一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法，本发明专利技术的复合材料在燃烧时，碳纳米管在残炭层中交织成网络结构，提高残炭层的致密性和稳定性，与磷酸酯共混，起到了协同阻燃的效果，本发明专利技术的填料通过羟甲基化磷酯处理，提高了其与聚碳酸酯基体的相容性，有效的降低了团聚，提高了成品的稳定性。

A kind of hydroxymethylation flame-retardant polycarbonate and its preparation method

The invention discloses a hydroxymethylation flame retardant polycarbonate material and preparation method thereof. The composite material of the invention in combustion, carbon nanotubes in the residual carbon layer woven into the network structure, improve the residual carbon layer density and stability, and phosphate blend, plays a synergistic effect of the filler through hydroxymethylation phosphate treatment, improves its compatibility with polycarbonate matrix, effectively reduce the agglomeration, improve product stability.

【技术实现步骤摘要】
一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法
本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料的制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯是五大工程塑料之中，发展极其迅速的一种通用工程塑料，其目前发展势头非常迅猛，正迅速地延伸并融入到计算机制造、航空航天、蓝光等工业产业化方面，涉及到诸多高新
，此外因为其性能的特殊性，在其他树脂的共同作用下，对进行与共混的方式，形成共聚物或合金类产物，使其性能更加完善，所得的产物性能十分优异，能够完全适应多种特定应用领域的环境，同时对于制造成本、各项性能的要求也是完全符合标准。结构方面，聚碳酸酯的主链上含有苯环，在其燃烧反应时，可以进行缩合成芳香型炭物质，相对成炭率较高，并且能够自熄，其阻燃等级能够达到的标准，相对于普通热塑性聚合物，对比之下其虽然阻燃性相对理想，但其依旧在可燃范畴内，并且聚碳酸酯材料在燃烧过程中，会熔融并滴下热熔体流出，很有可能引起周边的材料燃烧，附近材料被引燃后，导致火灾的发生，对于这一点，目前在上述应用领域中，依旧很难以达到理想的阻燃防火标准，因此在生产以及对材料的实际扩展应用当中，必须针对材料的燃烧现象以及性质，对其进行阻燃处理。然而传统无机阻燃剂与聚酯基体的相容性差，容易降低成品的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中传统无机阻燃剂与聚酯基体的相容性差的问题，提供一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取2-3重量份的二苯基咪唑啉，加入到其重量4-7倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.1-0.13重量份的聚甘油脂肪酸酯，在50-60℃下保温搅拌10-13分钟，得醇分散液；(2)取17-20重量份的碳纳米管，加入到其重量30-40倍的混酸溶液中，升高温度为60-65℃，超声2-3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量10-12倍的去离子水中，加入1-2重量份的三乙醇酰胺，搅拌均匀，得酰胺分散液；(3)取8-10重量份的硼酸、6-7重量份的氯化锌混合，加入到混合料重量16-20倍的去离子水中，送入到反应釜中，在110-120℃下保温反应20-30分钟，出料，滴加20-30重量份的、浓度为4-6％的过氧化氢溶液，滴加完毕后与1-2重量份的十溴联苯醚混合，搅拌均匀，送入烘箱中，50-60℃下干燥1-2小时，出料冷却，得羟基阻燃助剂；(4)取18-20重量份的2,4-二甲基苯酚，与0.06-0.1重