一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法，包括将聚氯化磷腈加入四氢呋喃溶液中，得到A溶液；将2,6‑二氟苯酚与氢氧化钠40℃反应至含氟酚氧基钠，得B溶液；将碳硼烷双酚A与溴代烷基放入反应釜中，加热至60～70℃，搅拌反应至均相，得聚二氯磷腈溶液；将A溶液分滴加入聚二氯磷腈溶液中，反应后再加入B溶液，继续反应至完全，即得到阻燃耐热电气电缆绝缘胶。本发明专利技术通过加入2,6‑二氟苯酚以及含碳硼烷双酚单烷基醚等材料制备出的电气电缆绝缘胶，具有优异的电气绝缘性能，同时耐热性高、阻燃性能好、制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法
本专利技术涉及电线电缆材料，特别涉及一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法。
技术介绍
随着电子电气事业的发展和电机电器技术的提高，大功率电气、电子产品的等高性能的科技产品的广泛应用，一种既能满足电缆使用要求同时具有阻燃耐热的电缆绝缘胶显得极为重要。随着科技的发展和社会的进步，因聚氯乙烯和含卤阻燃剂的电缆线在燃烧时可产生的烟雾对人体有害，致使火灾中很多人员窒息而死，精密设备瘫痪，含卤电缆料将逐渐被淘汰。因而设计和制备对人无害、绿色环保，同时又具备优异的阻燃性能和绝缘性能的电缆线具有重要意义。聚二氯磷腈结构中氯原子具有很强的活性，可被亲核试剂所取代，得到无氯聚磷腈衍生物。聚磷腈衍生物是以P、N原子交替排列作为主链结构的一类新型无机一有机高聚物，具有传统的有机高分子和无机物难以比拟的特性，主链中的磷和氮赋予了其良好的阻燃性能，侧链上的有机组分赋予了与聚烯烃良好的相容性，且聚磷腈绿色环保。通过有机基团和侧链的选择，可以赋予聚磷腈多种优异的性能，如聚烷氧基磷腈、聚芳氧基磷腈等材料的使用温度范围在-70℃～300℃，已经发现聚芳氧基磷腈弹性体用于对燃烧安全性要求很高的电绝缘场合具有十分理想的性能。目前设计的侧基含氟聚芳氧基磷腈胶料具有很高的撕裂强度、伸张性能和优良的电性能，是一种优良的电气电缆绝缘材料。该材料是高含量的氮元素与磷元素，其构成的协同体系有良好的阻燃性能。中国专利CN102682870A公开了一种轨道交通用乙丙胶绝缘防鼠防蚁低烟无卤阻燃直流高压电缆绝缘料。该电缆用绝缘料下列原料制得，其原料组份的重量配比为：乙丙橡胶100份、硫化剂2.3～3.2份、共硫化剂0.3～1.2份、补强剂50～67份、微晶石蜡5～7份、环氧大豆油5～7份、偶联剂0.8～1.2份、低密度聚乙烯8～10份、氧化锌纳米粉5～8份、防老剂1.2～1.6份、红丹5～7份、氧化镁纳米粉1.0～5份、白碳黑15～25份。该电缆绝缘料采用氧化镁、氧化锌等无机阻燃材料，无机物与有机聚合物之间的相容性较差，往往会降低电缆材料的力学性能和加工性能，也可能改变聚合物的耐温级别。有关含聚磷腈的无卤环保阻燃已经有所报道：中国专利申请号CN201210113112，公开一种含聚磷腈的无卤环保阻燃聚烯烃电缆料体系的制备方法，其主要特征在于：聚磷腈以10～35份添加入电缆料中，与5～25份磷酸三甲苯酯、聚偏磷酸或聚磷酸铵等阻燃剂共同作用，制得了含聚磷腈的无卤环保阻燃聚烯烃电缆料。这里使用的聚磷腈为聚烷氧基磷腈或聚磷腈马来酰胺，热稳定性欠佳，耐高温性能仍然有较大的局限性。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题提供一种阻燃性好、耐热性高、制作简单的阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法，包括以下步骤：S1、取58g聚氯化磷腈，加入400mL四氢呋喃溶液中，搅拌至聚氯化磷腈完全溶解，得到聚氯化磷腈四氢呋喃溶液，备用；S2、取130.1g2,6-二氟苯酚溶于150mL四氢呋喃溶液中，通过搅拌器缓慢加入40g氢氧化钠，将溶液的温度调至40℃恒温，在搅拌下反应1小时至2,6-二氟苯酚完全反应为二氟酚氧基钠为止，得中间产物溶液(Ⅰ)，备用；S3、取设有搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的1000mL三口烧瓶，加入33.2g的1,7-二(4-羟基苯基)-碳硼烷，通过搅拌器缓慢加入4g氢氧化钠，再加入150mL四氢呋喃溶液和21.2g溴代辛烷至三口烧瓶中，并往反应溶液中通氮气，在65℃下搅拌反应2小时后，将温度降至50℃，得到反应后的三口烧瓶；S4、分别将步骤S1和步骤S2中的得到的聚氯化磷腈四氢呋喃溶液和中间产物溶液(Ⅰ)，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口烧瓶中进行反应，得到反应液；S5、将反应液倒入盛有自来水的烧杯中进行搅拌，搅拌10min后，得到溶液中凝聚的橡胶状固体，将凝聚的橡胶状固体和溶液进行分离，分离后通过四氢呋喃溶液对橡胶状固体进行溶解，再将溶液倒入盛有自来水的烧杯中重复本步骤，直至洗去橡胶状固体中的盐分，最终得到的橡胶状固体为二氟酚氧基单辛基醚碳硼烷双酚氧基聚磷腈。