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一种阻燃材料用母粒及其制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2022-04-12
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2022-06-28
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2042-04-12
基本信息
有效性 实质审查 专利类型 发明专利
申请号 CN202210380947.4 申请日 2022-04-12
公开/公告号 CN114605746A 公开/公告日 2022-06-10
授权日 预估到期日 2042-04-12
申请年 2022年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 C08L23/12C08K3/22C08K5/55C08K9/06C08K9/10C08J3/22B01J13/02 主分类号 C08L23/12
是否联合申请 独立申请 文献类型号 A
独权数量 1 从权数量 6
权利要求数量 7 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 99 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 凯尔科美(广州)高新材料科技有限公司 当前专利权人 凯尔科美(广州)高新材料科技有限公司
发明人 潘冠培、拓天星 第一发明人 潘冠培
地址 广东省广州市增城区增江街纬五路4号5栋5205房 邮编 510000
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 广东省 申请人所在市 广东省广州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
广州汇航专利代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
黄健仪
摘要
本发明公开了一种阻燃材料用母粒及其制备方法,该阻燃材料用母粒包括如下重量份原料:聚丙烯颗粒40‑50份、阻燃改性剂3‑5份、阻燃微囊3‑5份;阻燃微囊外层燃烧释放内部阻燃填料,阻燃填料释放结晶水,蒸发,分解并放出水蒸气,这个反应过程需要吸收大量的燃烧热能,从而大幅降低材料的表面温度,阻止高分子材料的热分解和燃烧,同时减少燃烧产生的烟气,有机阻燃成分含有磷的有氧酸燃烧时能够通过脱水炭化促进材料基体形成交联致密的炭层,有效隔绝了物质和热量在气固两相之间的传递,防止产生滴落,同时分子内部的氮燃烧后形成氮化物气体能够稀释氧气浓度,进而阻止燃烧。
  • 摘要附图
    一种阻燃材料用母粒及其制备方法
  • 说明书附图:[0016]
    一种阻燃材料用母粒及其制备方法
  • 说明书附图:[0019]
    一种阻燃材料用母粒及其制备方法
  • 说明书附图:[0022]
    一种阻燃材料用母粒及其制备方法
  • 说明书附图:[0025]
    一种阻燃材料用母粒及其制备方法
  • 说明书附图:[0028]
    一种阻燃材料用母粒及其制备方法
  • 说明书附图:[0092]
    一种阻燃材料用母粒及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-06-28 实质审查的生效 IPC(主分类): C08L 23/12 专利申请号: 202210380947.4 申请日: 2022.04.12
2 2022-06-10 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种阻燃材料用母粒,其特征在于:包括如下重量份原料:聚丙烯颗粒40‑50份、阻燃改性剂3‑5份、阻燃微囊3‑5份;
所述的阻燃改性剂由如下步骤制成:
步骤A1:将4‑羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合回流,制得中间体1,将中间体1溶于N,N‑二甲基甲酰胺中,搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁,搅拌均匀后,加入对溴苯甲醛,回流反应,制得中间体2;
步骤A2:将中间体2溶于四氢呋喃中,制得滴加液,将四氢呋喃、碘、镁粉混合回流并加入滴加液,回流反应,制得反应液,将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯混合均匀后,升温搅拌并加入硫酸溶液,混合均匀后,静置分层去除水层,将有机层蒸馏,制得中间体3;
