一种硅烷化复合塑料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及材料领域，尤其涉及一种硅烷化复合塑料。
【背景技术】
[0002]无卤、低烟、低毒、高效的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标，近年来全球一些阻燃剂供应和应用商对阻燃剂的无卤化表现出很高的热情，对无卤阻燃剂及阻燃材料的应用开发也投入了很大的力量。
[0003]磷系阻燃剂主要包括红磷阻燃剂、无机磷系的A P P、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等，有机磷系的非卤磷酸酯等。无机水合物主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、改性材料如水滑石等。APP、水滑石是该系列环保型且市场前景较好的代表产品；A P P是一种长链状含磷、氮的无机聚合物。由于其具有化学稳定性好、吸湿性小、分散性优良、密度小、毒性低等优点，广泛用于阻燃塑料、橡胶、纤维等领域；但是，国内外A P P应用过程中存在一个共性的问题，就是A P P的耐水性不佳，吸湿性较强。因此，在一些电子器件中应用时必须进行疏水改性处理。目前，提高A P P耐水性能的方法主要有:通过偶联剂对A P P进行表面处理，对A P P进行微胶囊化处理，利用溶胶一凝胶处理工艺对A P P进行包覆改性等方法。其中溶胶一凝胶处理工艺一般采用正硅酸酯水解原位生成原硅酸，然后聚合生成聚硅氧烷包覆在A P P的表面，完成对A P P的包覆改性，由于S i O 2与A P P的协同作用的存在，可以在改善A P P耐水性能的同时，提高A P P的阻燃性能。
【发明内容】
[0004]本发明目的提供一种硅烷化复合塑料。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种硅烷化复合塑料，它是由下述重量份的原料组成的:
聚双环戊二烯20-40、聚氯乙烯410-470、乙基纤维素1.3_2、正硅酸乙酯3_4、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷16-20、90-95%的乙醇30-34、0.5mol/l的苯胺水溶液160-200、过氧化钠5-10、硫酸亚锡0.1-0.2、硅烷偶联剂KH560 0.7_1、聚甘油脂肪酸酯1.4_2、铝酸钙
2.5-3、硫酸铝钾1-3。
[0006]一种硅烷化复合塑料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将上述硫酸铝钾加入到6-10倍的水中，在50-60°C下搅拌混合10-20分钟，加入聚磷酸铵，调节溶液PH为7-8，搅拌1.6-2小时，过滤，烘干，得改性聚磷酸铵；
(2)将上述90-95%的乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌条件下加入乙基纤维素，搅拌溶解，加入硅烷偶联剂KH560，在60-65°C下保温搅拌20-30分钟，得溶解液；
(3)将正硅酸乙酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合加入到上述溶解液中，在氮气保护的情况下搅拌20-30分钟，滴加上述冰醋酸，滴加完毕后在50-60°C下搅拌反应1-1.6小时，得硅溶胶；
(4)将聚磷酸铵加入到上述硅溶胶中，搅拌反应2-3小时，出料，过滤、洗涤，微波干燥，得包覆聚磷酸钱;
(5)将上述0.5mol/l的苯胺水溶液用盐酸调节PH为1-2，加入上述包覆聚磷酸铵，在频率为36-40kHz、功率60-70W的超声分散器内超声30_35min，送入磁力搅拌器，搅拌30-40分钟，将过氧化钠溶于6-10倍蒸馏水中后加入，常温下搅拌反应3-5小时，将产物依次用盐酸、无水乙醇、去离子洗涤干净，滤饼于120-130°C下充分干燥，得抗水、阻燃添加剂；
(6)将铝酸钙加入到3-4倍水中，升高温度为80-90°C，加入聚甘油脂肪酸酯、硫酸亚锡，保温搅拌10-20分钟，加入上述聚氯乙烯重量的6-10%、聚双环戊二烯，送入160-165°C的油浴中，保温搅拌1-2小时，冷却后出料，得预复合塑料；
(7)将上述预复合塑料、抗水、阻燃添加剂混合，110-120°C下干燥20-30分钟，加入剩余各原料，1000-1300转/分搅拌30-40分钟，送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，即得所述硅烷化复合塑料。
[0007]本发明的优点是:
本发明首先采用正硅酸乙酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷为前驱物，首先通过水解反应，然后进一步发生聚合反应，形成一层质地紧密且表面粗糙的包覆膜，将乙烯基引入了包覆膜内的同时也包覆在聚磷酸铵的表面，有效的提高了聚磷酸铵的反应活性和抗水性；然后将苯胺在盐酸溶液中形成较为稳定的悬浮液，加入包覆聚磷酸铵后，一部分分散在包覆聚磷酸铵膜的表面，一部分分散在液相中，加入氧化剂过氧化钠后，苯胺的聚合反应大部分发生在包覆聚磷酸铵膜表面，形成的聚苯胺有效延缓聚磷酸铵的热分解作用，提高了阻燃性、表面强度和添加剂在塑料中的分散性、相容性。
[0008]本发明采用聚双环戊二烯、聚氯乙烯共混，具有更高的强度、耐热性、耐腐蚀性，提高了传统聚氯乙烯塑料的使用范围。
【具体实施方式】
[0009]实施例1
一种硅烷化复合塑料，它是由下述重量份的原料组成的:
聚双环戊二烯40、聚氯乙烯470、乙基纤维素1.3、正硅酸乙酯3、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷20、95%的乙醇30、0.5mol/l的苯胺水溶液200、过氧化钠10、硫酸亚锡0.2、硅烷偶联剂KH560 0.7、聚甘油脂肪酸酯1.4、铝酸钙2.5、硫酸铝钾I。
