一种阻燃增韧塑胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃增韧塑胶材料及其制备方法，属于塑胶领域。本发明专利技术以聚碳酸亚丙酯二醇、端羟基聚丁二烯‑丙烯腈等为混合软段加入到聚氨酯塑胶材料的制备过程中，提高软段的综合性能；本发明专利技术加入氯化铝和六甲基磷酰三胺制得的催化剂，引入括异氰脲酸酯环及噁唑烷酮环结构保持较好的韧性，提高聚氨酯塑料的耐高温性能；本发明专利技术在聚氨酯固化过程中加入三羟甲基丙烷，保证聚氨酯弹性体的力学性能及动态性能良好；本发明专利技术氯化锑和氟化铵进行配位，实现高效阻燃；本发明专利技术以4‑（4‑羟基苯基）‑2,3‑二氮杂萘‑1‑酮、2,6‑二氯苯腈和4,4’‑二羟基联苯等为原料发生亲核取代反应，使其导热性能得到提高。本发明专利技术解决了目前塑胶材料存在耐热性性差、阻燃性差的问题。

A Flame Retardant Toughening Plastic Material and Its Preparation Method

The invention discloses a flame retardant toughening plastic material and a preparation method thereof, belonging to the plastic field. In the invention, polypropylene carbonate diol, hydroxyl-terminated polybutadiene and acrylonitrile are used as mixed soft segments in the preparation process of polyurethane plastic materials to improve the comprehensive properties of soft segments; the catalyst prepared by adding aluminium chloride and hexamethylphosphatidyl triamide is added in the invention, and the structure of isocyanurate ring and oxazolidone ring is introduced to maintain good toughness and improve the high temperature resistance of polyurethane plastic. The invention adds trimethylolpropane in the curing process of polyurethane to ensure good mechanical and dynamic properties of polyurethane elastomer; the antimony chloride and ammonium fluoride of the invention coordinate to achieve high-efficiency flame retardant; the invention takes 4 (4 hydroxyphenyl)2,3 diazanaphthalene 1 ketone, 2,6 dichlorobenzenitrile and 4,4'dihydroxybenzene as raw materials to produce nucleophilic substitution. The thermal conductivity is improved by reaction. The invention solves the problems of poor heat resistance and flame retardancy of plastic materials at present.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃增韧塑胶材料及其制备方法
本专利技术属于塑胶领域，具体涉及一种阻燃增韧塑胶材料及其制备方法。
技术介绍