量份的三氯化铝混合，搅拌均匀，升高温度为110-116℃，滴加50-65重量份的、浓度为3-5％的磷酸水溶液，降低温度为90-95℃，搅拌反应5-6小时，降低温度为40-50℃，保温搅拌30-40分钟，得酰化磷酸溶液；(5)将上述醇分散液、酰化磷酸溶液混合，搅拌均匀，滴加10-14mol/l的盐酸溶液，滴加完毕后搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得磷酯化填料；(6)将上述羟基阻燃助剂、磷酯化填料混合，加入到上述酰胺分散液中，搅拌均匀，滴加60-70重量份的、10-12％的甲醛水溶液，滴加完毕后升高温度为70-75℃，保温搅拌2-3小时，过滤，将沉淀水洗，真空90-100℃下干燥40-50分钟，冷却至常温，得羟甲基化磷酯填料；(7)将上述羟甲基化磷酯填料、110-130重量份的聚碳酸酯、1-2重量份的三氯异氰尿酸混合，搅拌均匀，在120-125℃下干燥2-3小时，送入挤出机中，熔融挤出，冷却造粒，即得所述羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料。作为优选方案，所述的聚碳酸酯为双酚A聚碳酸酯。作为优选方案，所述的混酸溶液为体积比为3-5:1-2的96-98％的硫酸溶液、90-92％的硝酸溶液混合组成。本专利技术的优点：本专利技术将碳纳米管通过酰胺水溶液进行分散，然后以硼酸、氯化锌共混后通过羟基化处理，得到羟基硼酸锌，然后以2,4-二甲基苯酚为原料、三氯化铝为催化剂，与磷酸溶液混合，通过磷酰化反应，得到酰化磷酸溶液，再通过酯化，得磷酯化填料，最后将磷酯化填料在碳纳米管酰胺水分散液中进行分散，再滴加甲醛水溶液进行羟甲基化处理，得到羟甲基化磷酯填料，本专利技术的复合材料在燃烧时，碳纳米管在残炭层中交织成网络结构，提高残炭层的致密性和稳定性，与磷酸酯共混，起到了协同阻燃的效果，本专利技术的填料通过羟甲基化磷酯处理，提高了其与聚碳酸酯基体的相容性，有效的降低了团聚，提高了成品的稳定性。具体实施方式实施例1一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取2重量份的二苯基咪唑啉，加入到其重量4倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.1重量份的聚甘油脂肪酸酯，在50℃下保温搅拌10分钟，得醇分散液；(2)取17重量份的碳纳米管，加入到其重量30倍的混酸溶液中，升高温度为60℃，超声2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量10倍的去离子水中，加入1重量份的三乙醇酰胺，搅拌均匀，得酰胺分散液；(3)取8重量份的硼酸、6重量份的氯化锌混合，加入到混合料重量16倍的去离子水中，送入到反应釜中，在110℃下保温反应20分钟，出料，滴加20重量份的、浓度为4％的过氧化氢溶液，滴加完毕后与1重量份的十溴联苯醚混合，搅拌均匀，送入烘箱中，50℃下干燥1小时，出料冷却，得羟基阻燃助剂；(4)取18重量份的2,4-二甲基苯酚，与0.06重量份的三氯化铝混合，搅拌均匀，升高温度为110℃，滴加50重量份的、浓度为3％的磷酸水溶液，降低温度为90℃，搅拌反应5-6小时，降低温度为40℃，保温搅拌30分钟，得酰化磷酸溶液；(5)将上述醇分散液、酰化磷酸溶液混合，搅拌均匀，滴加10mol/l的盐酸溶液，滴加完毕后搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得磷酯化填料；(6)将上述羟基阻燃助剂、磷酯化填料混合，加入到上述酰胺分散液中，搅拌均匀，滴加60重量份的、10％的甲醛水溶液，滴加完毕后升高温度为70℃，保温搅拌2小时，过滤，将沉淀水洗，真空90℃下干燥40分钟，冷却至常温，得羟甲基化磷酯填料；(7)将上述羟甲基化磷酯填料、110重量份的双酚A聚碳酸酯、1重量份的三氯异氰尿酸混合，搅拌均匀，在120℃下干燥2-小时，送入挤出机中，熔融挤出，冷却造粒，即得所述羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料。所述的混酸溶液为体积比为3∶1的96％的硫酸溶液、90％的硝酸溶液混合组成。