【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚合物基复合材料制备，更具体的说是涉及一种玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基的制备方法。
技术介绍
1、随着现代化社会的不断发展，聚合物材料在各个领域已被广泛应用，然而聚合物材料由于自身结构特点，极易燃烧，是生产安全防范的重要隐患，因此提高聚合物材料的防火阻燃性能异常重要。目前提高聚合物阻燃性能的最优选择是向基体中添加阻燃剂。然而，随着阻燃技术的发展，人们对于阻燃聚合物复合材料提出了更高的要求，除了阻燃性能满足要求外，还要避免因加入阻燃剂而对基材机械性能造成较大的破坏。
2、通过向高分子材料中加入阻燃剂来实现高分子材料的阻燃是目前聚合物阻燃改性的主要技术方法。传统的阻燃剂以卤系阻燃剂为主,卤系阻燃剂阻燃效果好，价格低廉，但由于其热稳定性差，仅适用于加工200℃以下的产品。同时，大量的研究发现，添加有卤系阻燃剂的阻燃高分子材料遇火灾燃烧后，会产生大量的浓烟和有毒物质，导致人员窒息，引起二次伤害。此外，这些材料的废弃物在高温回收时，容易生成二噁英等致癌物质，引起环境污染。而磷系和有机无机杂化阻燃剂虽能减少在热分解时对人体的伤害和对环境的破坏，但是需要高的使用量来达到阻燃效果，会增加材料成本，并且磷系阻燃剂和有机无机复配阻燃剂在聚合物成型加工时，通常存在高的熔融温度以及分散难以均匀控制等问题，导致其与聚合物基体的熔体成型加工工艺及聚合物基复合材料的力学性能间存在极大矛盾。
3、现有的阻燃聚合物复合材料制备主要通过外加阻燃剂的策略，在聚合物基体成型聚合后，利用阻燃剂的固相阻燃/气相阻燃等阻燃机理抑制基体
4、通过改善阻燃剂的结构特征使其适配于聚合物基体或者通过改进无机阻燃剂在聚合物基体中的分散进而实现阻燃效果，是近年来研究学者的研究重点。
5、中国专利技术专利(cn113248634b)公开一种chitosan-schiff/dopo阻燃剂及其制备方法，以及对环氧树脂的阻燃改性研究。先以壳聚糖为主要原料，分别制备chitosan-schiff及chitosan-schiff/dopo阻燃剂，然后将阻燃剂及固化剂协同作用改性环氧树脂，经室温固化及阶梯式升温固化获得阻燃聚合物。阻燃聚合物在制备过程中固化时间过长，会导致生产效率低从而增加生产成本。此外，磷系阻燃剂一般存在较高的吸水率，会严重限制改性环氧树脂聚合物在电子材料领域的应用。
6、中国专利技术专利(cn116200018a)公开一种超支化三嗪大分子改性膨润土的制备方法及其作为无机阻燃剂改性聚合物的研究。利用三嗪化合物和磷氯化合物在膨润土层间发生聚合反应生成超支化大分子阻燃剂，进而剥离离改性膨润土，在实现高效阻燃的同时改善无机填料膨润土在聚合物中的分散性。制备的阻燃聚合物具有较好的防火阻燃性及力学性能，但改性膨润土的制备过程涉及多次化学合成和纯化过程，不仅易造成环境污染，还会大幅提升生产成本。
7、因此，提供一种简单高效的防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种玄武岩纤维增强的防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，能够解决现有外加阻燃剂在合成过程中步骤繁琐、污染大、成本高等问题，简化聚合物基复合材料的成型工艺，提高生产效率，同时可为高性能纤维增强聚合物基复合材料领域提供一种新型的高性能复合材料。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种树脂预聚体，结构式为：
4、
5、优选的，所述树脂预聚体的制备方法为：将酚酞啉、氨基苯氧基邻苯二甲腈和多聚甲醛按照摩尔比例1：(2～2.05)：(3.9～4.05)依次加入二甲苯和无水乙醇混合溶剂中，二甲苯与无水乙醇的质量比为1：(1.4～1.6)，酚酞啉、氨基苯氧基邻苯二甲腈和多聚甲醛三种固态原料与混合溶剂质量比为1：(0.85～1.15)，加料完毕后，得到黑褐色混合溶液，继续升温至70～85℃，反应3～6h后，然后升温至90～110℃除去溶剂，即得到上述树脂预聚体。
6、合成路线为：
7、
8、优选的，所述树脂预聚体同时含有酚酞啉基团、苯并噁嗪环及腈基基团。
9、上述技术方案的有益效果在于：通过酚酞啉和苯并噁嗪环的引入，可至少实现以下效果：1)高效促进腈基基团的成环聚合，从而获得高耐温的聚合物材料；2)酚酞啉基团和苯并噁嗪环的存在，可改善树脂分子主链的柔韧性，确保聚合物材料表现出强韧结构特性；3)活性官能团的存在，可为后续预聚体与阻燃改性剂及促进剂间的共聚合反应提供更多反应位点，保证共聚合反应的有效进行。
10、一种含有所述树脂预聚体的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
11、(1)将所述树脂预聚体与阻燃改性剂和促进剂按1：(0.05～0.15)：(0.1～0.25)质量比混合后熔融预聚合，得到共聚合树脂预聚体；
