一种耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料及其制备方法，复合材料各原料按质量份构成为：聚合物40

【技术实现步骤摘要】
一种耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于阻燃聚合物复合材料
，特别涉及一种耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，聚合物复合材料广泛应用于建筑、交通、化工、机械、通讯、能源等领域。而聚合物复合材料作为一种功能材料使用期间，需要具有优异的阻燃性能、抗氧化性能以及物理性能，才能满足使用要求。因此，设计和制备低烟、低毒、优异阻燃性能、抗氧化性能和物理性能的复合材料是当下研究的热点。
[0003]聚合物复合材料应用场景复杂多变，如受温度、湿度、氧浓度、辐照强度、紫外线等复杂的因素影响，往往会导致聚合物复合材料发生各种老化，从而引发阻燃剂和抗氧剂发生迁移，导致聚合物材料力学、电学、阻燃、抗氧化性能下降，不能满足阻燃聚合物复合材料的使用要求。然而，目前聚合物复合材料中大部分采用小分子的抗老化剂，在长期使用过程中小分子抗氧剂容易发生迁移，从而失去防老化功能。因此，提供一种耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
[0004]本专利技术为解决上述现有技术所存在的不足之处，提出的一种耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料及其制备方法，以解决现有聚合物材料中的阻燃剂的极性大、分散性差、界面相容性差、阻燃剂和小分子抗氧剂易迁移析出的难题，获得一种具有耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供了一种耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料及其制备方法，获得一种兼有阻燃、良好力学性能和优异抗氧化功能的耐久型阻燃抗氧化聚合物复合材料。
[0006]本专利技术耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料，其原料按质量份数构成如下：
[0007]聚合物40
‑
80份，具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂10
‑
60份，交联剂0
‑
1.5份，润滑剂0
‑
1份。
[0008]所述聚合物选自聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、乙烯
‑
乙酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯
‑
乙酸乙烯共聚物、乙烯
‑
辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯中的一种或多种按任意比例混合。
[0009]所述交联剂选自过氧化二异丙苯、三聚氰酸三烯丙酯、三聚异氰尿酸三烯丙酯，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙烯酸三羟甲基酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种按任意比例混合。
[0010]所述润滑剂选自硅酮粉、硬脂酸锌、石蜡、PE蜡中的一种或几种按任意比例混合。
[0011]所述具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂是由硅烷前驱体接枝抗氧化剂作为壳层、
由阻燃剂作为核层的胶囊结构。
[0012]所述具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂的原料按质量份数构成为：阻燃剂100份，硅烷偶联剂10
‑
30份，抗氧化剂5
‑
12份，乳化剂1
‑
2份，混合溶剂400份。
[0013]具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂，由核层和壳层结构构成。其中核层结构为阻燃剂，阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、金属双氢氧化物、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、季戊四醇、聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、次磷酸铝、次膦酸铝、可膨胀石墨、硼酸锌、石墨烯、过渡金属二硫化物、碳纳米管、埃洛石、海泡石和高岭土中的一种或多种按任意比例混合；壳层结构为硅烷偶联剂接枝抗氧化剂；核层和壳层结构的比例为：10：1.5～4.2。
[0014]所述硅烷偶联剂选自硅烷前驱体1、硅烷前驱体2中的一种。
[0015]所述硅烷前驱体1选自正硅酸四乙酯(TEOS)、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)中的一种。
[0016]所述硅烷前驱体2选自异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)、γ
‑
(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)中的一种。
[0017]所述抗氧化剂选自3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯丙酸、3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯甲酸、4
‑
氨基
‑
1,2,2,6,6
‑
五甲基哌啶、4
‑
氨基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶、4
‑
羟基
‑
1,2,2,6,6
‑
五甲基哌啶、4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶醇中的一种。
[0018]所述混合溶剂是由乙醇和水按质量比3:1复配后得到的混合溶剂。
[0019]所述具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂是通过如下路线制备获得：
[0020]路线1：先水解再接枝
[0021]1a、以阻燃剂为原料，将硅烷前驱体1与混合溶剂加入到反应体系中，调节pH至10，加入OP
‑
10乳化剂，升温至40
‑
60℃反应4～8h；反应结束后降至室温，过滤洗涤干燥，所得产物在烘箱中50℃干燥至恒重，得到白色固体产物；
[0022]1b、以3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯丙酸(AO1)或3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯甲酸(AO2)为原料，将二氯亚砜与接枝反应溶剂加入到反应体系中，在氮气氛围中升温至40
‑
60℃反应；反应结束后降至室温，旋蒸回收溶剂，得到粘稠液体产品；
[0023]1c、将1a得到的白色固体分散在接枝反应溶剂中，加入三乙胺作为缚酸剂，将1b所得产物滴加至反应体系中，在氮气氛围下升温至40
‑
60℃反应4～8h；反应结束后降至室温，过滤洗涤干燥，所得产物在烘箱中50℃干燥至恒重，得到具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂。
[0024]路线2：先接枝再水解
[0025]2a、以AO1、AO2、4
‑
氨基
‑
1,2,2,6,6
‑
五甲基哌啶、4
‑
氨基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶、4
‑
羟基
‑
1,2,2,6,6
‑
五甲基哌啶或4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶为原料，将硅烷前驱体2与接枝反应溶剂加入到反应体系中，在氮气氛围中升温至40
‑
60℃反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料，其特征在于其原料按质量份数构成如下：聚合物40
‑
80份，具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂10
‑
60份，交联剂0
‑
1.5份，润滑剂0
‑
1份；所述具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂是由核层和壳层结构构成，其中核层结构为阻燃剂，壳层结构为硅烷偶联剂接枝抗氧化剂；核层和壳层结构的质量比为10：1.5～4.2。2.根据权利要求1所述的耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料，其特征在于：所述聚合物选自聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、乙烯
‑
乙酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯
‑
乙酸乙烯共聚物、乙烯
‑
辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯中的一种或多种按任意比例混合。3.根据权利要求1所述的耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料，其特征在于：所述交联剂选自过氧化二异丙苯、三聚氰酸三烯丙酯、三聚异氰尿酸三烯丙酯，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙烯酸三羟甲基酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种按任意比例混合；所述润滑剂选自硅酮粉、硬脂酸锌、石蜡、PE蜡中的一种或几种按任意比例混合。4.根据权利要求1所述的耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料，其特征在于：所述具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂的原料按质量份数构成为：阻燃剂100份，硅烷偶联剂10
‑
30份，抗氧化剂5
‑
12份，乳化剂1
‑
2份，混合溶剂400份。5.根据权利要求4所述的耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料，其特征在于：所述阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、金属双氢氧化物、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、季戊四醇、聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、次磷酸铝、次膦酸铝、可膨胀石墨、硼酸锌、石墨烯、过渡金属二硫化物、碳纳米管、埃洛石、海泡石、高岭土中的一种或多种按任意比例混合；所述硅烷偶联剂为硅烷前驱体1或硅烷前驱体2；所述硅烷前驱体1选自正硅酸四乙酯、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种；所述硅烷前驱体2选自异氰酸丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种；所述混合溶剂是由乙醇和水按质量比3:1复配后得到的混合溶剂。6.根据权利要求5所述的耐久型抗氧化阻燃聚合物复合材料，其特征在于所述具有抗氧化功能的微胶囊化阻燃剂是通过先水解再接枝的方法制备获得：1a、以阻燃剂为原料，将硅烷前驱体1与混合溶剂加入到反应体系中，调节pH至10，加入乳化剂，升温至40
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：汪碧波，贾鹏飞，宋磊，胡源，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：