一种改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤1：将三聚氯氰和生物基材料加入溶剂中，在高温下搅拌反应，制备得到中间体化合物；所述生物基材料为同时包含羟基和醛基官能团的化合物；步骤2：取含端氨基的偶联剂添加至水中，充分水解后，将烘干后的高岭石加入其中，在高温下搅拌反应，制备得到含氨基的偶联剂改性的高岭石；步骤3：将中间体化合物和含氨基的偶联剂改性的高岭石添加到去离子水的容器中，在搅拌条件下反应，制备得到改性高岭石；步骤4：将烘干后的改性高岭石和废树脂熔融共混，制备得到改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料。本发明专利技术改善了废树脂复合材料阻燃和力学性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及废弃树脂改性
，具体涉及一种改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]树脂材料凭借其优异力学性、耐化学药品性、耐酸碱性，还具有制品尺寸稳定、易加工等特点，广泛应用于生活用品、汽车、家电和建筑等工业领域。然其塑料工业的发展在给人类社会生活带来方便的同时，也导致大量的废旧塑料垃圾的产生；同时大部分该类废弃物材料，极易燃烧，为扩大其应用范围，同时提高其阻燃和力学性能，在树脂中添加改性粒子是其主要制备方法之一。
[0003]高岭石作为一种硅酸盐类二维层状纳米材料，地壳上分布较广、被人类利用较为普遍的矿产之一。在陶瓷工业、纸质工业、聚合物复合材料、耐火阻燃材料、农医科、建筑及国防等领域得到了极大而又迅速的利用与发展。然而纯无机材料与有机高分子材料的相容性差，可利用有机阻燃剂对其改性，制备新型改性高岭石，应用到废弃物树脂中，制备高岭石增强阻燃废树脂复合材料，扩到废弃物树脂和高岭石更深入和更广阔的应用。
[0004]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

[0005]鉴于目前存在的上述不足，本专利技术提供一种改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料及其制备方法，本专利技术采用带端氨基的偶联剂，通过水解后，有利于偶联剂与Kaol反应，同时还可通过端氨基与有机阻燃剂中的醛基进行席夫碱反应，将Kaol和CC
‑
BM通过化学键衔接。因此，改性高岭石CC
‑
BM@KH
‑
NH2
‑
Kaol具有与基体有更好的相容性和分散性，赋予其在废树脂复合材料中具有较好阻燃性能和力学性能等。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供一种改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：将三聚氯氰和生物基材料加入溶剂中，在高温下搅拌反应，制备得到中间体化合物；所述生物基材料为同时包含羟基和醛基官能团的化合物；
[0008]步骤2：取含端氨基的偶联剂添加至水中，充分水解后，将烘干后的高岭石加入其中，在高温下搅拌反应，制备得到含氨基的偶联剂改性的高岭石；
[0009]步骤3：将中间体化合物和含氨基的偶联剂改性的高岭石添加到去离子水的容器中，在搅拌条件下反应，制备得到改性高岭石；
[0010]步骤4：将烘干后的改性高岭石和废树脂熔融共混，制备得到改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料。
[0011]依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述生物基材料包含香草醛、木质素、单宁酸
中的任意一种或多种。
[0012]依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述溶剂为包含丙酮、1,4
‑
二氧六环、氯仿中的任意一种或多种。
[0013]依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述高温下搅拌反应的温度为60
‑
120℃，时间为3
‑
12h。
[0014]依照本专利技术的一个方面，在步骤2中，所述高温下搅拌反应的温度为80
‑
150℃，时间为2
‑
8h。
[0015]依照本专利技术的一个方面，在步骤2中，所述含端氨基的偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、N
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、多氨基烷基三烷氧基硅烷(在异丙醇中)中的任意一种或多种。
[0016]依照本专利技术的一个方面，在步骤2中，烘干后的高岭石与含端氨基的偶联剂的质量比为10:1。
[0017]依照本专利技术的一个方面，在步骤3中，所述中间体化合物和含氨基的偶联剂改性的高岭石的摩尔比为1
‑
1.05。
[0018]依照本专利技术的一个方面，在步骤4中，所述烘干后的改性高岭石和废树脂的质量比为1
‑
5:97。
[0019]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种上述任一制备方法制备得到的改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本申请的改性高岭石不仅含有纳米粒子Kaol，而且还含有N/Si元素(阻燃元素)，可增强纳米材料在聚合物复合材料中的阻燃性能和力学性能。本申请通过CC
‑
BM和KH
‑
NH2改性Kaol，并与废树脂熔融共混制备CC
‑
BM@KH
‑
NH2‑
Kaol增强阻燃废树脂复合材料，其有益之处在于KH
‑
NH2能够将Kaol和CC
‑
BM通过化学键衔接，进而CC
‑
BM和KH
‑
NH2能够有效改善Kaol在基体树脂中的分散性，可在低添加量的条件下制备出综合性能良好的废树脂功能复合材料，使该复合材料具有较好阻燃性能和力学性能等。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1所述的CC、BM和CC
‑
BM的红外光谱图；
[0023]图2为本专利技术实施例1所述的Kaol、KH
‑
NH2‑
Kaol的红外光谱图；
[0024]图3为本专利技术实施例1所述的CC
‑
BM@KH
‑
NH2‑
Kaol、CC
‑
BM、KH
‑
NH2‑
Kaol的红外光谱图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另
有定义，下文所用专业术语和本领域专业技术人员所理解的含义一致；除非特殊说明，本文所涉及的原料、试剂均可从市场购买，或通过公知的方法制得。
[0026]需要说明的是，本申请的高岭石简称Kaol；本申请的三聚氯氰简称CC；本申请的生物基材料简称BM；本申请的中间体化合物简称本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将三聚氯氰和生物基材料加入溶剂中，在高温下搅拌反应，制备得到中间体化合物；所述生物基材料为同时包含羟基和醛基官能团的化合物；步骤2：取含端氨基的偶联剂添加至水中，充分水解后，将烘干后的高岭石加入其中，在高温下搅拌反应，制备得到含氨基的偶联剂改性的高岭石；步骤3：将中间体化合物和含氨基的偶联剂改性的高岭石添加到去离子水的容器中，在搅拌条件下反应，制备得到改性高岭石；步骤4：将烘干后的改性高岭石和废树脂熔融共混，制备得到改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料。2.根据权利要求1所述的改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述生物基材料包含香草醛、木质素、单宁酸中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述溶剂为包含丙酮、1,4
‑
二氧六环、氯仿中的任意一种或多种。4.根据权利要求1所述的改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述高温下搅拌反应的温度为60
‑
120℃，时间为3
‑
12h。5.根据权利要求1所述的改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤2中，所述高温下搅拌反应的温度为80
‑
150℃，时间为2
‑
8h。6.根据权利要求1所述的改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤2中，所述含端氨基的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长友，唐武飞，
申请(专利权)人：湖南科技学院，
类型：发明
国别省市：