塑胶材料，是以聚合物为基本成分，加入添加剂后在一定温度、压力下，经加工塑制成型或交联固化成型而得的固体材料。由于多数聚合物具有良好的绝缘性能，它被广泛用作绝缘材料。塑胶按热行为分为热塑性与热固性两类。以前塑胶材料都是绝缘体，目前通过在塑胶材料内添加一些具有导电性的高分子材料，使得塑胶材料具有导电性能，但是由于导电高分子难溶解，无法加工成型，且目前生产的导电塑胶材料的导电性能不好，使用受到限制。与传统导热材料相比，尼龙具有良好的拉伸强度和耐挠曲性能，但抗冲击性能较差，而且塑料具有易燃的特点。导热塑料把塑料成型的简易性和优异的导热性结合在一起，可以为研发人员提供更大的设计自由度，而且制件的重量小。然而导热塑料很难同时具有导热性能高、绝缘，和优异的力学性能，难以满足实际使用的需要，并且塑料易燃，易造成安全隐患。随着人类社会的生活质量不断提高，人们对耳机制品无论从外观、音质、材质、使用质量等各方面都有更高的要求，耳机制品在性能上优劣，在于是否具备优异的耐磨性、耐热性、耐老化、耐化学腐蚀性、阻燃性等，塑胶材料是耳机制品的主要材料，然而，目前所有塑胶材料经过成型制成产品后，在产品性能基本达到要求的情况下，都存在塑胶气味严重，油味重等问题，使工作人员、消费者难以接受。目前普通塑胶材料存在阻燃性差、导热性差、抗氧化差的问题。因此需开发一种耐热性阻燃性好的塑胶材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前塑胶材料存在耐热性差、阻燃性差的问题，提供一种阻燃增韧塑胶材料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种阻燃增韧塑胶材料，包括软段添加剂、催化剂、扩链剂、阻燃添加剂、增韧添加剂；所述软段添加剂为：按质量份数计，取2~8份聚碳酸亚丙酯二醇、5~10份端羟基聚丁二烯-丙烯腈、2~5份聚氧化丙烯二醇、1~3份聚四氢呋喃醚二醇混合，即得。所述催化剂为：取氯化铝于90~100℃干燥，得干燥物，取干燥物按质量比3~5：8~10加入六甲基磷酰三胺，于45~55℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比1~3：2~5：1~3加入2-乙基-4-甲基咪唑、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚混合，即得。所述扩链剂为：取三羟甲基丙烷按质量比2~4：1~5加入3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷混合，即得。所述阻燃添加剂的制备方法为：（1）取氯化锑按质量比2~5：1~3：10~15加入聚乙二醇-2000、无水乙醇，超声，得超声液，取超声液按质量比10~20：1~3加入氟化铵水溶液，调节pH至8.5~9，于25~30℃搅拌混合，抽滤，取抽滤渣经去离子水洗涤，干燥，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒；（2）取过筛颗粒按质量比1~3：8~10加入去离子水搅拌混合，再加入过筛颗粒质量40~50%的二甘醇，升温至85~95℃搅拌混合，得搅拌混合物，取双氧水按质量比1~5：8~15滴加至搅拌混合物中，控制滴加时间30~50min，于85~95℃保温，冷却至室温，得冷却物；（3）取冷却物按质量比1~3：80~100加入去离子水，得混合液，按质量份数计，取80~90份混合液、0.3~0.8份聚乙烯吡咯烷酮、0.2~0.5份十二烷基硫酸钠，超声，得超声物，取密胺树脂按质量比2~5：20~30加入超声物中，升温至65~75℃，经磷酸调节pH至5~6，搅拌混合，抽滤，取抽滤渣干燥，即得阻燃添加剂。所述增韧添加剂的制备方法为：按质量份数计，取3~8份4-（4-羟基苯基）-2,3-二氮杂萘-1-酮、7~13份2,6-二氯苯腈、1~4份4,4’-二羟基联苯、1~3份无水碳酸钾、5~7份环丁砜、2~5份甲苯，通入氮气保护，升温至80~90℃搅拌混合，再升温至180~190℃保温，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比2~5：10~15加入温度为50~70℃的水中，静置，取沉淀经去离子水洗涤，旋转蒸发，干燥，即得增韧添加剂。所述的阻燃增韧塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：S1.按质量份数计，取5~10份软段添加剂、5~8份环氧树脂E-51、8~10份增韧添加剂、3~6份三元乙丙橡胶、3~6份阻燃添加剂，脱水，得脱水混合物，取脱水混合物按质量比10~15：5~8加入4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，于80~85℃搅拌混合，加入脱水混合物质量2~5%的催化剂，于80~85℃保温30~50min，再加入脱水混合物质量10~20%的N,N-间苯撑双马来酰亚胺，真空保持20~40min，得基体物；S2.取基体物按质量比7~10：1~3加入扩链剂，升温至85~90℃搅拌混合，倒入模具静置，经平板硫化，再于100~110℃熟化6~8h，挤压成型，即得阻燃增韧塑胶材料。所述步骤S2中平板硫化条件为：于120~150℃、10MPa条件下平板硫化。