实施例2一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取3重量份的二苯基咪唑啉，加入到其重量7倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.13重量份的聚甘油脂肪酸酯，在60℃下保温搅拌13分钟，得醇分散液；(2)取20重量份的碳纳米管，加入到其重量40倍的混酸溶液中，升高温度为65℃，超声3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量12倍的去离子水中，加入2重量份的三乙醇酰胺，搅拌均匀，得酰胺分散液；(3)取10重量份的硼酸、7重量份的氯化锌混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，送入到反应釜中，在120℃下保温反应30分钟，出料，滴加30重量份的、浓度为6％的过氧化氢溶液，滴加完毕后与2重量份的十溴联苯醚混合，搅拌均匀，送入烘箱中，60℃下干燥2小时，出料冷却，得羟基阻燃助剂；(4)取20重量份的2,4-二甲基苯酚，与0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取2‑3重量份的二苯基咪唑啉，加入到其重量4‑7倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.1‑0.13重量份的聚甘油脂肪酸酯，在50‑60℃下保温搅拌10‑13分钟，得醇分散液；(2)取17‑20重量份的碳纳米管，加入到其重量30‑40倍的混酸溶液中，升高温度为60‑65℃，超声2‑3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量10‑12倍的去离子水中，加入1‑2重量份的三乙醇酰胺，搅拌均匀，得酰胺分散液；(3)取8‑10重量份的硼酸、6‑7重量份的氯化锌混合，加入到混合料重量16‑20倍的去离子水中，送入到反应釜中，在110‑120℃下保温反应20‑30分钟，出料，滴加20‑30重量份的、浓度为4‑6％的过氧化氢溶液，滴加完毕后与1‑2重量份的十溴联苯醚混合，搅拌均匀，送入烘箱中，50‑60℃下干燥1‑2小时，出料冷却，得羟基阻燃助剂；(4)取18‑20重量份的2,4‑二甲基苯酚，与0.06‑0.1重量份的三氯化铝混合，搅拌均匀，升高温度为110‑116℃，滴加50‑65重量份的、浓度为3‑5％的磷酸水溶液，降低温度为90‑95℃，搅拌反应5‑6小时，降低温度为40‑50℃，保温搅拌30‑40分钟，得酰化磷酸溶液；(5)将上述醇分散液、酰化磷酸溶液混合，搅拌均匀，滴加10‑14mol/l的盐酸溶液，滴加完毕后搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得磷酯化填料；(6)将上述羟基阻燃助剂、磷酯化填料混合，加入到上述酰胺分散液中，搅拌均匀，滴加60‑70重量份的、10‑12％的甲醛水溶液，滴加完毕后升高温度为70‑75℃，保温搅拌2‑3小时，过滤，将沉淀水洗，真空90‑100℃下干燥40‑50分钟，冷却至常温，得羟甲基化磷酯填料；(7)将上述羟甲基化磷酯填料、110‑130重量份的聚碳酸酯、1‑2重量份的三氯异氰尿酸混合，搅拌均匀，在120‑125℃下干燥2‑3小时，送入挤出机中，熔融挤出，冷却造粒，即得所述羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料。...

【技术特征摘要】
1.一种羟甲基化阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取2-3重量份的二苯基咪唑啉，加入到其重量4-7倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.1-0.13重量份的聚甘油脂肪酸酯，在50-60℃下保温搅拌10-13分钟，得醇分散液；(2)取17-20重量份的碳纳米管，加入到其重量30-40倍的混酸溶液中，升高温度为60-65℃，超声2-3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量10-12倍的去离子水中，加入1-2重量份的三乙醇酰胺，搅拌均匀，得酰胺分散液；(3)取8-10重量份的硼酸、6-7重量份的氯化锌混合，加入到混合料重量16-20倍的去离子水中，送入到反应釜中，在110-120℃下保温反应20-30分钟，出料，滴加20-30重量份的、浓度为4-6％的过氧化氢溶液，滴加完毕后与1-2重量份的十溴联苯醚混合，搅拌均匀，送入烘箱中，50-60℃下干燥1-2小时，出料冷却，得羟基阻燃助剂；(4)取18-20重量份的2,4-二甲基苯酚，与0.06-0.1重量份的三氯化铝混合，搅拌均匀，升高温度为110-116℃，滴加50-65重量份的、浓度为3-5％的磷酸水溶液，降低温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美君，
申请(专利权)人：清远初曲智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44