[發明專利]一種聚酰亞胺插層接枝氫氧化鎂阻燃劑的制備方法

在審

• 申請號: 202011186262.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112250905A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 嚴晴;嚴一豐
• 申請（專利權）人: 深圳市志海實業股份有限公司
• 主分類號: C08K9/06
• 分類號: C08K9/06;C08K3/22;C08L79/08;C08L27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種聚酰亞胺插層接枝氫氧化鎂阻燃劑的制備方法。采用聚酰亞胺預聚體與改性后的納米氫氧化鎂在溶劑中混合，在催化劑的作用下加熱回流，并冷卻干燥。經超微粉碎后制得均一性質的阻燃劑，阻燃效果集中了氫氧化鎂和聚酰亞胺阻燃的優點，具有協同阻燃效應，阻燃效果顯著，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種聚酰亞胺插層接枝氫氧化鎂阻燃劑的制備方法，屬于阻燃劑制備的技術領域。

背景技術

阻燃劑分為添加型阻燃劑和反應性阻燃劑兩大類，其中絕大多數的阻燃劑都含有鹵素和磷素。傳統阻燃劑廣泛采用含鹵聚合物，一旦燃燒，生煙量更大，并會產生氯化氫等鹵素氣體。

發明內容

由于無機阻燃劑毒性低，因而完全符合當今阻燃劑向環保型發展的大趨勢。但由于無機阻燃劑(如氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等)是填料型的，在樹脂中添加量較大，往往會不同程度地影響材料的加工性能和機械力學性能。

氫氧化鎂與其它無機阻燃劑相比，在使高分子材料獲得優良的阻燃效果同時，還能夠抑制煙霧和鹵化氫等毒性氣體的生成，賦予材料無毒性、無腐蝕性等特點，是一種環境友好的綠色阻燃劑。

不過氫氧化鎂也有存在以下缺點：添加量高，對材料的物理—機械性能及加工性能影響大。普通氫氧化鎂多為六方晶形或無定形晶體，比表面積大，晶粒間有很強的凝聚成團性，在樹脂中分散性很差，因而難以和塑料相容。

聚酰亞胺具有突出的阻燃性、無煙或少煙性、耐熱性、優良的機械性能、電學性能及耐溶劑穩定性等，將氫氧化鎂與聚酰亞胺牢固結合，那么它和其它塑料或基體樹脂的相容性將得到極大改善。聚酰亞胺本身具有突出的耐熱性，還可以與MH產生協同阻燃作用，并且它同許多聚合物的相容性都較好。如果其分子本身或能通過偶聯劑將聚酰亞胺分子插入接枝到氫氧化鎂內層或表面上，相當于在氫氧化鎂內層或表面形成了一種特殊的有機無機雜化復合體，這不但能夠改善分散性和相容性，還能起到協同阻燃的效果。

然而采用普通的氫氧化鎂與聚酰亞胺進行插層難以達到均一體系，并且收率較低，由于氫氧化鎂的晶型問題導致其與聚酰亞胺相容性不佳，制備較為困難。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種聚酰亞胺插層接枝氫氧化鎂阻燃劑的制備方法。采用聚酰亞胺預聚體與改性后的納米氫氧化鎂在溶劑中混合，在催化劑的作用下加熱回流，并冷卻干燥。經超微粉碎后制得均一性質的阻燃劑，阻燃效果集中了氫氧化鎂和聚酰亞胺阻燃的優點，具有協同阻燃效應。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：聚酰亞胺插層接枝氫氧化鎂阻燃劑的制備方法，其特征包括，1）制備聚酰亞胺預聚體：室溫條件下，先配制二酐的二甲基亞砜溶液A，然后配制芳香族二胺與異氰酸酯的二甲基亞砜溶液B，將溶液A與B混合，然后在油浴加熱下攪拌進行反應，反應溫度為70-90℃，持續反應30min后升溫至140℃，再反應30min后降溫，冷卻到室溫靜置2～3h得到聚酰亞胺預聚體；2）改性納米氫氧化鎂的制備：配制質量濃度為0.5%～15%的硅烷偶聯劑溶液，將納米氫氧化鎂超聲分散至該溶液當中，加入插層劑繼續超聲分散，離心并分離獲得改性納米氫氧化鎂；3）將上述改性納米氧化鎂與上述聚酰亞胺預聚體充分混合，加入溶劑、催化劑，加熱回流反應，冷卻干燥并進行超微粉碎后即得聚酰亞胺插層接枝氫氧化鎂阻燃劑。

所述的二酐為芳香族二酐。

所述的芳香族二胺為對苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺中的一種或多種；優選地，所述芳香族二胺為間苯二胺。

所述的硅烷偶聯劑為3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種；優選地，所述的硅烷偶聯劑為3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷按重量比1：1的組合。