步骤A3:将中间体3、氟化钾、PEG600混合反应,制得中间体4,将4,4'‑二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液,进行反应后,加入中间体4,继续反应,制得中间体5;
步骤A4:将中间体5、甲酰胺、甲酸混合反应后,降温并将反应液加入去离子水中,混合均匀后,过滤去除滤液,将滤饼加入浓盐酸中加热回流后,过滤去除滤液,制得盐酸盐,将盐酸盐加入环己烷中混合均匀,再次过滤去除滤液,将滤饼加入氢氧化钠溶液中,碱化处理后,蒸馏去除溶剂,制得中间体6;
步骤A5:将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合回流反应后,加入氯化锌、硼酸、二苯醚,进行反应,制得阻燃改性剂。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒,其特征在于:步骤A1所述的4‑羟基苯二胺和三甲基氯硅烷的用量比为1:1,中间体1、焦亚硫酸钠、硫酸镁、对溴苯甲醛的用量摩尔比为1:1:1:1。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒,其特征在于:步骤A2所述的四氢呋喃、碘、镁粉、中间体2的用量比为50mL:0.001mol:0.12mol:0.1mol,反应液、硼酸三甲酯、硫酸溶液的用量比为130mL:0.18mol:75mL,硫酸溶液的质量分数为10%。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒,其特征在于:步骤A3所述的中间体3、氟化钾、PEG600的用量摩尔比为1:1.2:0.05,4,4'‑二羟基二苯酮、三乙胺、三氯氧磷的用量比为1:2:2.1。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒,其特征在于:步骤A4所述的中间体5、甲酰胺、甲酸、去离子水的用量比为0.15mol:30mL:3.5mL:140mL,浓盐酸的质量分数为
36.5%,氢氧化钠溶液的质量分数为5%。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒,其特征在于:步骤A5所述的中间体6和马来酸酐的用量摩尔比为1:1。

7.根据权利要求1所述的一种阻燃材料用母粒的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
步骤S1:将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N‑二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀,静置10‑15h后,加入去离子水,在转速为400‑600r/min,温度为100‑110℃的条件下,进行搅拌
5‑7h后,过滤去除滤液,将滤饼用乙醇洗涤,再烘干,制得预处理聚丙烯;
步骤S2:将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中,在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃,螺杆转速为100r/min的条件下,挤出造粒,制得阻燃材料用母粒。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及高分子材料制备技术领域,具体涉及一种阻燃材料用母粒及其制备方法。

背景技术

[0002] 塑料是高分子量的聚合物材料,随着分子量的增加,聚合物材料从气体变为液体或固体,固体材料具有越高的分子量,它的流动性则越小,但是机械性能或耐热性会提升,并且具有可用作为日常生活中所需的材料(如金属、木材、陶瓷、橡胶等)的性能,塑料是通过混合各种类型的添加剂(包括改性剂、着色剂、加强剂、填料等)并进行成型加工而得的聚合物材料,塑料的性能由合成树脂(如PE、PP、PVC等)的化学结构决定,而相同的树脂的性能可能根据许多因素而有所不同,因此该特征可用于塑料的改性,在化学结构方面,塑料的性能根据分子量、分子量分布、基于聚合物制备(即聚合)条件的主链和侧链状态、端基、交联、立构规整性和共聚物组成分布等而变化;
