一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5-15份、二乙烯基苯3-10份、过氧化丁二酸0.5-2份、氧化镁1-2.5份、季戊四醇3-10份、促进剂2-5份、炭黑10-25份、碳纳米管10-30份、防老剂1-3份、防焦剂0.1-0.5份、偏苯三酸三辛酯3-10份、甲苯基二苯基磷酸酯1-3份、N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯2-5份、端乙烯基硅油1-3份。本发明专利技术提出的碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其阻燃性和耐热性能优异，硫化性能好，机械强度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氯磺化聚乙烯
，尤其涉及一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料。
技术介绍
氯磺化聚乙烯是以聚乙烯为原料经氯化、磺化反应而制得的具有高饱和化学结构的含氯特殊弹性体材料，属高性能品质的特种橡胶品种，尤以耐化学介质腐蚀、抗臭氧氧化及耐油侵蚀、阻燃等性能突出，另外还具有抗候变、耐热、抗离子辐射、耐低温、抗磨蚀和电绝缘性及优异的机械性能等，目前用途广泛。随着社会的发展，人们对氯磺化聚乙烯材料的性能提出了更高的要求，现有的氯磺化聚乙烯复合材料其阻燃性仍不是很理想，需要进行改性。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其阻燃性和耐热性能优异，硫化性能好，机械强度高。本专利技术提出的一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5-15份、二乙烯基苯3-10份、过氧化丁二酸0.5-2份、氧化镁1-2.5份、季戊四醇3-10份、促进剂2-5份、炭黑10-25份、碳纳米管10-30份、防老剂1-3份、防焦剂0.1-0.5份、偏苯三酸三辛酯3-10份、甲苯基二苯基磷酸酯1-3份、N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯2-5份、端乙烯基硅油1-3份。优选地，其原料中，过氧化丁二酸、氧化镁、季戊四醇、促进剂的重量比为0.9-1.6：1.6-2.4：4.5-8：3.2-4.6。优选地，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物9-11份、二乙烯基苯6.5-7.2份、过氧化丁二酸1.2-1.5份、氧化镁1.9-2.1份、季戊四醇5-7.2份、促进剂3.8-4.5份、炭黑18-21份、碳纳米管19-26份、防老剂1.9-2.5份、防焦剂0.3-0.45份、偏苯三酸三辛酯8-9份、甲苯基二苯基磷酸酯1.7-2.6份、N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯3.2-4份、端乙烯基硅油1.8-2.6份。优选地，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、二乙烯基苯7份、过氧化丁二酸1.3份、氧化镁2份、季戊四醇6.5份、促进剂4份、炭黑20份、碳纳米管22份、防老剂2.1份、防焦剂0.4份、偏苯三酸三辛酯8.6份、甲苯基二苯基磷酸酯2.2份、N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯3.8份、端乙烯基硅油2.4份。优选地，所述促进剂为促进剂DPTT、促进剂TMTD、促进剂PBM中的一种或者多种的混合物。优选地，所述碳纳米管为改性碳纳米管，所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备：将间苯三酚加入氯仿中，搅拌均匀后加入三氯氧磷，其中，间苯三酚与三氯氧磷的摩尔比为1:3.5-4，升温至55-60℃后搅拌反应1.5-2.5h，反应结束后蒸馏得到物料A；将物料A加入乙腈中，搅拌溶解后加入酸化碳纳米管，其中，物料A与酸化碳纳米管的重量比为1-3:5-10，在冰水浴条件下加入三乙胺，升温至35-45℃后搅拌反应2-5h，反应结束后蒸馏、洗涤、过滤、干燥得到所述改性碳纳米管。优选地，所述碳纳米管为改性碳纳米管，所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将40份间苯三酚加入135份氯仿中，搅拌均匀后加入190份三氯氧磷，升温至58℃后搅拌反应2h，反应结束后经蒸馏得到物料A；按重量份将2份物料A加入30份乙腈中，搅拌溶解后加入8份酸化碳纳米管，在冰水浴条件下加入10份三乙胺，升温至40℃后搅拌反应3.2h，反应结束后蒸馏、洗涤、过滤、干燥得到所述改性碳纳米管。优选地，所述防老剂为防老剂4020、防老剂4010NA、防老剂AW、防老剂RD、防老剂MB中的一种或者多种的混合物。本专利技术所述碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料可以按照常规的氯磺化聚乙烯复合材料制备工艺制备而成。