一种无卤阻燃导电聚丙烯材料制造技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃导电聚丙烯材料，包括按重量份计的如下原料组分：聚丙烯树脂80

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃导电聚丙烯材料


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别涉及一种无卤阻燃导电聚丙烯材料。

技术介绍

[0002]聚丙烯具备优异的力学性能，被广泛应用于电器、化工、食品、机械及交通等行业。但聚丙烯属易燃材料，因此在许多应用场景中需要对其进行阻燃改性。
[0003]阻燃剂是一类可以有效阻止材料燃烧、抑制烟雾核有毒有害气体产生的功能性助剂，聚烯烃用阻燃剂主要有卤素阻燃剂和无卤阻燃剂两大类。含卤阻燃剂由于其在燃烧时形成具有腐蚀性的卤化氢，发烟量大，很多国家已经禁止使用。所以，环保型的无卤阻燃剂的研究越来越受到关注，例如专利CN108586939B公开的一种环保阻燃导电聚丙烯材料、专利CN109897371B公开的一种防析出的环保型阻燃塑料母料及制备方法等。无卤阻燃剂如P
‑
N膨胀型、金属氢氧化物、包覆红磷等，由于无卤阻燃剂本身的性能特征，导致其普遍存在与有机体系相容性差、对材料体系力学性能影响大、阻燃效果不佳等缺陷，所以如何实现无卤阻燃剂与有机体系的配合，以提升无卤阻燃剂在有机体系中的阻燃效果，同时又尽量减少对有机体系的力学性能的损失，是亟待解决的问题，现在缺少可靠的方案。
[0004]另一方面，聚丙烯导电性能较差，使用中容易出现静电现象，在应用于电子器件领域时容易导致使用效果变差甚至诱发事故，所以此类应用场景中对聚丙烯的导电性能提出了更高的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种无卤阻燃导电聚丙烯材料。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种无卤阻燃导电聚丙烯材料，包括按重量份计的如下原料组分：
[0007][0008]其中，所述阻燃导电协效剂为碳纳米管与功能化介孔二氧化硅的复合物，所述功能化介孔二氧化硅具有核壳结构，包括内核的介孔二氧化硅纳米微球、负载于介孔二氧化硅纳米微球上的无机阻燃剂、包覆在介孔二氧化硅纳米微球上的氢氧化铝膜层以及包覆在
最外层的树脂层。
[0009]优选的是，所述无机阻燃剂为氢氧化镁。
[0010]优选的是，所述阻燃导电协效剂通过以下方法制备得到：
[0011]1)制备介孔SiO2纳米微球，并进行扩孔处理，得到前驱体MS；
[0012]2)在介孔SiO2纳米微球上负载氢氧化镁阻燃剂，得到中间体Mg
‑
MS；
[0013]3)在中间体Mg
‑
MS上包覆氢氧化铝膜层，得到中间体Al@Mg
‑
MS；
[0014]4)采用硅烷偶联剂对中间体Al@Mg
‑
MS进行表面改性处理；
[0015]5)在表面改性后的Al@Mg
‑
MS上包覆硼酚醛树脂，得到功能化介孔二氧化硅Pf@Al@Mg
‑
MS；
[0016]6)将功能化介孔二氧化硅Pf@Al@Mg
‑
MS接枝到碳纳米管上，得到碳纳米管与功能化介孔二氧化硅的复合物CTN
‑
Pf@Al@Mg
‑
MS，即所述阻燃导电协效剂。
[0017]优选的是，所述步骤1)具体包括：
[0018]1‑
1)制备介孔SiO2纳米微球：
[0019]将十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，再加入NaOH溶液，搅拌均匀；然后逐滴加入正硅酸乙酯，在60
‑
85℃下反应2
‑
6h，85
‑
110℃下密封陈化12
‑
48h，过滤，固体产物洗涤，真空干燥，得到介孔SiO2纳米微球；
[0020]1‑
2)进行扩孔处理：
[0021]将所述步骤1
‑
1)制得的介孔SiO2纳米微球加入复盐溶液中，得到的混合物于120
‑
175℃加热0.5
‑
3h；然后升温至320
‑
460℃，焙烧2
‑
4h，冷却后用去离子水清洗，烘干，得到扩孔后的介孔SiO2纳米微球，即前驱体MS；
[0022]其中，复盐溶液通过将NaCl、LiCl、KNO3的混合物溶于去离子水中配制得到，且NaCl、LiCl、KNO3的质量分数依次为12
‑
22％、4
‑
15％、2
‑
10％。
[0023]优选的是，所述步骤2)具体包括：
[0024]2‑
1)将硝酸镁加入到去离子水中，搅拌溶解，得到镁盐溶液；
[0025]2‑
2)将步骤1)制备的前驱体MS加入到镁盐溶液中，超声15
‑
45min；
[0026]2‑
3)于搅拌下向步骤2
‑
2)的产物中滴加过量的NaOH溶液，直至沉淀完全，抽滤，固体产物用去离子水洗涤至中性，80
‑
110℃下真空烘干6
‑
24h，得到中间体Mg
‑
MS。
[0027]优选的是，所述步骤3)具体包括：
[0028]3‑
1)将硝酸铝加入到去离子水中，搅拌，得到铝盐溶液；
[0029]3‑
2)将步骤2)得到中间体Mg
‑
MS加入到铝盐溶液中，超声分散20
‑
60min；
[0030]3‑
3)于持续搅拌下向步骤3
‑
2)得到的产物中加入NaOH溶液，60
‑
75℃下搅拌反应1
‑
4h，离心，固体产物用去离子水、乙醇依次洗涤，80
‑
120℃下真空干燥6
‑
24h，得到中间体Al@Mg
‑
MS。
[0031]优选的是，所述步骤4)具体包括：
[0032]4‑
1)将步骤3)制得的中间体Al@Mg
‑
MS加入到甲苯中，超声10
‑
30min；
[0033]4‑
2)N2保护下，向步骤4
‑
1)得到的产物中滴加KH
‑
570的甲苯溶液，85
‑
110℃下回流12
‑
36小时；
[0034]4‑
3)反应结束后离心，固体产物用乙醇和去离子水洗涤，70
‑
110℃下真空干燥6
‑
24h，得到表面改性后的Al@Mg
‑
MS。
[0035]优选的是，所述步骤5)具体包括：
[0036]5‑
1)将步骤4)得到的表面改性后的Al@Mg
‑
MS加入含乙醇的去离子水中，然后加入十六烷基三甲基溴化铵，超声5
‑
30min，得到分散体；
[0037]5‑
2)将双酚F、硼酸、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃导电聚丙烯材料，其特征在于，包括按重量份计的如下原料组分：其中，所述阻燃导电协效剂为碳纳米管与功能化介孔二氧化硅的复合物，所述功能化介孔二氧化硅具有核壳结构，包括内核的介孔二氧化硅纳米微球、负载于介孔二氧化硅纳米微球上的无机阻燃剂、包覆在介孔二氧化硅纳米微球上的氢氧化铝膜层以及包覆在最外层的树脂层。2.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料，其特征在于，所述无机阻燃剂为氢氧化镁。3.根据权利要求2所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料，其特征在于，所述阻燃导电协效剂通过以下方法制备得到：1)制备介孔SiO2纳米微球，并进行扩孔处理，得到前驱体MS；2)在介孔SiO2纳米微球上负载氢氧化镁阻燃剂，得到中间体Mg