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以聚碳酸亚丙酯二醇、端羟基聚丁二烯-丙烯腈等为混合软段加入到后期聚氨酯塑胶材料的制备过程中，引入聚碳酸亚丙酯二醇，其分子量分布比较窄，可以使得所制备的聚氨酯材料结构比较均匀，聚氧化丙烯二醇的引入使得聚氨酯材料具有良好的耐水性，抗冲击性，聚四氢呋喃醚二醇有利于与硬段之间形成氢键，提高材料的力学性能，端羟基聚丁二烯-丙烯腈分子主链为纯碳链多元醇，不含其它杂原子，具有良好的耐温性能，将四者混合，提高软段的综合性能；（2）本专利技术加入氯化铝和六甲基磷酰三胺制得的催化剂，以2-乙基-4-甲基咪唑、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚作为辅助催化剂，在聚氨酯交联过程中进行催化，并加入环氧树脂，环氧树脂中含有苯环结构，在催化作用下在聚氨酯主链中引入括异氰脲酸酯环及噁唑烷酮环结构，可以整体提高聚氨酯塑料的耐高温性能，同时由于噁唑烷酮环的线性结构，使得其在高温下仍保持较好的韧性；（3）本专利技术在聚氨酯固化过程中加入三羟甲基丙烷，其含有羟基，可以提高塑胶材料的交联密度，降低氢键的影响，而3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷属于胺类扩链剂，其加快了扩链反应，两者协同对塑胶材料进行改性，一方面提高聚氨酯材料分子结构中的化学交联，得到更加完善的交联网络结构，进而提高聚氨酯材料的耐热性能，另一方面保证聚氨酯弹性体的力学性能及动态性能良好；（4）本专利技术氯化锑和氟化铵进行配位，形成沉淀，得到纳米阻燃颗粒，经聚乙二醇-2000修饰，加入二甘醇纳米阻燃颗粒由于其较大的比表面积使得具有很强的吸附力，使得固体的表面上吸附具有极性二甘醇的羟基，并包裹微粒，稳定固体粒子，再加入密胺树脂包裹，一方面可作为填料增加材料的拉伸强度和力学性能，另一方面蜜胺树脂不仅可增强纳米阻燃颗粒与聚氨酯基材的相容性，同时还能发挥自身的阻燃功能，实现高效阻燃；（5）本专利技术以4-（4-羟基苯基）-2,3-二氮杂萘-1-酮、2,6-二氯苯腈和4,4’-二羟基联苯等为原料发生亲核取代反应，得到增韧添加剂，由于二氮杂萘结构全芳环刚性扭曲非共平面结构阻碍了聚合物分子链间的相互运动，从而提高了共聚物的耐热性能，在高温下仍具有力学稳定性，其在高温燃烧时能生成高热稳定性的碳结构和石墨片结构，有利于成炭，同时共聚物主链中引入的杂萘联苯结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃增韧塑胶材料，其特征在于，包括软段添加剂、催化剂、扩链剂、阻燃添加剂、增韧添加剂；所述软段添加剂为：按质量份数计，取2~8份聚碳酸亚丙酯二醇、5~10份端羟基聚丁二烯‑丙烯腈、2~5份聚氧化丙烯二醇、1~3份聚四氢呋喃醚二醇混合，即得。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃增韧塑胶材料，其特征在于，包括软段添加剂、催化剂、扩链剂、阻燃添加剂、增韧添加剂；所述软段添加剂为：按质量份数计，取2~8份聚碳酸亚丙酯二醇、5~10份端羟基聚丁二烯-丙烯腈、2~5份聚氧化丙烯二醇、1~3份聚四氢呋喃醚二醇混合，即得。2.根据权利要求1所述的阻燃增韧塑胶材料，其特征在于，所述催化剂为：取氯化铝于90~100℃干燥，得干燥物，取干燥物按质量比3~5：8~10加入六甲基磷酰三胺，于45~55℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比1~3：2~5：1~3加入2-乙基-4-甲基咪唑、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚混合，即得。3.根据权利要求1所述的阻燃增韧塑胶材料，其特征在于，所述扩链剂为：取三羟甲基丙烷按质量比2~4：1~5加入3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷混合，即得。4.根据权利要求1所述的阻燃增韧塑胶材料，其特征在于，所述阻燃添加剂的制备方法为：（1）取氯化锑按质量比2~5：1~3：10~15加入聚乙二醇-2000、无水乙醇，超声，得超声液，取超声液按质量比10~20：1~3加入氟化铵水溶液，调节pH至8.5~9，于25~30℃搅拌混合，抽滤，取抽滤渣经去离子水洗涤，干燥，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒；（2）取过筛颗粒按质量比1~3：8~10加入去离子水搅拌混合，再加入过筛颗粒质量40~50%的二甘醇，升温至85~95℃搅拌混合，得搅拌混合物，取双氧水按质量比1~5：8~15滴加至搅拌混合物中，控制滴加时间30~50min，于85~95℃保温，冷却至室温，得冷却物；（3）取冷却物按质量比1~3：80~100加入去离子水，得混合液，按质量份数计，取80~90份混合液、0.3~0.8份聚乙烯吡咯烷酮、0.2~0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘菊花，路芸，庞成荣，
申请(专利权)人：佛山朝鸿新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44