一種輕質(zhì)聚丙烯材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種輕質(zhì)聚丙烯材料，它是由下述重量份的原料組成的：芐基三苯基氯化膦0.8?1、聚丙烯100?130、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂14?20、六水合硝酸鈷3?5、六水合硝酸鎳4?6、九水合硝酸鐵5?7、4，4?二氨基二苯基甲烷0.8?1、二硫化鉬7?9、聚乙烯醇縮丁醛1?2、六甲基磷酰三胺0.4?1、輕質(zhì)碳酸鈣5?7、亞磷酸雙酚A酯3?4、均苯四酸二酐0.2?0.3、磷酸二氫鋁0.6?2。本發(fā)明的材料質(zhì)輕，便于運(yùn)輸、加工和使用。
【專利說(shuō)明】
一種輕質(zhì)聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及聚丙烯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輕質(zhì)聚丙烯材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，影響聚合物無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料性能的關(guān)鍵因素主要色括:(I)無(wú)機(jī)納米粒子與聚合物基體之間的容性；(2)納米粒子在聚合物基體中的分散狀態(tài)；(3) 二者界面間的和互作用。然而，由于納米粒子自身的團(tuán)聚效應(yīng)，致使其難以均勻地分散在聚合物基體中形成納米復(fù)合材料。因此，為了改善無(wú)機(jī)納米粒子在聚合物基體中的分散及界面間扣互作用力，通常需要對(duì)無(wú)機(jī)納米粒子農(nóng)面進(jìn)行共價(jià)或非共價(jià)鍵功能化改性。共價(jià)鍵功能化改性是目前最為廣泛、有效的改性方法，相比較于非共價(jià)鍵改性，改性劑分子主要通過(guò)共價(jià)鍵作用和無(wú)機(jī)納米粒子連接在一起，其相互作用強(qiáng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí)還可以通過(guò)共價(jià)鍵改性在無(wú)機(jī)納米粒子表面引入活性官能團(tuán)或位點(diǎn)，進(jìn)一步通過(guò)接枝或原位聚合方法制備聚合物納米復(fù)合材料，有利于獲得分散性好、相互作用力強(qiáng)、性能優(yōu)異的聚合物納米復(fù)合材料。
[0003]結(jié)構(gòu)完整的MoS2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，表面呈化學(xué)惰性，與其他反應(yīng)介質(zhì)的相互作用力較弱，并且納米MoS2表面能較高且片層之間存在范德華力，容易引發(fā)團(tuán)聚，使其很難在常用溶劑屮形成良好的分散，給M0S2基聚合物納米復(fù)合材料的制備、研究和應(yīng)用造成極大的困難。而MoS2的各種優(yōu)異性能只有在其片戾保持良好分散狀態(tài)時(shí)才能完全體現(xiàn)出來(lái)。為了充分發(fā)揮M0S2 O身的優(yōu)異性能，并同時(shí)改善其溶解性及其在聚合物基體屮的分散性等，必須對(duì)MoS2表面進(jìn)行有效的功能化修飾。MoS2改性的方法主要分為共價(jià)鍵改性和非共價(jià)鍵改性。