[0003] 聚丙烯是常见的高分子材料,而现有的阻燃聚丙烯材料是在制备过程中加入无机阻燃剂与聚丙烯材料进行混炼,为了保证材料的阻燃性,需要加入大量的无机阻燃剂,无机阻燃剂过多使得混炼和成型时物料的流动性差,影响材料的加工性能和机械性能,且无机阻燃材料易与有机酸发生反应,进而使得阻燃成分减少,降低了阻燃效果,部分阻燃聚丙烯通过加入有机阻燃剂来提升材料阻燃效果,在聚丙烯使用过程中,内部的有机阻燃成分易出现析出,且燃烧时后出现大量烟气,对环境造成影响;
[0004] 针对此方面的技术缺陷,现提出一种解决方案。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种阻燃材料用母粒及其制备方法,通过阻燃改性剂和阻燃微囊,解决了现阶段无机阻燃剂加入量过大,影响材料的加工和机械性能的问题,保证了阻燃成分不易受外界环境影响,出现阻燃效果明显下降的问题,同时解决了有机阻燃剂烟气较大,易造成环境污染的问题。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
[0007] 一种阻燃材料用母粒,包括如下重量份原料:聚丙烯颗粒40‑50份、阻燃改性剂3‑5份、阻燃微囊3‑5份;
[0008] 该阻燃材料用母粒由如下步骤制成:
[0009] 步骤S1:将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N‑二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀,静置10‑15h后,加入去离子水,在转速为400‑600r/min,温度为100‑110℃的条件下,进行搅拌5‑7h后,过滤去除滤液,将滤饼用乙醇洗涤,再烘干,制得预处理聚丙烯;
[0010] 步骤S2:将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中,在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃,螺杆转速为100r/min的条件下,挤出造粒,制得阻燃材料用母粒。
[0011] 进一步的,步骤S1所述的过氧化二苯甲酰的用量聚丙烯颗粒质量的1‰。
[0012] 进一步的,所述的阻燃改性剂由如下步骤制成:
[0013] 步骤A1:将4‑羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀,在转速为200‑300r/min,温度为70‑80℃的条件下,进行搅拌回流3‑5h,制得中间体1,将中间体1溶于N,N‑二甲基甲酰胺中,在转速为150‑200r/min,温度为20‑25℃的条件下,搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁,搅拌均匀后,加入对溴苯甲醛,升温至温度为160‑170℃,回流反应5‑7h,制得中间体2;
[0014] 反应过程如下:
[0015]
[0016] 步骤A2:将中间体2溶于四氢呋喃中,制得滴加液,将四氢呋喃、碘、镁粉混合均匀,在转速为120‑150r/min,温度为70‑80℃的条件下,进行回流并加入滴加液,回流反应2‑3h,制得反应液,将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯在温度为零下40‑50℃的条件下混合均匀后,升温至温度为0‑3℃,在转速为600‑800r/min的条件下,进行搅拌并加入硫酸溶液,搅拌1‑1.5h后,静置分层去除水层,将有机层蒸馏,制得中间体3;
[0017] 反应过程如下:
[0018]
[0019] 步骤A3:将中间体3、氟化钾、PEG600混合均匀,通入氮气保护,在转速为200‑300r/min,温度为80‑90℃的条件下,进行反应1‑1.5h,制得中间体4,将4,4'‑二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合均匀,在转速为150‑200r/min,温度为0‑3℃的条件下,进行搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液,进行反应3‑5h后,加入中间体4,继续反应5‑8h,制得中间体5;
[0020] 反应过程如下:
[0021]
[0022] 步骤A4:将中间体5、甲酰胺、甲酸混合均匀,在温度为190‑200℃的条件下,进行反应6‑8h后,降温至温度为130‑140℃,将反应液加入去离子水中,混合均匀后,过滤去除滤液,将滤饼加入浓盐酸中加热回流6‑8h后,过滤去除滤液,制得盐酸盐,将盐酸盐加入环己烷中混合均匀,再次过滤去除滤液,将滤饼加入氢氧化钠溶液中,碱化处理30‑40min后,蒸馏去除溶剂,制得中间体6;
[0023] 反应过程如下:
[0024]
