基于有机硅橡胶废料的有机硅-聚酯组合物及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及有机娃橡胶废料的回收利用领域，具体是一种基于有机娃橡胶废料的 有机娃-聚醋组合物及方法。
【背景技术】
[0002] 有机娃橡胶由于具有突出的耐高溫性能、抗氧化性、耐老化性、耐候性和低溫屈晓 性，其应用范围越来越广泛。但是，其原料价格昂贵，且在加工成型和应用中总有废料出现。 运些废料由于经过高溫硫化，分子链相互交联，因此不能自然降解；如果不妥善处理，会严 重污染环境。目前，如何回收废料并将其再度合理利用，W实现资源的可持续发展吸引着人 们的目光。
[0003]目前高分子材料高聚物已广泛应用于工业生产及日常生活中。大多数高分子材料 高聚物都是易燃的，在可燃固体火灾中占有主导地位。因此阻燃型的高分子材料高聚物成 为材料领域的一个重点研究方向，添加型阻燃剂是目前使用最为广泛的。目前，添加型阻燃 剂的年使用量超过100万吨。其中：（1)无机阻燃剂如氨氧化儀和氨氧化侣虽然同时具有 阻燃和抑烟作用且燃烧时不产生有毒气体和腐蚀性气体，但因所需的添加量较大而严重影 响被阻燃材料的物理、机械性能及加工性能。（2)有机面系阻燃剂虽然具有高阻燃效率和高 性价比等特点，但因其起阻燃作用的HX是有毒的腐蚀性气体，对环境和人体有害，因此其 应用领域已受到限制，己逐渐被淘汰。（3)无面阻燃剂（IFR)具有低烟、无毒等优点，IFR W憐、氮、碳为主要核屯、成份，在受热时会产生协同阻燃效应；复配的IFR通常W聚憐酸锭 (APP)为酸源，WS聚氯胺（MEL)为发泡剂，W季戊四醇（阳R)为成炭剂，受高热时可生成均 匀致密的炭质泡沫层，可隔热、隔氧、抑烟、防烙滴，具有很好的阻燃性能；但该类阻燃剂多 为亲水性的，与高聚物基材相容性差，且所需的添加量较大，影响了阻燃高分子材料高聚物 的物理性能，因此也不能满足高分子材料的需求。（4)有机娃阻燃剂是近年来发展的一种新 型高效、低毒、防烙滴、环境友好的无面阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂。有机娃阻燃剂在赋 予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的加工性能、耐热性能等；但因价格较贵，应用 也受到一定限制。
[0004] 据英国《聚合物降解与稳定》（PolymerDegradationandStebili ty，90:523-534, 2005)介绍，加入占体系总质量40%的由=聚氯胺硫酸锭和季戊四醇组成 的膨胀阻燃剂所制得的阻燃聚丙締才能达到化-94V0级别，但因添加膨胀阻燃剂的总量较 大而会导致材料的力学性能如拉伸强度和断裂强度下降。
[0005]据美国《聚合物科学杂志》（JournalofPolymerScience,partA=Ploymer chemistry42:6163-6173, 2004)介绍，将有机蒙脱±与膨胀型阻燃剂协效阻燃聚丙締时， 当有机蒙脱±质量占体系总质量百分含量比为4%时，可W明显降低阻燃聚丙締的热释放 速率；但随着有机蒙脱上含量的增加（超过4%后）因团聚加剧，其阻燃效果反而下降。
[0006] 另外，现有采用烙融共混法制得含有氮憐类膨胀阻燃剂或者含有氮憐类膨胀阻燃 剂和阻燃增效剂的阻燃聚合物虽然具有低烟无毒和耐溶滴等特性，但阻燃效果仍不够理 想，耐溶滴性还有待提高，也因所需添加的阻燃剂量较大而会使材料的力学性能如拉伸强 度、断裂强度下降，且生产成本较高。
[0007]本发明为了改善有机娃材料的耐热性和耐候性W及回收废料并将其再度合理利 用，W实现资源的可持续发展，特别提供一种基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物 及方法。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种廉价、环保、阻燃效果好且不影响高分子材料高聚物 力学性能的基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物及方法。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物，按照重量份的原料为：有机娃橡胶 废料20-40份、有机娃树脂5-15份、聚醋前体20-40份、压敏粘合剂5-10份、皿560硅烷偶 联剂2-8份、氨氧化钢10-25份、丙二醇80-120份、去离子水20-40份、阻燃增效组合物2-20 份。
[0010] 作为本发明的进一步方案，所述聚醋前体由间苯二甲酸、新戊二醇和=径甲基丙 烧形成。
[0011] 作为本发明的进一步方案，所述有机娃树脂由式1的平均组成式表示并且包含式 2的硅氧烷单元
[式1] (R3Si〇i/2)a(R2Si〇2/2)b巧Si〇3/2)C(Si〇3/2)d[式2] R'R"Si〇2/2〇
[0012] 作为本发明的进一步方案，所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：=氧化二 錬4-6份、碳纳米管1-6份、八钢酸锭2-5份、微米氮化娃1-3份。
[0013]作为本发明的进一步方案，各原料按照重量份的原料为：有机娃橡胶废料30-40 份、有机娃树脂8-12份、聚醋前体25-35份、压敏粘合剂6-8份、皿560硅烷偶联剂4-6份、 氨氧化钢15-25份、丙二醇100-120份、去离子水25-35份、阻燃增效组合物8-15份。
[0014]作为本发明的进一步方案，各原料按照重量份的原料为：有机娃橡胶废料35份、 有机娃树脂10份、聚醋前体30份、压敏粘合剂7份、皿560硅烷偶联剂5份、氨氧化钢20 份、丙二醇110份、去离子水230份、阻燃增效组合物15份。
[0015]作为本发明的进一步方案，所述有机娃树脂在a+b+c+d为1，且Rl和R2中的至 少一个表示芳基的情况下，R独立地表示烷氧基、径基、环氧基或一价控基。
