一种高强度阻燃团状模塑料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度阻燃团状模塑料的制备方法，属于塑料制备技术领域。本发明专利技术将钛酸丁酯负载于玄武岩纤维表面成膜，在高温煅烧下生成纳米级二氧化钛负载于玄武岩纤维表面，合成二氧化钛/玄武岩纤维复合材料，从而增强塑料基材本身空间机构的稳定，加强塑料的力学强度；本发明专利技术以蓖麻油为原料，首先与二乙醇胺在高温下反应合成蓖麻油基脂肪酰胺，再将蓖麻油基脂肪酰胺与双氧水混合引入环氧基团生成环氧化蓖麻油基脂肪酰胺，最后将环氧化蓖麻油脂肪酰胺在高温下还原生成蓖麻油基阻燃多元醇，加强塑料内部空间结构的致密性，能够提高塑料的力学强度和机械性能，还能结合二氧化钛/玄武岩纤维本身的阻燃性进一步提高阻燃效果，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度阻燃团状模塑料的制备方法
本专利技术涉及一种高强度阻燃团状模塑料的制备方法，属于塑料制备

技术介绍
团状模塑料是一种热固性塑料，其中混合了各种惰性填料、纤维增强材料、催化剂、稳定剂和颜料，形成一种用于压塑或注塑的胶粘“油灰状”复合材料。团状模塑料通过短纤维进行高度填充和增强，玻璃纤维增强材料占10%至30%，长度通常在1/32英寸至1/2英寸之间。国内常称作不饱和聚酯团状模塑料。其主要原料由GF（短切玻璃纤维）、UP（不饱和树脂）、MD（填料）以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。DMC材料于二十世纪60年代在前西德和英国，首先得以应用，而后在70年代和80年代分别在美国和日本得到了较大的发展。因团状模塑料具有优良的电气性能，耐化学腐蚀性，又适应各种成型工艺，即可满足各种产品对性能的要求，因此越来越受到广大用户的喜爱。广泛应用于加工电气零部件（绝缘子、电表箱、断路器外壳、接线端子、各类家用或商务机电产品壳体）、汽车零部件（前灯反射面、后门、扬声器壳等）、音响设备壳体等。而这些领域的防火十分必要。不饱和聚酯树脂是碳氢化合物，它和其它大多数碳氢化合物一样，具有可燃性，由于BMC中以容易燃烧的UP为GF及填料的粘合剂，使其不具备阻燃性能。为了制备阻燃性BMC，可在BMC中掺杂一定量的阻燃添加剂，如卤系阻燃剂、有机磷系阻燃剂及无机阻燃剂等。卤系阻燃剂由于具有阻燃效率高、价格低廉的优点，使其成为使用最为广泛的一类阻燃剂。但卤系阻燃剂在燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体。随着科技的进步和社会的发展，具有优良性能的复合材料越来越受到人们的重视，其中团状模塑料能在一定程度上取代木材、钢铁，广泛应用于工业、交通、建筑、电器等各个方面，在生产生活中占据着极其重要的地位。目前，现有的团状模塑料虽然满足了常规的性能要求，但其制品在力学性能方面仍有待提高，特别是不能满足高弯曲强度、高冲击强度等强度要求，导致不能满足高端客户的需求。因此，专利技术一种阻燃性好且强度高的团状模塑料对塑料制备
具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前团状模塑料力学强度差、阻燃效果不佳的缺陷，提供了一种高强度阻燃团状模塑料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高强度阻燃团状模塑料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将10～12份钛酸丁酯、22～24份无水乙醇、3～5份二乙醇胺和1.5～1.8份乙酰丙酮投入烧杯中混合均匀得到混合液，向混合液中滴加冰醋酸调节pH值至5.0～5.5，用搅拌器混合搅拌，制得反应溶胶；（2）称取500～700g的玄武岩纤维，将玄武岩纤维依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次，清洗后放入马弗炉中煅烧，煅烧结束后用反应溶胶浸渍5～6h；（3）浸渍结束后，将上述玄武岩纤维取出放入烘干箱中干燥，干燥后放入马弗炉中烧结，得到烧结产物，将烧结产物放入超声震荡仪清洗，清洗后烘干制得反应纤维，备用；（4）将蓖麻油和甲醇钠按质量比10：1混合投入四口烧瓶中，得到混合乳液，在氮气环境下将烧瓶升温，向四口烧瓶中滴加混合乳液质量5～8%的二乙醇胺，滴加结束后升温至120