[0025] 步骤A5:将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合均匀,在温度为120‑130℃的条件下,回流反应5‑7h后,加入氯化锌、硼酸、二苯醚,在转速为150‑200r/min,温度为180‑190℃的条件下,进行反应6‑8h,制得阻燃改性剂。
[0026] 反应过程如下:
[0027]
[0028] 进一步的,步骤A1所述的4‑羟基苯二胺和三甲基氯硅烷的用量比为1:1,中间体1、焦亚硫酸钠、硫酸镁、对溴苯甲醛的用量摩尔比为1:1:1:1。
[0029] 进一步的,步骤A2所述的四氢呋喃、碘、镁粉、中间体2的用量比为50mL:0.001mol:0.12mol:0.1mol,反应液、硼酸三甲酯、硫酸溶液的用量比为130mL:0.18mol:75mL,硫酸溶液的质量分数为10%。
[0030] 进一步的,步骤A3所述的中间体3、氟化钾、PEG600的用量摩尔比为1:1.2:0.05,4,4'‑二羟基二苯酮、三乙胺、三氯氧磷的用量比为1:2:2.1。
[0031] 进一步的,步骤A4所述的中间体5、甲酰胺、甲酸、去离子水的用量比为0.15mol:30mL:3.5mL:140mL,浓盐酸的质量分数为36.5%,氢氧化钠溶液的质量分数为5%。
[0032] 进一步的,步骤A5所述的中间体6和马来酸酐的用量摩尔比为1:1。
[0033] 进一步的,所述的阻燃微囊由如下步骤制成:
[0034] 步骤B1:将4‑羟基间苯二甲酸和氢氧化钠溶液混合均匀,制得4‑羟基间苯二甲酸钠盐,将氢氧化铝和氢氧化钠共混均匀,制得阻燃填料,将阻燃填料、间苯二胺盐酸盐、4‑羟基间苯二甲酸钠盐加入高压反应釜中,通入二氧化碳排出空气,以升温速度5℃/min升温,至温度为40‑50℃时,在转速为300‑500r/min的条件下,进行搅拌并通入二氧化碳保证压强为17‑19MPa,继续升温至温度为225‑235℃,进行反应2‑3h后,打开喷嘴并收集,得到预处理微囊;
[0035] 步骤B2:将预处理微囊分散在去离子水中,加入盐酸溶液,在转速为200‑300r/min的条件下,进行搅拌1‑1.5h后,过滤去除滤液,将滤饼分散在去离子水中,加入γ‑氨丙基三乙氧基硅烷,在转速为150‑200r/min,温度为65‑75℃,pH值为4‑5的条件下,进行反应2‑3h后,过滤去除滤液,将滤饼烘干制得阻燃微囊。
[0036] 进一步的,步骤B1所述的间苯二胺盐酸盐和4‑羟基间苯二甲酸钠盐的用量质量比为1:2,阻燃填料的用量为间苯二胺盐酸盐与4‑羟基间苯二甲酸钠盐质量和的1.5倍。
[0037] 进一步的,步骤B2所述的γ‑氨丙基三乙氧基硅烷的用量为预处理微囊质量的4‑5%。
[0038] 本发明的有益效果如下:
[0039] 本发明在制备一种阻燃材料用母粒的过程中制备了阻燃改性剂和阻燃微囊,阻燃改性剂以4‑羟基苯二胺为原料用三甲基氯硅烷对羟基进行保护,制得中间体1,将中间体1与对溴苯甲醛反应,制得中间体2,将中间体2与镁粉反应,形成格氏试剂,制得反应液,将反应液与硼酸三甲酯反应后,再用硫酸酸化,制得中间体3,将中间体3进行脱保护,制得中间体4,将4,4'‑二羟基二苯酮和三氯氧磷通过用量控制进行反应,使得4,4'‑二羟基二苯酮上的羟基与三氯氧磷上的一个氯原子位点反应,制得中间体5,将中间体5在甲酸催化下与甲酰胺高温脱水生成甲酰胺,在用浓盐酸回流处理,制得中间体6,将中间体6与马来酸酐进行反应,制得阻燃改性剂,阻燃微囊以4‑羟基间苯二甲酸为原料与氢氧化钠溶液反应,形成钠盐,再将氢氧化铝和氢氧化镁混合,制得阻燃填料,将阻燃填料进行微囊化处理,制得预处理微囊,将预处理微囊进一步的处理,使得表面含有大量活性羟基,进而与γ‑氨丙基三乙氧基硅烷水解连接,制得阻燃微囊,阻燃材料用母粒通过水相悬浮接枝法对聚丙烯改性,将阻燃改性剂接枝在聚丙烯主链上,再加入阻燃微囊进行熔融共混,阻燃微囊表面含有活性氨基能够增加与聚丙烯的相容性,同时微囊化处理使得阻燃填料不直接与外界接触,避免了阻燃填料直接受外界环境影响,保证了阻燃效果,同时有机阻燃成分和无机阻燃成分复配使用,降低的无机阻燃成分的添加在保证阻燃效果的同时没有对材料的机械性能造成影响,在材料燃烧时,阻燃微囊外层燃烧释放内部阻燃填料,阻燃填料释放结晶水,蒸发,分解并放出水蒸气,这个反应过程需要吸收大量的燃烧热能,从而大幅降低材料的表面温度,阻止高分子材料的热分解和燃烧,同时减少燃烧产生的烟气,有机阻燃成分含有磷的有氧酸燃烧时能够通过脱水炭化促进材料基体形成交联致密的炭层,有效隔绝了物质和热量在气固两相之间的传递,防止产生滴落,同时分子内部的氮燃烧后形成氮化物气体能够稀释氧气浓度,进而阻止燃烧。

实施方案

[0040] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0041] 实施例1
