一种耐高温高强度工程塑料及其制备方法与流程

本发明涉及工程塑料，具体为一种耐高温高强度工程塑料及其制备方法。

背景技术：

1、工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、硬度及抗老化性均优的塑料，具备耐腐蚀、耐磨性等良好性能，因而可代替金属做某些机械零件。

2、绝大多数的塑料都是可燃性物质，而塑料的建筑材料、交通运输材料、家用电器材料等都需要塑料制品不燃烧，有良好的阻燃性能，要求塑料在大火中的发烟度要小。为此，在塑料配方中，选择添加阻燃剂就变得非常重要了。

3、目前大多是通过在树脂基体中添加低价高效的含卤阻燃剂来获得较好的阻燃效果，但是含卤阻燃剂在燃烧时不仅发烟量大，而且会产生毒性、腐蚀性气体或一些致癌物质，容易造成环境污染，因此，本发明通过在树脂基体中加入无机阻燃填料来改善这一现状，并通过自制复合阻燃填料来改善阻燃剂添加的拉伸强度低等缺陷问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐高温高强度工程塑料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种耐高温高强度工程塑料，按重量份数计，包括100～200份复合树脂、5～30份阻燃复合填料、5～18份润滑剂、6～28.8份稳定剂。

4、进一步的，所述复合树脂是由聚四氟乙烯、聚丙烯腈聚合反应得到。

5、进一步的，所述所述润滑剂为脂肪酸酰胺。

6、进一步的，所述阻燃复合填料是由特丁醇铝、甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷混合反应得到。

7、进一步的，所述稳定剂为二月桂酸二丁基锡。

8、进一步的，一种耐高温高强度工程塑料的制备方法，包括以下制备步骤：

9、(1)复合树脂的制备；

10、(2)阻燃复合填料的制备；

11、(3)耐高温高强度工程塑料的制备。

12、进一步的，包括以下制备步骤：

13、(1)复合树脂的制备：氩气保护条件下，将聚四氟乙烯、聚丙烯腈、二甲基亚砜按质量比1：0.3：1.5～1：0.5：2.5混合，以600～800r/min搅拌2～4h，以40～60滴/min滴加聚四氟乙烯质量0.6～0.8倍的过氧化二碳酸二异丙酯，升温至63～65℃，继续搅拌59～61min，制备得到复合树脂；

14、(2)阻燃复合填料的制备：氩气保护条件下，将特丁醇铝、甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷、氢氧化钠、乙醇按质量比1：0.5：0.07：2.6～1：0.7：0.17：3混合，以500～700r/min搅拌15～20min，制得基质溶液；在25～26℃、500～700r/min搅拌条件下，将无水乙醇和去离子水按质量比1.4：0.12～1.5：0.14搅拌15～20min，制得溶液b；在25～26℃，1200～1500r/min搅拌条件下，以40～60滴/min的滴定速度向基质溶液中滴加其质量1～1.4倍的溶液b，滴加完毕后继续搅拌10～20min，加入基质溶液质量0.06～0.08倍的hβ沸石分子筛，升温至144～146℃，同步升压至4.25mpa，继续搅拌1～3h，过滤，用乙醇和去离子水洗涤2～4次，在40～60℃下烘1～3h，研磨过2000～4000目筛，制备得到阻燃复合填料；

15、(3)耐高温高强度工程塑料的制备：氩气保护条件下，将复合树脂、阻燃复合填料按质量比1：0.05～1：0.15混合，升温至20～30℃，以2～4m3/min通入复合树脂质量0.4～0.6倍的氯化氢，以500～700r/min搅拌47～49h，按质量比1：3：1.1～1：3.4：1.3加入碳酸钾、水、二氯甲烷，其中，碳酸钾的质量是复合树脂的1.3～1.7倍，继续搅拌8～12min，加入复合树脂质量0.07～0.09倍的冰乙酸，继续搅拌15～17h，继续加入复合树脂质量0.9～1.2倍的浓硫酸，继续搅拌47～49h，继续按质量比1：1.2～1：1.6加入脂肪酸酰胺、二月桂酸二丁基锡，其中，脂肪酸酰胺是复合树脂质量的0.05～0.09倍，升温至50～60℃，继续搅拌15～25min，在单螺杆挤出机中以250～300℃、300～360r/min熔融挤出造粒，制备得到耐高温高强度工程塑料。

