一种高韧性阻燃型复合树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及复合树脂技术领域，具体涉及一种高韧性阻燃型复合树脂及其制备方法，所述高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氯源、丙烯酸树脂和催化剂在有机溶剂中加热回流，得到混合体系1；(2)向混合体系1中加入聚醚多元醇和扩链剂，然后在60～80℃下反应0.5～5h，得到混合体系2；(3)向混合体系2中加入异氰酸酯、填充粒子、扩链剂、表面活性剂和有机溶剂，在80～100℃下反应2～6h后，固化成形后，得到高韧性阻燃型复合树脂。本发明专利技术通过氯源对丙烯酸树脂进行改性，提高丙烯酸树脂的阻燃性能，再将丙烯酸树脂与聚醚多元醇、异氰酸酯进行反应，得到质量轻、强度高、韧性好、阻燃性能好的复合树脂。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性阻燃型复合树脂及其制备方法
本专利技术涉及复合树脂
，具体涉及一种高韧性阻燃型复合树脂及其制备方法。
技术介绍
随着世界经济快速发展与人民生活不断提高，汽车工业迅速发展，轿车生产日新月异，车型不断更新。现有的汽车内饰主要由塑料和包覆在塑料表面的面料制成。人们对轿车的要求不仅仅是造型优美的外观，而且更注重于内部装饰的舒适性、整体性、功能性。要求塑料不仅是具有轻质、隔热、消音、防震、阻燃、美观实用等特性，而且还要求一些功能部件如CD箱、仪表箱等的结构性门板材料及其他结构性内饰材料均具有如下要求：(1)具有一定的抗冲击性能，甚至当轿车在高速行驶及发生碰撞时，其功能性部件的机械与仪表性能仍能保持正常运作。丙烯酸酯树脂是一类通用合成聚合物。由于其独特的优点：耐候性能好，抗溶剂解聚，拥有良好的粘结性能、电绝缘性能等，因此，丙烯酸树脂基复合树脂在汽车内饰领域占有重要的地位。然而，丙烯酸酯聚合物热稳定性差，易燃的缺点使其在使用过程中受到限制。含溴阻燃剂阻燃效果好成为常用的阻燃元素被用于阻燃。溴化丙烯酸树脂虽然具有良好的耐燃性，但其已经成为日常环境中到处扩散的污染物，而且在燃烧与加热过程中会释放有害物质，污染环境和危害人类身体健康。2006年7月1日欧盟更是实施了WEEE和RoHS两份指令，禁止在电子电器产品中使用多溴联苯(PBB)及多溴联苯醚(PBDE)等有害物质，标志着电子电器进入无溴环保时代。为此，制备一种阻燃型、轻质高强度的汽车内饰用塑料愈发重要。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一是提供一种高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，它具有密度低、强度高、韧性高且对环境友好。本专利技术的目的之二是提供一种高韧性阻燃型复合树脂。为了实现上述目的，本专利技术提供一种高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氯源、丙烯酸树脂和催化剂在第一部分有机溶剂中混合均匀，然后在80～120℃下加热回流1～8h，得到混合体系1；(2)向混合体系1中加入聚醚多元醇和第一部分扩链剂，然后在60～80℃下反应0.5～5h，得到混合体系2；(3)向混合体系2中加入异氰酸酯、填充粒子、第二部分扩链剂、表面活性剂和第二部分有机溶剂，在80～100℃下反应2～6h后，加入固化剂，固化成形后，得到高韧性阻燃型复合树脂。通过上述技术方案，本专利技术首先将氯源和丙烯酸树脂在催化剂存在的条件下进行反应，对丙烯酸树脂进行改性，在丙烯酸树脂链中引入阻燃基团-氯基，从而提高丙烯酸树脂的阻燃性能，然后再将丙烯酸树脂与聚醚多元醇反应，在丙烯酸树脂表面引入聚醚多元醇基团，并使该基团继续与异氰酸酯进行反应，得到丙烯酸树脂与聚氨酯网状交织的复合树脂，该复合树脂具有质量轻、强度高、韧性好、阻燃性能好的特点，在汽车的内饰上具有潜在的应用价值。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。为了提高树脂的强度、并获得轻质和环境友好的阻燃型复合树脂，在本专利技术中提供了一种高韧性阻燃型复合树脂，所述高韧性阻燃型复合树脂由原料组合物制成，以丙烯酸树脂100重量份为基准，所述原料组合物包括：丙烯酸树脂100重量份、氯源5～20重量份、聚醚多元醇10～75重量份、异氰酸酯12～60重量份、催化剂5～12重量份、填充粒子3～15重量份、扩链剂1～10重量份、表面活性剂2～8重量份、固化剂10～15重量份、有机溶剂80～200重量份。本专利技术中，采用氯源对丙烯酸树脂进行改性，在丙烯酸树脂链上引入阻燃因子，提高丙烯酸树脂的阻燃抑烟性能，将改性后的丙烯酸树脂中与聚醚多元醇继续反应，能够在丙烯酸树脂链中继续引入聚醚多元醇基团，聚醚多元醇基团和异氰酸酯继续反应，进一步生成丙烯酸树脂和聚氨酯相互交联的网状复合树脂，通过两者的协同作用，使复合树脂具有高韧性、高强度和优异的阻燃性能。为了优化高韧性阻燃型复合树脂的力学性能，优选情况下，以丙烯酸树脂100重量份为基准，所述原料组合物包括：丙烯酸树脂100重量份、氯源8～16重量份、聚醚多元醇20～50重量份、异氰酸酯18～50重量份、催化剂8～10重量份、填充粒子5～12重量份、扩链剂2～8重量份、表面活性剂2～8重量份、固化剂10～15重量份、有机溶剂120～150重量份。