[0016]作为本发明的进一步方案，所述压敏粘合剂是由具有至少一种可交联官能团的丙 締酸醋聚合物和具有至少一种可交联官能团的液体低聚物的混合物形成。
[0017]作为本发明的进一步方案，所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为氧化二 錬5份、碳纳米管4份、八钢酸锭3份、微米氮化娃2份。
[0018]本发明还提供了一种基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物的制备方法，具 体步骤为： (1)首先独立地将有机娃树脂和聚醋前体加入压敏粘合剂反应W形成有机娃聚醋树 脂。
[0019] (2)将有机娃橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与K册60硅烷偶联剂、 氨氧化钢和单元醇一起加入反应蓋，在揽拌作用下，微波加热到40-60°C，保溫2-2. 5小时； 所述微波加热的功率为1. 0 -1. 2kW，频率为2800-3000MHZ; (3 )将步骤（2 )过滤后加去离子水萃取，静置分离，取下层液体置于反应蓋中； (4) 再向反应蓋中加入步骤（1)形成的有机娃聚醋树脂和阻燃增效组合物，在揽拌作用 下，超声处理0. 5-1. 5小时；所述超声波处理的功率为150-250W，频率为20-40曲Z; (5) 冷却，过滤，洗涂反应产物，干燥后，即得到基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组 合物。
[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物，回收废料并将其再度合理利用，W实现资源的可持续发展，同时，本发明提供的产品疏水性能很好，添加到聚丙締中，可使 得聚丙締的阻燃性能显著提高，阻燃性能达到化-94V-O级，极限氧指数可达38. 5%W上。 另外，还可使聚丙締燃烧时的发烟情况和滴落情况，W及材料的力学性能(抗拉强度、弯曲 强度和冲击强度）也得到明显改善。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0022] 实施例1 一种基于有机娃橡胶肥料的有机娃-聚醋组合物，按照重量份的原料为：有机娃橡胶 废料20份、有机娃树脂5份、聚醋前体20份、压敏粘合剂5份、皿560硅烷偶联剂2份、氨 氧化钢10份、丙二醇80份、去离子水20份、阻燃增效组合物2份；所述阻燃增效组合物按 照重量份的组分为氧化二錬4份、碳纳米管1份、八钢酸锭2份、微米氮化娃1份。
[0023] 所述基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物的制备方法，具体步骤为： (1)首先独立地将有机娃树脂和聚醋前体加入压敏粘合剂反应W形成有机娃聚醋树 脂。
[0024] (2)将有机娃橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与K册60硅烷偶联剂、 氨氧化钢和单元醇一起加入反应蓋，在揽拌作用下，微波加热到40-60°C，保溫2-2. 5小时； 所述微波加热的功率为1. 0 -1. 2kW，频率为2800-3000MHZ; (3 )将步骤（2 )过滤后加去离子水萃取，静置分离，取下层液体置于反应蓋中； (4) 再向反应蓋中加入步骤（1)形成的有机娃聚醋树脂和阻燃增效组合物，在揽拌作用 下，超声处理0. 5-1. 5小时；所述超声波处理的功率为150-250W，频率为20-40曲Z; (5) 冷却，过滤，洗涂反应产物，干燥后，即得到基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组 合物。
[00巧]本实施例产品收率为91. 5% ;在马弗炉中300°C灼烧30分钟，失重1. 5%，将产品放 置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
[002引实施例2 一种基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物，按照重量份的原料为：有机娃橡胶 废料30份、有机娃树脂10份、聚醋前体30份、压敏粘合剂8份、皿560硅烷偶联剂6份、氨 氧化钢15份、丙二醇100份、去离子水30份、阻燃增效组合物15份；所述阻燃增效组合物 按照重量份的组分为氧化二錬5份、碳纳米管5份、八钢酸锭3份、微米氮化娃2份。
[0027]所述基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物的制备方法，具体步骤为： (1)首先独立地将有机娃树脂和聚醋前体加入压敏粘合剂反应W形成有机娃聚醋树 脂。
[0028](2)将有机娃橡胶废料粉碎成粒径不大于2mm的颗粒，然后与K册60硅烷偶联剂、 氨氧化钢和单元醇一起加入反应蓋，在揽拌作用下，微波加热到40-60°C，保溫2-2. 5小时； 所述微波加热的功率为1. 0 -1. 2kW，频率为2800-3000MHZ; (3 )将步骤（2 )过滤后加去离子水萃取，静置分离，取下层液体置于反应蓋中； (4) 再向反应蓋中加入步骤（1)形成的有机娃聚醋树脂和阻燃增效组合物，在揽拌作用 下，超声处理0. 5-1. 5小时；所述超声波处理的功率为150-250W，频率为20-40曲Z; (5) 冷却，过滤，洗涂反应产物，干燥后，即得到基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组 合物。
[0029]本实施例产品收率为94. 4%;在马弗炉中300°C灼烧30分钟，失重1. 2%，将产品放 置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
[0030] 实施例3 一种基于有机娃橡胶废料的有机娃-聚醋组合物，按照重量份的原料为：有机娃橡胶 废料40份、有机娃树脂15份、聚醋前体40份、压敏粘合剂10份、皿560硅烷偶联剂8份、 氨氧化钢25份、丙二醇120份