[0004]目前常用的阻燃效果較好的無(wú)機(jī)阻燃劑主要包括磷系阻燃劑和氮系阻燃劑，氮系阻燃劑，一般通過(guò)氣相阻燃機(jī)理發(fā)揮阻燃作用，而有機(jī)磷系阻燃劑則側(cè)重于凝聚相阻燃。大量研究結(jié)果表明，添加單獨(dú)的氮系或磷系阻燃劑難以獲得令人滿意的阻燃效果。而環(huán)三磷腈類阻燃劑以磷、氮為主要的阻燃成分，結(jié)合氮系和磷系阻燃劑的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮磷-氮協(xié)同阻燃作用，其阻燃機(jī)理一般認(rèn)為是氣相和凝聚相的綜合作用，主要表現(xiàn)為磷腈化合物受熱分解生成氨氣和氮?dú)獾入y燃性氣體，稀釋了材料表面可燃、助燃?xì)怏w的濃度并降低材料的表面溫度，抑制燃燒。與此同時(shí)磷腈化合物在熱降解過(guò)程中生成的偏磷酸和聚偏磷酸可使材料脫水炭化，形成致密而結(jié)實(shí)的炭層，可有效地中斷熱交換、阻止可燃性氣體的擴(kuò)散和逸出并同時(shí)阻止氧氣向底部材料擴(kuò)散，延緩聚合物材料的降解，從而發(fā)揮阻燃作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種輕質(zhì)聚丙烯材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種輕質(zhì)聚丙烯材料，它是由下述重量份的原料組成的:
芐基三苯基氯化膦0.8-1、聚丙烯100-130、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂14-20、六水合硝酸鈷3-5、六水合硝酸鎳4-6、九水合硝酸鐵5-7、4，4-二氨基二苯基甲烷0.8-1、二硫化鉬7_9、聚乙烯醇縮丁醛1-2、六甲基磷酰三胺0.4-1、輕質(zhì)碳酸鈣5-7、亞磷酸雙酚A酯3-4、均苯四酸二酐
0.2-0.3、磷酸二氫鋁 0.6-2。
[0007]—種所述的輕質(zhì)聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述六水合硝酸鈷、六水合硝酸鎳、九水合硝酸鐵混合，加入到混合料重量100-110倍的去離子水，加入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，攪拌混?0-35分鐘，滴加1.7-2mol/l的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH為10-11，升高溫度為96-98°C，恒溫20-25小時(shí)，出料，將產(chǎn)物抽濾，沉淀水洗3-4次，50-60 °C下真空干燥1-2小時(shí)，加入到其重量60-70倍的去離子水，超聲3-5分鐘，得無(wú)機(jī)阻燃懸浮液；
(2)將上述磷酸二氫鋁加入到重量10-13倍的去離子水中，攪拌均勻，加入六甲基磷酰三胺，升高溫度為60-67 °C，保溫?cái)嚢?-7分鐘，加入上述二硫化鉬，繼續(xù)保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得酰胺分散液；
(3)將上述酰胺分散液加入到其重量10-12倍的、40-46%的異丙醇水溶液中，在300-350w下超聲處理6-7小時(shí)，1500-1600轉(zhuǎn)/分離心17-20分鐘，得二硫化鉬懸浮液；
(4)取上述二硫化鉬懸浮液，與無(wú)機(jī)阻燃懸浮液、聚乙烯醇縮丁醛混合，磁力攪拌10-12小時(shí)，靜置2-3小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀在80-85 °C下烘干，得無(wú)機(jī)硫化鉬材料；
(5)將上述芐基三苯基氯化膦加入到其重量6-10倍的丙酮中，攪拌均勻，加入聚乙烯醇縮丁醛、雙酸A型環(huán)氧樹(shù)脂，在50-70°C下保溫?cái)嚢?0-20分鐘，得環(huán)氧丙酮液；
(6)將上述無(wú)機(jī)硫化鉬材料加入到其重量70-80倍的丙酮中，超聲4-10分鐘，加入上述環(huán)氧丙酮液，在90-95°C下保溫?cái)嚢?-7小時(shí)，送入到100-105°C的油浴中，保溫?cái)嚢?0-25小時(shí)，將上述4，4_二氨基二苯基甲烷加熱熔融后加入，攪拌均勻，出料，在130-140°C下固化100-120分鐘，冷卻至室溫，得環(huán)氧改性無(wú)機(jī)復(fù)合材料；