‑
MS；3)在中间体Mg
‑
MS上包覆氢氧化铝膜层，得到中间体Al@Mg
‑
MS；4)采用硅烷偶联剂对中间体Al@Mg
‑
MS进行表面改性处理；5)在表面改性后的Al@Mg
‑
MS上包覆硼酚醛树脂，得到功能化介孔二氧化硅Pf@Al@Mg
‑
MS；6)将功能化介孔二氧化硅Pf@Al@Mg
‑
MS接枝到碳纳米管上，得到碳纳米管与功能化介孔二氧化硅的复合物CTN
‑
Pf@Al@Mg
‑
MS，即所述阻燃导电协效剂。4.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料，其特征在于，所述步骤1)具体包括：1
‑
1)制备介孔SiO2纳米微球：将十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，再加入NaOH溶液，搅拌均匀；然后逐滴加入正硅酸乙酯，在60
‑
85℃下反应2
‑
6h，85
‑
110℃下密封陈化12
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48h，过滤，固体产物洗涤，真空干燥，得到介孔SiO2纳米微球；1
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2)进行扩孔处理：将所述步骤1
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1)制得的介孔SiO2纳米微球加入复盐溶液中，得到的混合物于120
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175℃加热0.5
‑
3h；然后升温至320
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460℃，焙烧2
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4h，冷却后用去离子水清洗，烘干，得到扩孔后的介孔SiO2纳米微球，即前驱体MS；其中，复盐溶液通过将NaCl、LiCl、KNO3的混合物溶于去离子水中配制得到，且NaCl、LiCl、KNO3的质量分数依次为12
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22％、4
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15％、2
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10％。
5.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料，其特征在于，所述步骤2)具体包括：2
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1)将硝酸镁加入到去离子水中，搅拌溶解，得到镁盐溶液；2
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2)将步骤1)制备的前驱体MS加入到镁盐溶液中，超声15
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45min；2
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3)于搅拌下向步骤2
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2)的产物中滴加过量的NaOH溶液，直至沉淀完全，抽滤，固体产物用去离子水洗涤至中性，80
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110℃下真空烘干6
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24h，得到中间体Mg
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MS。6.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料，其特征在于，所述步骤3)具体包括：3
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1)将硝酸铝加入到去离子水中，搅拌，得到铝盐溶液；3
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2)将步骤2)得到中间体Mg
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MS加入到铝盐溶液中，超声分散20
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60min；3
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3)于持续搅拌下向步骤3
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2)得到的产物中加入NaOH溶液，60
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75℃下搅拌反应1
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4h，离心，固体产物用去离子水、乙醇依次洗涤，80
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120℃下真空干燥6
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24h，得到中间体Al@M...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢伟，李瑞，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：