本专利技术中，为了提高复合树脂的阻燃性能，优选情况下，所述丙烯酸树脂与氯源的质量比为1：(0.1～0.15)。为了提高丙烯酸树脂中氯元素的含量，优化复合树脂的阻燃性能，优选情况下，所述氯源选自磷酰氯、五氯化磷、三氯化磷和二氧化氯中的至少一种。本专利技术中，催化剂能够催化氯源与丙烯酸树脂反应，优选情况下，所述催化剂选自三乙基苄基氯化铵、三乙基苄基溴化铵和N，N-二甲基卞胺中的至少一种。根据本专利技术，填充粒子的主要作用是提高复合树脂的强度，优选情况下，所述填充粒子选自硫酸钙粒子、氧化铝粒子、碳化硅粒子、碳化硼粒子、二氧化锆粒子、氮化铝粒子、氧化锌粒子、氧化镁粒子、硫酸镁粒子和氮化硅粒子中的至少一种。为了进一步提高复合树脂的强度，优选情况下，所述填充粒子的平均粒径为150～400nm。本专利技术中，所述聚醚多元醇一方面可以与丙烯酸树脂进行复合反应，将刚性的丙烯酸树脂长链引入聚醚多元醇中，另一方面，所述聚醚多元醇可以与异氰酸酯反应生成聚氨酯，从而制备得到聚氨酯和丙烯酸树脂复合树脂。优选情况下，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇和/或聚醚三元醇，更具体为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇和聚氧化丙烯三醇中的至少一种。根据本专利技术，异氰酸酯可以与聚醚多元醇反应，生成聚氨酯，优选情况下，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。根据本专利技术，优选情况下，所述扩链剂选自脂肪族二醇和芳香族二醇中的至少一种。其中所述脂肪族二醇选自乙二醇、1,3-丁二醇、1,10-葵二醇、1,4-环己二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇和3-甲基-1,5-戊二醇中的至少一种；其中所述芳香族二醇选自对苯二酚双羟乙基醚和/或间苯二酚双羟乙基醚。根据本专利技术，优选情况下，所述表面活性剂选自十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸、仲烷基磺酸钠、脂肪醇羟乙基磺酸钠、N-月桂酰肌胺酸钠、椰子酰甲基牛磺酸钠、α-烯基磺酸钠、十二烷基磷酯酯三乙醇胺中的至少一种。根据本专利技术，优选情况下，所述有机溶剂选自丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、磷酸三乙酯、三氯甲烷、甲苯、乙醇、醋酸、乙酸乙酯、甲酸、氯仿、四氢呋喃、液体石蜡和二甲基亚砜中的至少一种。根据本专利技术，优选情况下，所述固化剂选自乙二胺、己二胺、甲基环已二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺、1,6-己二胺、2,2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氯源、丙烯酸树脂和催化剂在第一部分有机溶剂中混合均匀，然后在80～120℃下加热回流1～8h，得到混合体系1；(2)向混合体系1中加入聚醚多元醇和第一部分扩链剂，然后在60～80℃下反应0.5～5h，得到混合体系2；(3)向混合体系2中加入异氰酸酯、填充粒子、第二部分扩链剂、表面活性剂和第二部分有机溶剂，在80～100℃下反应2～6h后，加入固化剂，固化成形后，得到高韧性阻燃型复合树脂。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氯源、丙烯酸树脂和催化剂在第一部分有机溶剂中混合均匀，然后在80～120℃下加热回流1～8h，得到混合体系1；(2)向混合体系1中加入聚醚多元醇和第一部分扩链剂，然后在60～80℃下反应0.5～5h，得到混合体系2；(3)向混合体系2中加入异氰酸酯、填充粒子、第二部分扩链剂、表面活性剂和第二部分有机溶剂，在80～100℃下反应2～6h后，加入固化剂，固化成形后，得到高韧性阻燃型复合树脂。2.根据权利要求1所述的高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述丙烯酸树脂与氯源的质量比为1：(0.1～0.15)。3.根据权利要求1所述的高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，其中，所述丙烯酸树脂与所述聚醚多元醇的质量比为1：(0.2～0.5)。4.根据权利要求1所述的高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，其中，所述氯源选自磷酰氯、五氯化磷、三氯化磷和二氧化氯中的至少一种；和/或所述催化剂选自三乙基苄基氯化铵、三乙基苄基溴化铵和N，N-二甲基卞胺中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的高韧性阻燃型复合树脂的制备方法，其中，所述第一部分有机溶剂与第二部分有机溶剂的重量比为(1....

【专利技术属性】
技术研发人员：翟彬，
申请(专利权)人：安徽昊森新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34