(7)將上述環(huán)氧改性無(wú)機(jī)復(fù)合材料與剩余各原料混合，攪拌均勻，熔融擠出，冷卻，SP得。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明加入的M0S2可以發(fā)揮物理阻隔效應(yīng);無(wú)機(jī)阻燃填料在分解過(guò)程中能夠吸收燃燒釋放的部分熱量，同時(shí)無(wú)機(jī)阻燃填料分解所釋放出水蒸氣則可以起到稀釋可燃?xì)怏w的作用;無(wú)機(jī)阻燃填料/M0S2的存在有利于促進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂形成更加致密而連續(xù)的炭層，同時(shí)提高炭層的石墨化程度，可以有效延緩燃燒過(guò)程中聚合物材料與空氣之間的熱量和質(zhì)量交換，能夠有效中斷熱交換、阻止可燃性氣體的擴(kuò)散和逸出并同時(shí)阻止氧氣向底部材料擴(kuò)散，延緩聚合物材料的降解，從而發(fā)揮阻燃作用從而降低熱釋放速率，抑制聚合物材料的熱降解，提高材料的火災(zāi)安全性能；
無(wú)機(jī)阻燃改性劑的加入使得環(huán)氧樹(shù)脂與MoS2納米片層之間的相容性增加;無(wú)機(jī)納米填料可以均勻的附著在M0S2納米片層表面，有效抑制M0S2片層的團(tuán)聚，改善二硫化鉬納米皮層在環(huán)氧樹(shù)脂中的分散性，可在凝聚相中發(fā)揮炭層增強(qiáng)或膨脹作用，有利于形成致密而穩(wěn)定的炭層結(jié)構(gòu)，炭層的形成可以有效延緩、抑制熱量的傳導(dǎo)和可燃性氣體的擴(kuò)散，從而起到阻燃作用;本發(fā)明的材料質(zhì)輕，便于運(yùn)輸、加工和使用。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種輕質(zhì)聚丙烯材料，它是由下述重量份的原料組成的: 芐基三苯基氯化膦0.8、聚丙烯100、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂14、六水合硝酸鈷3、六水合硝酸鎳4、九水合硝酸鐵5、4，4 二氨基二苯基甲烷0.8、二硫化鉬7、聚乙烯醇縮丁醛1、六甲基磷酰三胺0.4、輕質(zhì)碳酸鈣5、亞磷酸雙酸A酯3、均苯四酸二酐0.2、磷酸二氫鋁0.6。
[0010]—種所述的輕質(zhì)聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述六水合硝酸鈷、六水合硝酸鎳、九水合硝酸鐵混合，加入到混合料重量100倍的去離子水，加入到反應(yīng)爸中，通入氮?dú)猓瑪嚢杌旌?0分鐘，滴加1.7mol/l的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH為10，升高溫度為96°C，恒溫20小時(shí)，出料，將產(chǎn)物抽濾，沉淀水洗3次，50°C下真空干燥I小時(shí)，加入到其重量60倍的去離子水，超聲3分鐘，得無(wú)機(jī)阻燃懸浮液；
(2)將上述磷酸二氫鋁加入到重量10倍的去離子水中，攪拌均勻，加入六甲基磷酰三胺，升高溫度為60 0C，保溫?cái)嚢?分鐘，加入上述二硫化鉬，繼續(xù)保溫?cái)嚢?0分鐘，得酰胺分散液；
(3)將上述酰胺分散液加入到其重量10倍的、40%的異丙醇水溶液中，在300w下超聲處理6小時(shí)，1500轉(zhuǎn)/分離心17分鐘，得二硫化鉬懸浮液；
(4)取上述二硫化鉬懸浮液，與無(wú)機(jī)阻燃懸浮液、聚乙烯醇縮丁醛混合，磁力攪拌10小時(shí)，靜置2小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀在80 0C下烘干，得無(wú)機(jī)硫化鉬材料；
(5)將上述芐基三苯基氯化膦加入到其重量6倍的丙酮中，攪拌均勻，加入聚乙烯醇縮丁醛、雙酸A型環(huán)氧樹(shù)脂，在50°C下保溫?cái)嚢?0分鐘，得環(huán)氧丙酮液；
(6)將上述無(wú)機(jī)硫化鉬材料加入到其重量70倍的丙酮中，超聲4分鐘，加入上述環(huán)氧丙酮液，在90°C下保溫?cái)嚢?小時(shí)，送入到100°C的油浴中，保溫?cái)嚢?0小時(shí)，將上述4，4二氨基二苯基甲烷加熱熔融后加入，攪拌均勻，出料，在130°C下固化100分鐘，冷卻至室溫，得環(huán)氧改性無(wú)機(jī)復(fù)合材料；