本专利技术有益效果是：通过使用烷氧基置换聚二氯磷腈聚合物的氯原子，提高聚磷腈的耐水性，但热稳定性欠佳，在取代基中添加碳硼烷，则提高了聚磷腈聚合物稳定性、耐热性。通过加入2,6-二氟苯酚以及含碳硼烷双酚单烷基醚等材料制备出的电气电缆绝缘胶，具有优异的电气绝缘性能，同时耐热性高、阻燃性能好、制备方法简单。进一步的，上述步骤S4具体为：先将聚氯化磷腈四氢呋喃溶液，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口烧瓶中，滴加完毕后，继续搅拌1～2小时；再将中间产物溶液(Ⅰ)，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入搅拌后的溶液中，滴加完毕后，继续搅拌2～3小时，得到反应液。如此，更加细化其反应过程，使反应更加完全。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法，包括以下步骤：S1、取58g聚氯化磷腈，加入400mL四氢呋喃溶液中，搅拌至聚氯化磷腈完全溶解，得到聚氯化磷腈四氢呋喃溶液，备用；S2、取162.1g对三氟甲基苯酚溶于150mL四氢呋喃溶液中，通过搅拌器缓慢加入40g氢氧化钠，将溶液的温度调至40℃恒温，在搅拌下反应1小时至对三氟甲基苯酚完全反应为对三氟甲基酚氧基钠为止，得中间产物溶液(Ⅱ)，备用；S3、取设有搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的1000mL三口烧瓶，加入33.2g的1,7-二(4-羟基苯基)-碳硼烷，通过搅拌器缓慢加入4g氢氧化钠，再加入150mL四氢呋喃溶液和21.2g溴代辛烷至三口烧瓶中，并往反应溶液中通氮气，在100℃下搅拌反应2小时后，将温度降至50℃，得到反应后的三口烧瓶；S4、分别将步骤S1和步骤S2中的得到的聚氯化磷腈四氢呋喃溶液和中间产物溶液(Ⅱ)，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口烧瓶中进行反应，得到反应液；S5、将反应液倒入盛有自来水的烧杯中进行搅拌，搅拌10min后，得到溶液中凝聚的橡胶状固体，将凝聚的橡胶状固体和溶液进行分离，分离后通过四氢呋喃溶液对橡胶状固体进行溶解，再将溶液倒入盛有自来水的烧杯中重复本步骤，直至洗去橡胶状固体中的盐分，最终得到的橡胶状固体为三氟甲基酚氧基单辛基醚碳硼烷双酚氧基聚磷腈。本专利技术有益效果是：通过使用烷氧基置换聚二氯磷腈聚合物的氯原子，提高聚磷腈的耐水性，但热稳定性欠佳，在取代基中添加碳硼烷，则提高了聚磷腈聚合物稳定性、耐热性。通过加入对三氟甲基苯酚以及含碳硼烷双酚单烷基醚等材料制备出的电气电缆绝缘胶，具有优异的电气绝缘性能，同时耐热性高、阻燃性能好、制备方法简单。进一步的，上述步骤S4具体为：先将聚氯化磷腈四氢呋喃溶液，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口烧瓶中，滴加完毕后，继续搅拌1～2小时；再将中间产物溶液(Ⅱ)，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入搅拌后的溶液中，滴加完毕后，继续搅拌2～3小时，得到反应液。如此，更加细化其反应过程，使反应更加完全。