～130℃，恒温搅拌反应，反应结束后用饱和氯化钠溶液清洗2～3次，用四氯化碳溶液萃取得到上层液体，放入旋转蒸发仪中浓缩至溶液质量恒定，制得混合反应液；（5）按重量份数计，将15～17份上述混合反应液、1.5～2.0份甲酸、0.5～0.8份磷酸投入烧瓶中制得分散液，将烧瓶升温，向烧瓶中滴加分散液质量30～35%的双氧水，滴加完后升高温度，恒温反应，制得氧化反应液；（6）按重量份数计，将20～22份上述氧化反应液、10～12份9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物和1.5～1.8份三苯基膦混合反应釜中，在一定气压、温度的条件下搅拌反应，制得改性反应液；（7）按重量份数计，称取20～22份上述改性反应液、25～28份双酚A型环氧树脂、10～12份聚氨酯、2～3份咪唑、2～3份硬脂酸锌、5～6份氢氧化铝混合均匀加入双桨式捏合机中，常温下捏合制得混合胶液，向双桨式捏合机中加入混合胶液质量10～15%的备用的反应胶液制得固液混合物；（8）将上述固液混合物倒入模具中，将模具放入平板硫化机中，将模具升温预热，再升温，恒温静置60～80min，静置完后升温恒温固化，固化后自然冷却制得高强度阻燃团状模塑料。步骤（1）中所述的搅拌器的搅拌转速为600～700r/min，混合搅拌时间为120～140min。步骤（2）中所述的马弗炉中的温度为400～450℃，煅烧时间为90～100min。步骤（3）中所述的烘干箱中的温度为80～90℃，干燥时间为30～40min，马弗炉中温度为450～500℃，烧结时间为90～100min，超声震荡仪中的频率为30～32kHz，清洗时间为5～6min。步骤（4）中所述的烧瓶升温温度至80～90℃，恒温搅拌反应时间为3～4h。步骤（5）中所述的烧瓶升温温度至45～48℃，双氧水的质量分数为10～12%，滴加完后升高温度至62～65℃，恒温反应时间为6～7h。步骤（6）中所述的反应釜中的气压为3.0～3.3MPa、温度为150～160℃、转速为150～180r/min，反应时间为5～6h。步骤（7）中所述的双桨式捏合机中捏合时间为30～40min。步骤（8）中所述的平板硫化机中，模具升温预热温度为70～80℃，预热时间为60～80min，再升温温度至120～125℃，恒温静置时间为60～80min，升温固化温度为160～170℃，恒温固化时间为90～100min。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将钛酸丁酯以及其它试剂混合反应，再与玄武岩纤维混合，高温煅烧下制得二氧化钛/玄武岩纤维复合材料，再将蓖麻油与二乙醇胺在高温下搅拌混合制得混合反应液，将混合反应液与双氧水反应生成氧化反应液，将氧化反应液高温反应生成改性反应液，最后将树脂溶剂、玄武岩纤维、改性反应液以及其它试剂混合放入平板硫化机中，升温固化制得高强度阻燃团状模塑料，本专利技术将钛酸丁酯负载于玄武岩纤维表面成膜，在高温煅烧下生成纳米级二氧化钛负载于玄武岩纤维表面，合成二氧化钛/玄武岩纤维复合材料，二氧化钛具有很好的耐酸碱腐蚀性、力学性能和耐高温性能，附着于玄武岩纤维表面可以使玄武岩纤维具有更好的耐酸碱腐蚀性能、机械性能和耐高温性，同时玄武岩纤维本身具有很好的拉伸性和耐高温性，具有牢固的四面体骨架结构和八面体空间结构，表面具有多种金属离子可以与树脂溶剂中高分子链中所具有的各官能团形成离子键和其它化学键合力，从而增强塑料基材本身空间结构的稳定，加强塑料的力学强度；（2）本专利技术以蓖麻油为原料，首先与二乙醇胺在高温下反应合成蓖麻油基脂肪酰胺，再将蓖麻油基脂肪酰胺与双氧水混合引入环氧基团生成环氧化蓖麻油基脂肪酰胺，最后将环氧化蓖麻油脂肪酰胺在高温下还原生成蓖麻油基阻燃多元醇，这种阻燃多元醇中具有大量的P、N等元素，塑料高温燃烧分解时可以生成与之对应的氧化物隔绝空气起到阻燃效果，同时蓖麻油基多元醇中具有羟基、羧基等官能团可以与玄武岩纤维、树脂高分子链形成共价键、离子键以及分子间作用力吸附，加强塑料内部空间结构的致密性，不仅能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度阻燃团状模塑料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将10～12份钛酸丁酯、22～24份无水乙醇、3～5份二乙醇胺和1.5～1.8份乙酰丙酮投入烧杯