[0010]一种硅烷化复合塑料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将上述硫酸铝钾加入到6-10倍的水中，在60°C下搅拌混合10分钟，加入聚磷酸铵，调节溶液PH为7-8，搅拌1.6小时，过滤，烘干，得改性聚磷酸铵；
(2)将上述95%的乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌条件下加入乙基纤维素，搅拌溶解，加入硅烷偶联剂KH560，在65°C下保温搅拌30分钟，得溶解液；
(3)将正硅酸乙酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合加入到上述溶解液中，在氮气保护的情况下搅拌20分钟，滴加上述冰醋酸，滴加完毕后在50°C下搅拌反应1.6小时，得硅溶胶；
(4)将聚磷酸铵加入到上述硅溶胶中，搅拌反应2小时，出料，过滤、洗涤，微波干燥，得包覆聚磷酸铵；
(5)将上述0.5mol/l的苯胺水溶液用盐酸调节PH为2，加入上述包覆聚磷酸铵，在频率为36kHz、功率70W的超声分散器内超声35min，送入磁力搅拌器，搅拌30分钟，将过氧化钠溶于10倍蒸馏水中后加入，常温下搅拌反应3小时，将产物依次用盐酸、无水乙醇、去离子洗涤干净，滤饼于130°C下充分干燥，得抗水、阻燃添加剂；
(6)将铝酸钙加入到3倍水中，升高温度为90°C，加入聚甘油脂肪酸酯、硫酸亚锡，保温搅拌10分钟，加入上述聚氯乙烯重量的10%、聚双环戊二烯，送入165°C的油浴中，保温搅拌
1-2小时，冷却后出料，得预复合塑料；
(7)将上述预复合塑料、抗水、阻燃添加剂混合，120°C下干燥30分钟，加入剩余各原料，1300转/分搅拌30分钟，送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，即得所述硅烷化复合塑料。
[0011] 性能测试:
拉伸强度:19.7MPa ；
低温脆化冲击温度(0C ):-30°C通过；
阻燃级别:v-o;
100C X240h热空气老化后:拉伸强度变化率(％) -7.4 ；
断裂伸长变化率(％)_7.3。
【主权项】
1.一种硅烷化复合塑料，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的: 聚双环戊二烯20-40、聚氯乙烯410-470、乙基纤维素1.3_2、正硅酸乙酯3_4、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷16-20、90-95%的乙醇30-34、0.5mol/l的苯胺水溶液160-200、过氧化钠5-10、硫酸亚锡0.1-0.2、硅烷偶联剂KH560 0.7_1、聚甘油脂肪酸酯1.4_2、铝酸钙2.5-3、硫酸铝钾1-3。2.一种如权利要求1所述的硅烷化复合塑料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将上述硫酸铝钾加入到6-10倍的水中，在50-60°C下搅拌混合10-20分钟，加入聚磷酸铵，调节溶液PH为7-8，搅拌1.6-2小时，过滤，烘干，得改性聚磷酸铵； (2)将上述90-95%的乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌条件下加入乙基纤维素，搅拌溶解，加入硅烷偶联剂KH560，在60-65°C下保温搅拌20-30分钟，得溶解液； (3)将正硅酸乙酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合加入到上述溶解液中，在氮气保护的情况下搅拌20-30分钟，滴加上述冰醋酸，滴加完毕后在50-60°C下搅拌反应1-1.6小时，得硅溶胶； (4)将聚磷酸铵加入到上述硅溶胶中，搅拌反应2-3小时，出料，过滤、洗涤，微波干燥，得包覆聚磷酸钱; (5)将上述0.5mol/l的苯胺水溶液用盐酸调节PH为1-2，加入上述包覆聚磷酸铵，在频率为36-40kHz、功率60-70W的超声分散器内超声30_35min，送入磁力搅拌器，搅拌30-40分钟，将过氧化钠溶于6-10倍蒸馏水中后加入，常温下搅拌反应3-5小时，将产物依次用盐酸、无水乙醇、去离子洗涤干净，滤饼于120-130°C下充分干燥，得抗水、阻燃添加剂； (6)将铝酸钙加入到3-4倍水中，升高温度为80-90°C，加入聚甘油脂肪酸酯、硫酸亚锡，保温搅拌10-20分钟，加入上述聚氯乙烯重量的6-10%、聚双环戊二烯，送入160-165°C的油浴中，保温搅拌1-2小时，冷却后出料，得预复合塑料； (7)将上述预复合塑料、抗水、阻燃添加剂混合，110-120°C下干燥20-30分钟，加入剩余各原料，1000-1300转/分搅拌30-40分钟，送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，即得所述硅烷化复合塑料。
【专利摘要】本发明公开了一种硅烷化复合塑料，它是由下述重量份的原料组成的：聚双环戊二烯20-40、聚氯乙烯410-470、乙基纤维素1.3-2、正硅酸乙酯3-4、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷16-20、90-95%的乙醇30-34、0.5mol/l的苯胺水溶液160-200、过氧化钠5-10、硫酸亚锡0.1-0.2、硅烷偶联剂KH560 0.7-1、聚甘油脂肪酸酯1.4-2、铝酸钙2.5-3、硫酸铝钾1-3，本发明首先采用溶胶－凝胶处理工艺对聚磷酸铵进行表面包覆，提高表面强度和抗水性，然后再进行聚苯胺包覆，提高阻燃性和热分解性，有效的改善了添加剂在塑料中的分散性、相容性。
【IPC分类】C08K9/04, C08K3/32, C08L45/00, C08K9/10, C08L27/06, C08L1/28
【公开号】CN104893170
【申请号】CN201510332697
【发明人】徐 明
【申请人】合肥吉科新材料有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月16日