鐘，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，送入到反應釜中，在700-800℃下碳化1-2小時，得復合填料；