[0042] 一种阻燃材料用母粒,包括如下重量份原料:聚丙烯颗粒40份、阻燃改性剂3份、阻燃微囊3份;
[0043] 该阻燃材料用母粒由如下步骤制成:
[0044] 步骤S1:将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N‑二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀,静置10h后,加入去离子水,在转速为400r/min,温度为100℃的条件下,进行搅拌5h后,过滤去除滤液,将滤饼用乙醇洗涤,再烘干,制得预处理聚丙烯;
[0045] 步骤S2:将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中,在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃,螺杆转速为100r/min的条件下,挤出造粒,制得阻燃材料用母粒。
[0046] 阻燃改性剂由如下步骤制成:
[0047] 步骤A1:将4‑羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀,在转速为200r/min,温度为70℃的条件下,进行搅拌回流3h,制得中间体1,将中间体1溶于N,N‑二甲基甲酰胺中,在转速为150r/min,温度为20℃的条件下,搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁,搅拌均匀后,加入对溴苯甲醛,升温至温度为160℃,回流反应5h,制得中间体2;
[0048] 步骤A2:将中间体2溶于四氢呋喃中,制得滴加液,将四氢呋喃、碘、镁粉混合均匀,在转速为120r/min,温度为70℃的条件下,进行回流并加入滴加液,回流反应2h,制得反应液,将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯在温度为零下40℃的条件下混合均匀后,升温至温度为0℃,在转速为600r/min的条件下,进行搅拌并加入硫酸溶液,搅拌1h后,静置分层去除水层,将有机层蒸馏,制得中间体3;
[0049] 步骤A3:将中间体3、氟化钾、PEG600混合均匀,通入氮气保护,在转速为200r/min,温度为80℃的条件下,进行反应1h,制得中间体4,将4,4'‑二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合均匀,在转速为150r/min,温度为0℃的条件下,进行搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液,进行反应3h后,加入中间体4,继续反应5h,制得中间体5;
[0050] 步骤A4:将中间体5、甲酰胺、甲酸混合均匀,在温度为190℃的条件下,进行反应6h后,降温至温度为130℃,将反应液加入去离子水中,混合均匀后,过滤去除滤液,将滤饼加入浓盐酸中加热回流6h后,过滤去除滤液,制得盐酸盐,将盐酸盐加入环己烷中混合均匀,再次过滤去除滤液,将滤饼加入氢氧化钠溶液中,碱化处理30min后,蒸馏去除溶剂,制得中间体6;
[0051] 步骤A5:将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合均匀,在温度为120℃的条件下,回流反应5h后,加入氯化锌、硼酸、二苯醚,在转速为150r/min,温度为180℃的条件下,进行反应6h,制得阻燃改性剂。
[0052] 阻燃微囊由如下步骤制成:
[0053] 步骤B1:将4‑羟基间苯二甲酸和氢氧化钠溶液混合均匀,制得4‑羟基间苯二甲酸钠盐,将氢氧化铝和氢氧化钠共混均匀,制得阻燃填料,将阻燃填料、间苯二胺盐酸盐、4‑羟基间苯二甲酸钠盐加入高压反应釜中,通入二氧化碳排出空气,以升温速度5℃/min升温,至温度为40℃时,在转速为300r/min的条件下,进行搅拌并通入二氧化碳保证压强为17MPa,继续升温至温度为225℃,进行反应2h后,打开喷嘴并收集,得到预处理微囊;
[0054] 步骤B2:将预处理微囊分散在去离子水中,加入盐酸溶液,在转速为200r/min的条件下,进行搅拌1h后,过滤去除滤液,将滤饼分散在去离子水中,加入γ‑氨丙基三乙氧基硅烷,在转速为150r/min,温度为65℃,pH值为4的条件下,进行反应2h后,过滤去除滤液,将滤饼烘干制得阻燃微囊。
[0055] 实施例2
[0056] 一种阻燃材料用母粒,包括如下重量份原料:聚丙烯颗粒45份、阻燃改性剂4份、阻燃微囊4份;
[0057] 该阻燃材料用母粒由如下步骤制成:
[0058] 步骤S1:将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N‑二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀,静置13h后,加入去离子水,在转速为500r/min,温度为105℃的条件下,进行搅拌6h后,过滤去除滤液,将滤饼用乙醇洗涤,再烘干,制得预处理聚丙烯;
[0059] 步骤S2:将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中,在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃,螺杆转速为100r/min的条件下,挤出造粒,制得阻燃材料用母粒。
[0060] 阻燃改性剂由如下步骤制成:
[0061] 步骤A1:将4‑羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀,在转速为200r/min,温度为75℃的条件下,进行搅拌回流4h,制得中间体1,将中间体1溶于N,N‑二甲基甲酰胺中,在转速为180r/min,温度为23℃的条件下,搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁,搅拌均匀后,加入对溴苯甲醛,升温至温度为165℃,回流反应6h,制得中间体2;
[0062] 步骤A2:将中间体2溶于四氢呋喃中,制得滴加液,将四氢呋喃、碘、镁粉混合均匀,在转速为150r/min,温度为75℃的条件下,进行回流并加入滴加液,回流反应2.5h,制得反应液,将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯在温度为零下45℃的条件下混合均匀后,升温至温度为2℃,在转速为700r/min的条件下,进行搅拌并加入硫酸溶液,搅拌1.3h后,静置分层去除水层,将有机层蒸馏,制得中间体3;
[0063] 步骤A3:将中间体3、氟化钾、PEG600混合均匀,通入氮气保护,在转速为200r/min,温度为85℃的条件下,进行反应1‑1.5h,制得中间体4,将4,4'‑二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合均匀,在转速为180r/min,温度为2℃的条件下,进行搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液,进行反应4h后,加入中间体4,继续反应6h,制得中间体5;
[0064] 步骤A4:将中间体5、甲酰胺、甲酸混合均匀,在温度为195℃的条件下,进行反应7h后,降温至温度为135℃,将反应液加入去离子水中,混合均匀后,过滤去除滤液,将滤饼加入浓盐酸中加热回流7h后,过滤去除滤液,制得盐酸盐,将盐酸盐加入环己烷中混合均匀,再次过滤去除滤液,将滤饼加入氢氧化钠溶液中,碱化处理35min后,蒸馏去除溶剂,制得中间体6;
[0065] 步骤A5:将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合均匀,在温度为125℃的条件下,回流反应6h后,加入氯化锌、硼酸、二苯醚,在转速为180r/min,温度为185℃的条件下,进行反应7h,制得阻燃改性剂。
[0066] 阻燃微囊由如下步骤制成:
[0067] 步骤B1:将4‑羟基间苯二甲酸和氢氧化钠溶液混合均匀,制得4‑羟基间苯二甲酸钠盐,将氢氧化铝和氢氧化钠共混均匀,制得阻燃填料,将阻燃填料、间苯二胺盐酸盐、4‑羟基间苯二甲酸钠盐加入高压反应釜中,通入二氧化碳排出空气,以升温速度5℃/min升温,至温度为45℃时,在转速为500r/min的条件下,进行搅拌并通入二氧化碳保证压强为18MPa,继续升温至温度为230℃,进行反应2.5h后,打开喷嘴并收集,得到预处理微囊;
[0068] 步骤B2:将预处理微囊分散在去离子水中,加入盐酸溶液,在转速为300r/min的条件下,进行搅拌1.3h后,过滤去除滤液,将滤饼分散在去离子水中,加入γ‑氨丙基三乙氧基硅烷,在转速为180r/min,温度为70℃,pH值为4的条件下,进行反应2.5h后,过滤去除滤液,将滤饼烘干制得阻燃微囊。
[0069] 实施例3
[0070] 一种阻燃材料用母粒,包括如下重量份原料:聚丙烯颗粒50份、阻燃改性剂5份、阻燃微囊5份;
[0071] 该阻燃材料用母粒由如下步骤制成:
[0072] 步骤S1:将阻燃改性剂、过氧化二苯甲酰、N,N‑二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀,静置15h后,加入去离子水,在转速为600r/min,温度为110℃的条件下,进行搅拌7h后,过滤去除滤液,将滤饼用乙醇洗涤,再烘干,制得预处理聚丙烯;