中混合均匀得到混合液，向混合液中滴加冰醋酸调节pH值至5.0～5.5，用搅拌器混合搅拌，制得反应溶胶；（2）称取500～700g的玄武岩纤维，将玄武岩纤维依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次，清洗后放入马弗炉中煅烧，煅烧结束后用反应溶胶浸渍5～6h；（3）浸渍结束后，将上述玄武岩纤维取出放入烘干箱中干燥，干燥后放入马弗炉中烧结，得到烧结产物，将烧结产物放入超声震荡仪清洗，清洗后烘干制得反应纤维，备用；（4）将蓖麻油和甲醇钠按质量比10：1混合投入四口烧瓶中，得到混合乳液，在氮气环境下将烧瓶升温，向四口烧瓶中滴加混合乳液质量5～8%的二乙醇胺，滴加结束后升温至120～130℃，恒温搅拌反应，反应结束后用饱和氯化钠溶液清洗2～3次，用四氯化碳溶液萃取得到上层液体，放入旋转蒸发仪中浓缩至溶液质量恒定，制得混合反应液；（5）按重量份数计，将15～17份上述混合反应液、1.5～2.0份甲酸、0.5～0.8份磷酸投入烧瓶中制得分散液，将烧瓶升温，向烧瓶中滴加分散液质量30～35%的双氧水，滴加完后升高温度，恒温反应，制得氧化反应液；（6）按重量份数计，将20～22份上述氧化反应液、10～12份9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑膦菲‑10‑氧化物和1.5～1.8份三苯基膦混合反应釜中，在一定气压、温度的条件下搅拌反应，制得改性反应液；（7）按重量份数计，称取20～22份上述改性反应液、25～28份双酚A型环氧树脂、10～12份聚氨酯、2～3份咪唑、2～3份硬脂酸锌、5～6份氢氧化铝混合均匀加入双桨式捏合机中，常温下捏合制得混合胶液，向双桨式捏合机中加入混合胶液质量10～15%的备用的反应胶液制得固液混合物；（8）将上述固液混合物倒入模具中，将模具放入平板硫化机中，将模具升温预热，再升温，恒温静置60～80min，静置完后升温恒温固化，固化后自然冷却制得高强度阻燃团状模塑料。...

【技术特征摘要】
1.一种高强度阻燃团状模塑料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将10～12份钛酸丁酯、22～24份无水乙醇、3～5份二乙醇胺和1.5～1.8份乙酰丙酮投入烧杯中混合均匀得到混合液，向混合液中滴加冰醋酸调节pH值至5.0～5.5，用搅拌器混合搅拌，制得反应溶胶；（2）称取500～700g的玄武岩纤维，将玄武岩纤维依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次，清洗后放入马弗炉中煅烧，煅烧结束后用反应溶胶浸渍5～6h；（3）浸渍结束后，将上述玄武岩纤维取出放入烘干箱中干燥，干燥后放入马弗炉中烧结，得到烧结产物，将烧结产物放入超声震荡仪清洗，清洗后烘干制得反应纤维，备用；（4）将蓖麻油和甲醇钠按质量比10：1混合投入四口烧瓶中，得到混合乳液，在氮气环境下将烧瓶升温，向四口烧瓶中滴加混合乳液质量5～8%的二乙醇胺，滴加结束后升温至120～130℃，恒温搅拌反应，反应结束后用饱和氯化钠溶液清洗2～3次，用四氯化碳溶液萃取得到上层液体，放入旋转蒸发仪中浓缩至溶液质量恒定，制得混合反应液；（5）按重量份数计，将15～17份上述混合反应液、1.5～2.0份甲酸、0.5～0.8份磷酸投入烧瓶中制得分散液，将烧瓶升温，向烧瓶中滴加分散液质量30～35%的双氧水，滴加完后升高温度，恒温反应，制得氧化反应液；（6）按重量份数计，将20～22份上述氧化反应液、10～12份9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物和1.5～1.8份三苯基膦混合反应釜中，在一定气压、温度的条件下搅拌反应，制得改性反应液；（7）按重量份数计，称取20～22份上述改性反应液、25～28份双酚A型环氧树脂、10～12份聚氨酯、2～3份咪唑、2～3份硬脂酸锌、5～6份氢氧化铝混合均匀加入双桨式捏合机中，常温下捏合制得混合胶液，向双桨式捏合机中加入混合胶液质量10～15%的备用的反应胶液制得固液混合物；（8）将上述固液混合物倒入模具中，将模具放入平板硫化机中，将模具升温预热，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建平，蒋梦成，朱彩娣，
申请(专利权)人：赵建平，
类型：发明
国别省市：江苏,32