12、(2)将所述共聚合树脂预聚体溶解于丁酮与n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，配置树脂胶液；
13、(3)将所述树脂胶液浸渍于玄武岩纤维布表面，待纤维布浸渍均匀后，于室温下晾置2h后转移至高温干燥箱中干燥处理，得到玄武岩纤维预浸料；
14、(4)将所述玄武岩纤维预浸料层叠后，置于平板模具中，经热压工艺压制层合板材，得到玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料。
15、上述技术方案的有益效果在于：本专利技术通过优选特定结构的树脂预聚体及阻燃改性剂，通过活性官能团间的共聚合反应改善体系各组分的相容性，克服外加阻燃剂导致的聚合物体系出现的混合不均匀、相分离等问题。
16、优选的，所述步骤(1)中阻燃改性剂含有腈基基团，结构式为：
17、
18、优选的，上述阻燃改性剂的制备方法为：将2,6-(对氨基苯氧基)苯甲腈、苯甲醛及dopo按摩尔比1：(2～2.06)：(2～2.1)溶解于四氢呋喃本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种树脂预聚体，其特征在于，结构式为：
2.根据权利要求1所述的树脂预聚体，其特征在于，所述树脂预聚体的制备方法为：将酚酞啉、氨基苯氧基邻苯二甲腈和多聚甲醛按照摩尔比例1：(2～2.05)：(3.9～4.05)依次加入二甲苯和无水乙醇混合溶剂中，二甲苯与无水乙醇的质量比为1：(1.4～1.6)，酚酞啉、氨基苯氧基邻苯二甲腈和多聚甲醛三种固态原料与混合溶剂质量比为1：(0.85～1.15)，加料完毕后，得到黑褐色混合溶液，继续升温至70～85℃，反应3～6h后，然后升温至90～110℃除去溶剂，即得到上述树脂预聚体。
3.一种包括权利要求1所述树脂预聚体的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中阻燃改性剂含有腈基基团，结构式为：
5.根据权利要求4所述的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，所述阻燃改性剂的制备方法为：将2,6-(对氨基苯氧基)苯甲腈、苯甲醛及DOPO按
6.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述促进剂为四缩水甘油胺型环氧树脂；所述熔融预聚合温度为80～120℃，预聚时间为30～60min。
7.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述丁酮与N,N-二甲基甲酰胺溶剂的质量比为1：(0.3～0.7)，共聚合树脂预聚体与混合溶剂的质量比为1：(0.5～0.9)。
8.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述树脂胶液与玄武岩纤维的质量比为(0.35～0.92)：1，干燥箱温度设置为150～160℃，干燥时间为5～15min。
9.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述玄武岩纤维预浸料铺叠层数为6～10层，热压合工艺为：压力保持15-20MPa，程序温度为200℃保温保压2～4h，220～240℃保温保压2～4h，260～280℃保温保压2～4h。
...【技术特征摘要】
1.一种树脂预聚体，其特征在于，结构式为：
2.根据权利要求1所述的树脂预聚体，其特征在于，所述树脂预聚体的制备方法为：将酚酞啉、氨基苯氧基邻苯二甲腈和多聚甲醛按照摩尔比例1：(2～2.05)：(3.9～4.05)依次加入二甲苯和无水乙醇混合溶剂中，二甲苯与无水乙醇的质量比为1：(1.4～1.6)，酚酞啉、氨基苯氧基邻苯二甲腈和多聚甲醛三种固态原料与混合溶剂质量比为1：(0.85～1.15)，加料完毕后，得到黑褐色混合溶液，继续升温至70～85℃，反应3～6h后，然后升温至90～110℃除去溶剂，即得到上述树脂预聚体。
3.一种包括权利要求1所述树脂预聚体的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中阻燃改性剂含有腈基基团，结构式为：
5.根据权利要求4所述的玄武岩纤维增强防火阻燃聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，所述阻燃改性剂的制备方法为：将2,6-(对氨基苯氧基)苯甲腈、苯甲醛及dopo按摩尔比1：(2～2.06)：(2～2.1)溶解于四氢呋喃溶剂中，其中，2,6-(对氨基苯氧基)苯甲腈、苯甲醛及dopo固体原料与四氢呋喃的质量比为1：(0.6～0.8)；加入缚酸剂乙二胺，缚酸剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐明珍，范泽旭，李博，张家渠，任登勋，吴臣将，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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