[0073] 步骤S2:将预处理聚丙烯和阻燃微囊加入双螺杆挤出机中,在温度为170℃,210℃,230℃,230℃,210℃,螺杆转速为100r/min的条件下,挤出造粒,制得阻燃材料用母粒。
[0074] 阻燃改性剂由如下步骤制成:
[0075] 步骤A1:将4‑羟基苯二胺、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀,在转速为300r/min,温度为80℃的条件下,进行搅拌回流5h,制得中间体1,将中间体1溶于N,N‑二甲基甲酰胺中,在转速为200r/min,温度为25℃的条件下,搅拌并加入焦亚硫酸钠和硫酸镁,搅拌均匀后,加入对溴苯甲醛,升温至温度为170℃,回流反应7h,制得中间体2;
[0076] 步骤A2:将中间体2溶于四氢呋喃中,制得滴加液,将四氢呋喃、碘、镁粉混合均匀,在转速为150r/min,温度为80℃的条件下,进行回流并加入滴加液,回流反应3h,制得反应液,将反应液、四氢呋喃、硼酸三甲酯在温度为零下50℃的条件下混合均匀后,升温至温度为3℃,在转速为800r/min的条件下,进行搅拌并加入硫酸溶液,搅拌1.5h后,静置分层去除水层,将有机层蒸馏,制得中间体3;
[0077] 步骤A3:将中间体3、氟化钾、PEG600混合均匀,通入氮气保护,在转速为300r/min,温度为90℃的条件下,进行反应1.5h,制得中间体4,将4,4'‑二羟基二苯酮、三乙胺、甲苯混合均匀,在转速为200r/min,温度为3℃的条件下,进行搅拌并加入三氯氧磷甲苯溶液,进行反应5h后,加入中间体4,继续反应8h,制得中间体5;
[0078] 步骤A4:将中间体5、甲酰胺、甲酸混合均匀,在温度为200℃的条件下,进行反应8h后,降温至温度为140℃,将反应液加入去离子水中,混合均匀后,过滤去除滤液,将滤饼加入浓盐酸中加热回流8h后,过滤去除滤液,制得盐酸盐,将盐酸盐加入环己烷中混合均匀,再次过滤去除滤液,将滤饼加入氢氧化钠溶液中,碱化处理40min后,蒸馏去除溶剂,制得中间体6;
[0079] 步骤A5:将中间体6、马来酸酐、冰醋酸混合均匀,在温度为130℃的条件下,回流反应7h后,加入氯化锌、硼酸、二苯醚,在转速为200r/min,温度为190℃的条件下,进行反应8h,制得阻燃改性剂。
[0080] 阻燃微囊由如下步骤制成:
[0081] 步骤B1:将4‑羟基间苯二甲酸和氢氧化钠溶液混合均匀,制得4‑羟基间苯二甲酸钠盐,将氢氧化铝和氢氧化钠共混均匀,制得阻燃填料,将阻燃填料、间苯二胺盐酸盐、4‑羟基间苯二甲酸钠盐加入高压反应釜中,通入二氧化碳排出空气,以升温速度5℃/min升温,至温度为50℃时,在转速为500r/min的条件下,进行搅拌并通入二氧化碳保证压强为19MPa,继续升温至温度为235℃,进行反应3h后,打开喷嘴并收集,得到预处理微囊;
[0082] 步骤B2:将预处理微囊分散在去离子水中,加入盐酸溶液,在转速为300r/min的条件下,进行搅拌1.5h后,过滤去除滤液,将滤饼分散在去离子水中,加入γ‑氨丙基三乙氧基硅烷,在转速为200r/min,温度为75℃,pH值为5的条件下,进行反应3h后,过滤去除滤液,将滤饼烘干制得阻燃微囊。
[0083] 对比例1
[0084] 本对比例与实施例1相比用氢氧化铝无机填料改性聚丙烯颗粒。
[0085] 对比例2
[0086] 本对比例与实施例1相比用氢氧化镁无机填料改性聚丙烯颗粒。
[0087] 对比例3
[0088] 本对比例为中国专利CN110358196A公开的阻燃材料。
[0089] 将实施例1‑3和对比例1‑3制得的阻燃材料进行两次十秒燃烧测试,记录火焰熄灭时间,依照ASTME662‑2017的标准检测燃烧时的烟雾浓度,再将阻燃材料浸泡在质量分数为1%的醋酸中1h,继续检测火焰熄灭时间和烟雾浓度,并观察是否出现滴落物,结果如下表所示:
[0090]
[0091]
[0092] 由上表可知实施例1‑3制得的阻燃材料用母粒进行两次十秒燃烧测试后,火焰熄灭时间5.0‑6.0s,烟雾浓度为423‑428Dm,再浸泡在质量分数为1%的醋酸中1h后进行测试,火焰熄灭时间和烟雾浓度未出现明显变化,同时燃烧过程中未出现滴落物,表明本发明具有很好的阻燃和抑烟效果,并在有机酸侵蚀后,仍然具有很好的阻燃和抑烟效果。
[0093] 以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
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