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取58g聚氯化磷腈，加入400本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取58g聚氯化磷腈，加入400mL四氢呋喃溶液中，搅拌至聚氯化磷腈完全溶解，得到聚氯化磷腈四氢呋喃溶液，备用；S2、取130.1g 2,6‑二氟苯酚溶于150mL四氢呋喃溶液中，通过搅拌器缓慢加入40g氢氧化钠，将溶液的温度调至40℃恒温，在搅拌下反应1小时至2,6‑二氟苯酚完全反应为二氟酚氧基钠为止，得中间产物溶液(Ⅰ)，备用；S3、取设有搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的1000mL三口烧瓶，加入33.2g的1,7‑二(4‑羟基苯基)‑碳硼烷，通过搅拌器缓慢加入4g氢氧化钠，再加入150mL四氢呋喃溶液和21.2g溴代辛烷至三口烧瓶中，并往反应溶液中通氮气，在65℃下搅拌反应2小时后，将温度降至50℃，得到反应后的三口烧瓶；S4、分别将步骤S1和步骤S2中的得到的聚氯化磷腈四氢呋喃溶液和中间产物溶液(Ⅰ)，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口烧瓶中进行反应，得到反应液；S5、将反应液倒入盛有自来水的烧杯中进行搅拌，搅拌10min后，得到溶液中凝聚的橡胶状固体，将凝聚的橡胶状固体和溶液进行分离，分离后通过四氢呋喃溶液对橡胶状固体进行溶解，再将溶液倒入盛有自来水的烧杯中重复本步骤，直至洗去橡胶状固体中的盐分，最终得到的橡胶状固体为二氟酚氧基单辛基醚碳硼烷双酚氧基聚磷腈。...

【技术特征摘要】
1.一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取58g聚氯化磷腈，加入400mL四氢呋喃溶液中，搅拌至聚氯化磷腈完全溶解，得到聚氯化磷腈四氢呋喃溶液，备用；S2、取130.1g2,6-二氟苯酚溶于150mL四氢呋喃溶液中，通过搅拌器缓慢加入40g氢氧化钠，将溶液的温度调至40℃恒温，在搅拌下反应1小时至2,6-二氟苯酚完全反应为二氟酚氧基钠为止，得中间产物第一溶液，备用；S3、取设有搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的1000mL三口烧瓶，加入33.2g的1,7-二(4-羟基苯基)-碳硼烷，通过搅拌器缓慢加入4g氢氧化钠，再加入150mL四氢呋喃溶液和21.2g溴代辛烷至三口烧瓶中，并往反应溶液中通氮气，在65℃下搅拌反应2小时后，将温度降至50℃，得到反应后的三口烧瓶；S4、分别将步骤S1和步骤S2中的得到的聚氯化磷腈四氢呋喃溶液和中间产物第一溶液，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口烧瓶中进行反应，得到反应液；S5、将反应液倒入盛有自来水的烧杯中进行搅拌，搅拌10min后，得到溶液中凝聚的橡胶状固体，将凝聚的橡胶状固体和溶液进行分离，分离后通过四氢呋喃溶液对橡胶状固体进行溶解，再将溶液倒入盛有自来水的烧杯中重复本步骤，直至洗去橡胶状固体中的盐分，最终得到的橡胶状固体为二氟酚氧基单辛基醚碳硼烷双酚氧基聚磷腈。2.根据权利要求1所述的阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法，其特征在于，上述步骤S4具体为：先将聚氯化磷腈四氢呋喃溶液，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口烧瓶中，滴加完毕后，继续搅拌1～2小时；再将中间产物第一溶液，通过恒压滴液漏斗慢慢滴入搅拌后的溶液中，滴加完毕后，继续搅拌2～3小时，得到反应液。3.一种阻燃耐热聚磷腈绝缘胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取58g聚氯化磷腈，加入400mL四氢呋喃溶液中，搅拌至聚氯化磷腈完全溶解，得到聚氯化磷腈四氢呋喃溶液，备用；S2、取162.1g对三氟甲基苯酚溶于150mL四氢呋喃溶液中，通过搅拌器缓慢加入40g氢氧化钠，将溶液的温度调至40℃恒温，在搅拌下反应1小时至对三氟甲基苯酚完全反应为对三氟甲基酚氧基钠为止，得中间产物第二溶液，备用；S3、取设有搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的1000mL三口烧瓶，加入33.2g的1,7-二(4-羟基苯基)-碳硼烷，通过搅拌器缓慢加入4g氢氧化钠，再加入150mL四氢呋喃溶液和21.2g溴代辛烷至三口烧瓶中，并往反应溶液中通氮气，在100℃下搅拌反应2小时后，将温度降至50℃，得到反应后的三口烧瓶；S4、分别将步骤S1和步骤S2中的得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑飞，
申请(专利权)人：福州通尔达电线电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35