本发明专利技术提供的一种阻燃聚α-甲基苯乙烯复合材料，由2～4份的纳米三氧化二锑、7～10份的溴乙烯、80～100份的α-甲基苯乙烯和0.5～2份的引发剂制备而成。本发明专利技术还公开了采用自制方法制备该复合材料的方法，该方法主要包括：制备纳米三氧化二锑溶胶，然后加入α-甲基苯乙烯单体、溴乙烯单体和引发剂，最后升温引发α-甲基苯乙烯和溴乙烯单体发生聚合反应，将反应后得到的阻燃聚α-甲基苯乙烯复合材料进行纯化和干燥等处理，最终制得复合材料，该复合材料具有良好的阻燃性能。
【技术实现步骤摘要】
一种阻燃聚Ct-甲基苯乙烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于复合材料
，尤其涉及一种阻燃聚α -甲基苯乙烯复合材料及 制备阻燃聚α-甲基苯乙烯复合材料的方法。
技术介绍
三氧化二锑是应用最早的阻燃剂之一，如单独使用其达到阻燃效果，需要的用量 很大，阻燃效果较差；但是当其与含卤素的化合物并用时，两者具有良好的协同效应，阻燃 效果很好，因此溴/锑复配体系的阻燃剂被广泛用于环氧树脂、聚氨酯、氯丁橡胶、聚苯乙 烯等塑胶材料。锑元素在地壳中的含量为0.0001%，其在地球上的锑资源是有限的；减少其 在塑胶材料中的用量，达到同样的阻燃效果是人类所期待的目标。 当物质处于纳米尺度范围时，由于表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量 子隧道效应等，使物质具有的有益特性能更充分地发挥出来。近年来，随着纳米科技和复合 材料制备技术的不断进步，人们发现将纳米粉体与聚合物材料相结合，得到的复合材料具 有纳米粉体和聚合物材料的主要特性，而且可以使粉体材料的有益效果大大提高，因此该 类复合材料受到了科研工作者的广泛关注和研究。 李明英等采用双螺杆挤出机，通过挤出造粒的方法制备了纳米级三氧化二锑/ MCA/PA阻燃复合材料，研究结果表明，纳米级三氧化二锑的分散性对复合材料的阻燃性能 有较大的影响(李明英，樊张帆，张瑜，等.纳米级三氧化二锑与MCA协同阻燃性能对ΡΑ6的 影响[J].塑料工业，2008,36 (12):42-45)。聂红云等采用开放式炼塑机，通过塑炼的方 法制备了阻燃聚氯乙烯材料。对比研究了普通微米级三氧化二锑和纳米级三氧化二锑对聚 氯乙烯材料阻燃性能的影响，研究结果表明，相对于微米级三氧化二锑而言，纳米级三氧化 二锑要达到相同的阻燃效果，添加量可以明显的减少。这一研究结果表明，在相同的使用环 境下，纳米级三氧化二锑具有更好的阻燃效果(聂红云，聂矗，夏锐，等.聚氯乙烯（PVC)电 缆料阻燃性能的研究[J].塑料工业，2012,40 (1):104-106)。 上述制备纳米三氧化二锑/聚合物复合材料的方法，主要是通过双螺杆挤出机或 炼塑机等机器，通过物理方法来实现纳米级三氧化二锑在聚合物基体中的分散。但这些方 法也存在着一些不足之处，如很难实现三氧化二锑在聚合物基体中达到纳米级的分散。相 对而言，在原位状态下进行阻燃聚合物复合材料的制备，可使得纳米级三氧化二锑在复合 材料中的分散均匀性得到很大的提高，从而充分发挥出溴/锑复配的阻燃效果，达到更佳 的阻燃效果。
技术实现思路
针对现有技术中纳米三氧化二锑/聚合物复合材料研究的不足，本专利技术的目的之 一是提供一种具有良好的阻燃性能的纳米三氧化二锑/聚α-甲基苯乙烯复合材料；本发 明的另一个目的是提供了一种阻燃聚α-甲基苯乙烯复合材料的制备方法。 本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现： 一种阻燃聚α -甲基苯乙烯复合材料，是由下列成份按重量份制备而成： 纳米三氧化二锑 2?4份； 溴乙烯 7?10份； α-甲基苯乙烯 80?100份； 引发剂 0.5?2份。 所述引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸钾和过硫酸铵中的至少一种。 一种制备上述的阻燃聚α -甲基苯乙烯复合材料的方法，包括以下步骤： (1)纳米三氧化二锑溶胶的制备： 将2?4份的纳米三氧化二锑，200?300份的去离子水，40?60份的乳化剂加入到 反应器中，在连续搅拌状态下，将体系的温度升至40?60°C，同时持续通入氮气；然后将上 述的混合溶液进行超声分散10?30分钟，得到纳米三氧化二锑溶胶。 (2)阻燃聚α -甲基苯乙烯复合材料的制备： 按比例将纳米三氧化二锑溶胶与80?100份α -甲基苯乙烯、7?10份溴乙烯、0. 5? 2份引发剂置于反应器中，在连续搅拌状态下，进行超声分散10?30分钟，同时持续通入氮 气； 所述步骤（1)中乳化剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。 所述步骤（2)的聚合反应温度为70?90°C，聚合反应时间10?16h。 