[发明专利]一种阻燃固体润滑材料的阻燃改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃固体润滑材料的阻燃改性方法，属于阻燃材料的技术领域。

背景技术

固体润滑材料可以用于高低温、高真空、强辐射，以及粉尘、潮湿、海水等恶劣环境中；可以在不能使用润滑油的环境条件下使用；重量轻、体积小、不像使用润滑油那样需要密封、储存罐和供液系统；减轻了维护保养的工作量和费用。各种高分子材料如聚四氟乙烯、聚乙烯、尼龙、聚甲醛、聚苯硫醚等均可充当固体润滑材料，这些高分子材料除了以粉末形式作为润滑添加剂外，一般都作为基材添加其他固体润滑助剂(如二硫化钼、石墨、金属粉末等)后制作成了高分子基复合润滑材料。一般的高分子基材都是易燃的，在运输、使用过程中存在安全隐患，使用范围也被限制，且经过改性的新型阻燃高分子基固体润滑材料很少报道。让高分子材料具有阻燃能力通常方法是往其中加入阻燃添加剂。

近几年，无卤阻燃剂阻燃高分子引起了很大关注。随全球环保呼声的高涨，阻燃剂环保要求日渐提高，膨胀型阻燃剂属于无卤阻燃剂的一种，具有很好的应用前景。膨胀型阻燃剂组成通常包含有三种组分：酸源，碳源（或成炭剂），气源。作为酸源的物质通常为无机酸，例如聚磷酸铵（APP）；成炭剂通常为多羟基化合物，例如季戊四醇（PER），淀粉；气源为在加热条件下能产生气体的物质，例如三聚氰胺（MEL），尿素等等。但是大部分的膨胀型阻燃体系都存在潮解与阻燃基体相容性差等问题。例如，作为膨胀型阻燃体系的重要的组分APP容易吸水潮解，迁出基体，并且与有机物基体的相容性较差。尤其是作为固体润滑材料的阻燃添加剂时，APP与固体润滑材料较差的相容性势必影响改性后固体润滑材料的阻燃性能。为了解决APP应用在此存在的问题，提高其抗水性和与基体相容性，通常采用对APP进行表面改性，例如采用偶联剂和微胶囊化技术。三聚氰胺甲醛树脂是广泛使用的微胶囊囊壁材料。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种固体润滑材料的阻燃改性方法，该方法工艺简单。与聚磷酸铵相比，微胶囊聚磷酸铵作为阻燃填料可以显著地提高该与材料的相容性，同时也能提高其阻燃性能。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

固体润滑棒材料的阻燃改性方法，包括以下步骤：

（1）制备三聚氰胺甲醛预聚体：将三聚氰胺和37%的甲醛溶液按照摩尔比1:3加入到500ml三口烧瓶中，使用10%Na₂CO₃溶液调节混合物PH=8-10，水浴加热到80℃并保温1h，反应过程始终搅拌，最终制得三聚氰胺甲醛预聚体，即在聚磷酸铵表面形成一层三聚氰胺甲醛树脂；

（2）制备微胶囊聚磷酸铵：将60g聚磷酸铵分散到150ml乙醇中，分散结束后的溶液加入到三口烧瓶中，同时加入步骤（1）中制得的三聚氰胺甲醛预聚体溶液，稀硫酸调节混合物的PH=4-5，水浴加热混合物温度到70℃，保温2h，反应过程始终搅拌；反应完全后样品冷却到室温，过滤，用蒸馏水洗涤，105℃干燥后，得到微胶囊聚磷酸铵粉末；

（3）制备阻燃固体润滑材料

a、选取季戊四醇、固体润滑材料和步骤（2）中制得的微胶囊聚磷酸铵，将原料混合，得到共混物；其中，各组分所占质量百分数为：微胶囊聚磷酸铵15～25%，固体润滑材料65～75%和季戊四醇 5～10%；所述的固体润滑材料包括聚醋酸乙烯酯、润滑油脂、石墨、松香和硬脂酸；

b、将步骤a中制得的共混物在熔融状态下进行混合，得固体混合物；熔融的工艺条件为：温度140～150℃，转速为70～90rpm，时间为10～30min；

c、将步骤b中制得的熔融混合物进行压力复合成型，温度为140～150℃，压力为1～2MPa，时间为3～5min，冷却后即得到阻燃固体润滑材料。

所述步骤（2）中微胶囊聚磷酸铵的溶解度为0.0866g/100ml。

本发明的有益效果如下：