[发明专利]一种工程用无卤阻燃塑料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种工程用无卤阻燃塑料及其制备方法，包括如下重量份原料：85‑100份PC树脂，4‑8份稳定剂，2‑4.5份增韧剂，5‑10份脂肪酸酰胺，35‑45份复合阻燃剂，3‑8份抗氧剂，5‑10份埃洛石纳米管；第一步、将埃洛石纳米管进行表面修饰；第二步、将PC树脂和复合阻燃剂加入到混合机中，混合，得到预混物，之后依次加入稳定剂、增韧剂、脂肪酸酰、抗氧剂和改性埃洛石纳米管，制得混合物，挤出造粒，制得工程用无卤阻燃塑料；当燃烧时复合阻燃剂能够发泡膨胀，形成一层均匀的炭质泡沫层，覆盖在基体表面，起到隔绝氧气和热量的作用，具有优异的阻燃效果，该复合阻燃剂不含卤族元素，燃烧时不释放有害气体。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体地，涉及一种工程用无卤阻燃塑料及其制备方法。

背景技术

工程塑料可作工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好等优点；工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类；前者主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料；后者主要是指耐热达150℃以上的工程塑料，主要品种有聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等。

但是有些工程塑料需要优异的阻燃性能，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，而传统的含卤阻燃剂对聚合物阻燃的同时，放出有毒的烟、气体。因此危害环境和人类的健康。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种工程用无卤阻燃塑料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种工程用无卤阻燃塑料，包括如下重量份原料：85-100份PC树脂，4-8份稳定剂，2-4.5份增韧剂，5-10份脂肪酸酰胺，35-45份复合阻燃剂，3-8份抗氧剂，5-10份埃洛石纳米管；

所述复合阻燃剂包括如下步骤制成：

步骤S1、将甲苯加入四口烧瓶中，边搅拌边加入2-羧乙基苯基次磷酸和三羟甲基氧化磷，滴加钛酸丁酯，匀速搅拌并升温至160℃，回流反应16h，反应结束后常压蒸馏除去甲苯，用去离子水洗除未反应原料，之后在85℃下真空干燥20h，制得中间体1，控制2-羧乙基苯基次磷酸和三羟甲基氧化磷的摩尔比为2∶1，钛酸丁酯的用量为2-羧乙基苯基次磷酸和三羟甲基氧化磷重量和的3-5％；

步骤S1中甲苯作为溶剂，钛酸丁酯作为催化剂，2-羧乙基苯基次磷酸和三羟甲基氧化磷反应，反应过程如下所示：

步骤S2、将中间体1加入二氯甲烷中，匀速搅拌并升温至35℃，缓慢滴加三氯氧磷，滴加结束后回流反应2h，之后减压脱溶制得粗品，用无水乙醚洗涤三次后用甲苯重结晶，真空干燥，制得中间体2，控制中间体1、三氯氧磷和二氯甲烷的用量比为1mmol∶3-5mmol∶10mL；

步骤S2中中间体1与三氯氧磷反应，生成中间体2，中间体2上含有大量含磷基团，在燃烧时发泡膨胀，形成一层均匀的炭质泡沫层，覆盖在基体表面，起到隔绝氧气和热量的作用，具有优异的阻燃效果；反应过程如下所示：

步骤S3、将γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和三乙胺加入二氯甲烷中，匀速搅拌5min后缓慢滴加中间体2的二氯甲烷溶液，滴加结束后回流反应2h，之后加入去离子水和六甲基二硅氧烷，回流反应10h，减压、蒸馏除去溶剂，缓慢升温至150℃，重结晶，制得无卤阻燃剂，控制γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、三乙胺、中间体2、六甲基二硅氧烷、去离子水和二氯甲烷的用量比为5mmol∶5.5mmol∶5mmol∶0.1-0.2g∶0.2g∶30mL；