所述步骤（2)纯化流程是指在复合溶液中加入体积为复合溶液体积的3?8倍的 无水乙醇或者甲醇溶液，经沉淀、离心分离后弃去上清液，再将下层的物料再次加入无水乙 醇或者甲醇溶液中，重复上述操作4?6次，将最后一次得到的下层物料置于真空干燥箱中 干燥，得到阻燃聚α-甲基苯乙烯复合材料。 所以与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果： 1、本专利技术制备了纳米三氧化二锑/聚α -甲基苯乙烯复合材料，由于三氧化二锑是以 纳米颗粒状态分散在聚α -甲基苯乙烯基体中，因此使复合材料具有良好的阻燃性能。 2、本专利技术采用自制方法制备阻燃聚α -甲基苯乙烯复合材料，本聚合反应是在原 位状态下进行的，可使得纳米三氧化二锑粒子在复合材料中分散均匀；同时，溴元素是在聚 合过程中，通过溴乙烯单体引入的，溴元素在复合材料体系中的分散性很好；因此充分发挥 了溴/锑复配的阻燃效果，使得复合材料具有更好的阻燃性能。 _ 【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。 以下实施例所用的纳米三氧化二锑、溴乙烯、α-甲基苯乙烯、十二烷基硫酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、偶氮二异丁腈、过硫酸钾、过硫酸铵均为阿拉丁试剂有限公司； 所用超声波清洗器为合肥金尼克超声波清洗有限公司； 所用注塑机生产厂家为浙江海天机械有限公司，型号为MA600/100 ; 以下实施例所用试剂仅为举例说明，并不用于限制本专利技术的保护范围，本专利技术其他实 施例仍可选择权利要求范围内的所有可选试剂。如无特别说明，所述份数均为质量份。 实施例1 (1)纳米三氧化二锑溶胶的制备： 将2份的纳米三氧化二锑，200份的去离子水，40份的乳化剂十二烷基硫酸钠加入到反 应器中，在连续搅拌状态下，将体系的温度升至40°C，同时持续通入氮气；然后将上述的混 合溶液进行超声分散10分钟，得到纳米三氧化二锑溶胶。 (2)阻燃聚α -甲基苯乙烯复合材料的制备： 将（1)中得到的纳米三氧化二锑溶胶与80份的α -甲基苯乙烯、7份的溴乙烯、0. 5份 的引发剂偶氮二异丁腈置于反应器中，在连续搅拌状态下，进行超声分散10分钟，同时持 续通入氮气； 然后升温至70°C进行聚合反应，反应时间为16小时，得复合溶液，最后在搅拌条件下， 复合溶液中加入体积为复合溶液体积的3倍的无水乙醇溶液，经沉淀、离心分离后弃去上 清液，再将下层的物料再次加入无水乙醇溶液中，重复上述操作4次，将最后一次得到的下 层物料置于真空干燥箱中干燥，得到阻燃聚α-甲基苯乙烯复合材料。 实施例2 (1)纳米三氧化二锑溶胶的制备： 将3份的纳米三氧化二锑，250份的去离子水，50份的乳化剂十二烷基硫酸钠加入到反 应器中，在连续搅拌状态下，将体系的温度升至50°C，同时持续通入氮气；然后将上述的混 合溶液进行超声分散20分钟，得到纳米三氧化二锑溶胶。 (2)阻燃聚α -甲基苯乙烯复合材料的制备： 将（1)中得到的纳米三氧化二锑溶胶与90份的α -甲基苯乙烯、9份的溴乙烯、0. 5份 的引发剂偶氮二异丁腈、0.5份的引发剂过硫酸钾置于反应器中，在连续搅拌状态下，进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阻燃聚α‑甲基苯乙烯复合材料，其特征在于：是由下列成份按重量份制备而成：纳米三氧化二锑 2～4份；溴乙烯 7～10份；α‑甲基苯乙烯 80～100份；引发剂 0.5～2份。
【技术特征摘要】
1. 一种阻燃聚甲基苯乙烯复合材料，其特征在于：是由下列成份按重量份制备而 成： 纳米三氧化二锑 2?4份； 溴乙烯 7?10份； a-甲基苯乙烯 80?100份； 引发剂 0.5?2份。2. 根据权利要求1所述的一种阻燃聚a _甲基苯乙烯复合材料，其特征在于：所述引 发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸钾和过硫酸铵中的至少一种。3. 根据权利要求1所述的一种阻燃聚a-甲基苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤： (1) 纳米三氧化二锑溶胶的制备： 将2?4份的纳米三氧化二锑，200?300份的去离子水，40?60份的乳化剂加入到 反应器中，在连续搅拌状态下，将体系的温度升至40?60°C，同时持续通入氮气；然后将上 述的混合溶液进行超声分散10?30分钟，得到纳米三氧化二锑溶胶； (2) 阻燃聚a -甲基苯乙烯复合材料的制备： 按比例将纳米三氧化二锑溶胶与80?100份a -甲基苯乙烯、7?10份溴乙烯、0. 5? 2份引发剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，田恐虎，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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