16、进一步的，步骤(2)所述甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷的制备方法如下：室温和氩气保护条件下，将4-羟基苯甲醛和三乙氧基氯硅烷、乙醚按质量比1：2：6～1：4：10混合，以600～800r/min搅拌20～30min，随后加入4-羟基苯甲醛质量0.01～0.03倍的三氯化铝，降温至0～4℃，继续搅拌7～9h，制备得到甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷。

17、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

18、本发明制备的耐高温高强度工程塑料，包括复合树脂、阻燃复合填料、润滑剂、稳定剂；所述复合树脂是将聚四氟乙烯、聚丙烯腈复合得到；所述阻燃复合填料是由特丁醇铝、甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷混合反应得到。

19、首先，特丁醇铝、甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷分别脱去特丁醇、对羟基苯甲醛、乙醇后缩合，形成氢氧化铝-二氧化硅复合凝胶，增强了阻燃复合填料的阻燃性能；特丁醇和对羟基苯甲醛反应，形成受阻酚2,6-二叔丁基苯酚，增强阻燃复合填料的抗老化性能。

20、其次，复合树脂通过阻燃复合填料的凝胶孔隙穿入阻燃复合填料内部，聚丙烯腈上的氰基和阻燃复合填料上的乙醇反应，形成乙酰亚胺乙酯，乙酰乙酸乙酯环合，形成三甲基均三嗪，三甲基均三嗪和阻燃复合填料上的苯甲醛反应，形成三苯乙烯基均三嗪，增强耐高温高强度工程塑料耐高温性的同时，将阻燃复合填料稳固地分散在复合树脂中，增强了耐高温高强度工程塑料的拉伸强度。

技术特征：

1.一种耐高温高强度工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括100～200份复合树脂、5～30份阻燃复合填料、5～18份润滑剂、6～28.8份稳定剂。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温高强度工程塑料，其特征在于，所述复合树脂是由聚四氟乙烯、聚丙烯腈聚合反应得到。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温高强度工程塑料，其特征在于，所述所述润滑剂为脂肪酸酰胺。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温高强度工程塑料，其特征在于，所述阻燃复合填料是由特丁醇铝、甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷混合反应得到。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温高强度工程塑料，其特征在于，所述稳定剂为二月桂酸二丁基锡。

6.一种耐高温高强度工程塑料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

7.根据权利要求6所述的一种耐高温高强度工程塑料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

8.根据权利要求7所述的一种耐高温高强度工程塑料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷的制备方法如下：室温和氩气保护条件下，将4-羟基苯甲醛和三乙氧基氯硅烷、乙醚按质量比1：2：6～1：4：10混合，以600～800r/min搅拌20～30min，随后加入4-羟基苯甲醛质量0.01～0.03倍的三氯化铝，降温至0～4℃，继续搅拌7～9h，制备得到甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷。

技术总结
本发明公开了一种耐高温高强度工程塑料及其制备方法，涉及工程塑料技术领域。本发明制备的耐高温高强度工程塑料，包括复合树脂、阻燃复合填料、润滑剂脂肪酸酰胺、稳定剂二月桂酸二丁基锡；先将聚四氟乙烯、聚丙烯腈聚合，制得复合树脂；再将特丁醇铝、甲醛基苯氧基三乙氧基硅烷混合反应，制得阻燃复合填料；最后，将复合树脂、阻燃复合填料、润滑剂脂肪酸酰胺、稳定剂二月桂酸二丁基锡混合反应，制得耐高温高强度工程塑料；本发明制得的耐高温高强度工程塑料的阻燃性、抗老化性、拉伸强度、耐高温性较强。

技术研发人员：薛惠振
受保护的技术使用者：江苏美奥新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12