(7)將上述環(huán)氧改性無(wú)機(jī)復(fù)合材料與剩余各原料混合，攪拌均勻，熔融擠出，冷卻，SP得。
[0011]性能測(cè)試:
拉伸強(qiáng)度28.9MPa;
斷裂伸長(zhǎng)率374%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輕質(zhì)聚丙烯材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 芐基三苯基氯化膦0.8-1、聚丙烯100-130、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂14-20、六水合硝酸鈷3-5、六水合硝酸鎳4-6、九水合硝酸鐵5-7、4，4-二氨基二苯基甲烷0.8-1、二硫化鉬7_9、聚乙烯醇縮丁醛1-2、六甲基磷酰三胺0.4-1、輕質(zhì)碳酸鈣5-7、亞磷酸雙酚A酯3-4、均苯四酸二酐0.2-0.3、磷酸二氫鋁 0.6-2。2.—種如權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將上述六水合硝酸鈷、六水合硝酸鎳、九水合硝酸鐵混合，加入到混合料重量100-110倍的去離子水，加入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，攪拌混?0-35分鐘，滴加1.7-2mol/l的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH為10-11，升高溫度為96-98°C，恒溫20-25小時(shí)，出料，將產(chǎn)物抽濾，沉淀水洗3-4次，50-60 °C下真空干燥1-2小時(shí)，加入到其重量60-70倍的去離子水，超聲3-5分鐘，得無(wú)機(jī)阻燃懸浮液； (2)將上述磷酸二氫鋁加入到重量10-13倍的去離子水中，攪拌均勻，加入六甲基磷酰三胺，升高溫度為60-67 °C，保溫?cái)嚢?-7分鐘，加入上述二硫化鉬，繼續(xù)保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得酰胺分散液； (3)將上述酰胺分散液加入到其重量10-12倍的、40-46%的異丙醇水溶液中，在300-350w下超聲處理6-7小時(shí)，1500-1600轉(zhuǎn)/分離心17-20分鐘，得二硫化鉬懸浮液； (4)取上述二硫化鉬懸浮液，與無(wú)機(jī)阻燃懸浮液、聚乙烯醇縮丁醛混合，磁力攪拌10-12小時(shí)，靜置2-3小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀在80-85 °C下烘干，得無(wú)機(jī)硫化鉬材料； (5)將上述芐基三苯基氯化膦加入到其重量6-10倍的丙酮中，攪拌均勻，加入聚乙烯醇縮丁醛、雙酸A型環(huán)氧樹(shù)脂，在50-70°C下保溫?cái)嚢?0-20分鐘，得環(huán)氧丙酮液； (6)將上述無(wú)機(jī)硫化鉬材料加入到其重量70-80倍的丙酮中，超聲4-10分鐘，加入上述環(huán)氧丙酮液，在90-95°C下保溫?cái)嚢?-7小時(shí)，送入到100-105°C的油浴中，保溫?cái)嚢?0-25小時(shí)，將上述4，4_二氨基二苯基甲烷加熱熔融后加入，攪拌均勻，出料，在130-140°C下固化100-120分鐘，冷卻至室溫，得環(huán)氧改性無(wú)機(jī)復(fù)合材料； (7)將上述環(huán)氧改性無(wú)機(jī)復(fù)合材料與剩余各原料混合，攪拌均勻，熔融擠出，冷卻，SP得。
【文檔編號(hào)】C08K3/30GK106046548SQ201610538803
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月11日
【發(fā)明人】強(qiáng)健娜
【申請(qǐng)人】安徽海納川塑業(yè)科技有限公司