本专利技术所述碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，以氯磺化聚乙烯为主料，并配合添加了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二乙烯基苯对其进行改性，通过控制三者的比例，使三者的性能协同互补，赋予复合材料优异的耐热性、耐化学药品性和韧性；选择了过氧化丁二酸、氧化镁、季戊四醇、促进剂配合作为硫化体系，硫化性能好，显著提高了复合材料的耐水性、耐化学药品性，同时改善了复合材料的抗压缩变形性能和加工安全性，改善了氯磺化聚乙烯压缩永久变形大的缺陷；加入了炭黑和碳纳米管配合作为体系的补强材料，显著提高了复合材料的强度，同时加入了甲苯基二苯基磷酸酯、N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯与偏苯三酸三辛酯和端乙烯基硅油配合，改善了复合材料的柔韧性，同时赋予复合材料一定的阻燃性；在优选方式中，所述碳纳米管为改性碳纳米管，在改性碳纳米管的制备过程中，首先选择了间苯三酚和三氯氧磷为原料，通过控制反应的条件，使两者发生了反应得到了磷酰氯，加入酸化碳纳米管后，得到的磷酰氯与酸化碳纳米管表面的活性羟基发生了反应，从而将磷酰氯引入到了酸化碳纳米管的表面得到了改性碳纳米管，将改性碳纳米管加入体系中，减少了碳纳米管的团聚，在体系中分散均匀，显著提高了复合材料的强度，同时其对体系中的甲苯基二苯基磷酸酯和N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯具有一定的吸附作用，防止了甲苯基二苯基磷酸酯和N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯从体系中迁出，三者协同后在复合材料燃烧的过程中产生了较为连续的鱼鳞状炭层，其表面较为光滑平整，有效地阻止复合材料内层的进一步降解以及可燃性气体向表面的迁移,同时阻止了热源向复合材料内部传递，从而有效地防止了火焰的蔓延和传播，起到了阻止复合材料燃烧、改善复合材料阻燃性能的效果，另一方面，在碳纳米管的表面引入了苯环结构，与二乙烯基苯、端乙烯基硅油配合后，显著提高了复合材料的耐热性。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5份、二乙烯基苯10份、过氧化丁二酸0.5份、氧化镁2.5份、季戊四醇3份、促进剂DPTT5份、炭黑10份、碳纳米管30份、防老剂1份、防焦剂0.5份、偏苯三酸三辛酯3份、甲苯基二苯基磷酸酯3份、N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯2份、端乙烯基硅油3份。实施例2本专利技术提出的一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、二乙烯基苯3份、过氧化丁二酸2份、氧化镁1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物5‑15份、二乙烯基苯3‑10份、过氧化丁二酸0.5‑2份、氧化镁1‑2.5份、季戊四醇3‑10份、促进剂2‑5份、炭黑10‑25份、碳纳米管10‑30份、防老剂1‑3份、防焦剂0.1‑0.5份、偏苯三酸三辛酯3‑10份、甲苯基二苯基磷酸酯1‑3份、N‑羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯2‑5份、端乙烯基硅油1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其特征在于，其原料按重量
份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5-15份、二
乙烯基苯3-10份、过氧化丁二酸0.5-2份、氧化镁1-2.5份、季戊四醇3-10
份、促进剂2-5份、炭黑10-25份、碳纳米管10-30份、防老剂1-3份、防焦
剂0.1-0.5份、偏苯三酸三辛酯3-10份、甲苯基二苯基磷酸酯1-3份、N-羟甲
基丙酰胺类甲基膦酸酯2-5份、端乙烯基硅油1-3份。
2.根据权利要求1所述碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其特征在于，
其原料中，过氧化丁二酸、氧化镁、季戊四醇、促进剂的重量比为0.9-1.6：
1.6-2.4：4.5-8：3.2-4.6。
3.根据权利要求1或2所述碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，其特征
在于，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌
段共聚物9-11份、二乙烯基苯6.5-7.2份、过氧化丁二酸1.2-1.5份、氧化镁
1.9-2.1份、季戊四醇5-7.2份、促进剂3.8-4.5份、炭黑18-21份、碳纳米
管19-26份、防老剂1.9-2.5份、防焦剂0.3-0.45份、偏苯三酸三辛酯8-9份、
甲苯基二苯基磷酸酯1.7-2.6份、N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯3.2-4份、端
乙烯基硅油1.8-2.6份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述碳纳米管改性氯磺化聚乙烯复合材料，
其特征在于，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯100份、苯乙烯-丁二烯-苯
乙烯嵌段共聚物10份、二乙烯基苯7份、过氧化丁二酸1.3份、氧化镁2份、
季戊四醇6.5份、促进剂4份、炭黑20份、碳纳米管22份、防老剂2.1份、
防焦剂0.4份、偏苯三酸三辛酯8.6份、甲苯基二...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱再明，
申请(专利权)人：合肥市再德高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34