聚多巴胺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聚多巴胺改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料及其制备方法，包括以下步骤：步骤1：将高岭石经煅烧、酸淋洗和水热反应，获得重筑高岭石；步骤2：采用聚多巴胺改性重筑高岭石，获得聚多巴胺改性重筑高岭石；步骤3：将聚多巴胺改性重筑高岭石与废弃树脂熔融共混，得到聚多巴胺改性重筑高岭石增强阻燃废树脂复合材料。本发明专利技术提供的改性高岭石PDA@RKaol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。力学性能等。力学性能等。

【技术实现步骤摘要】
聚多巴胺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
，具体涉及一种聚多巴胺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再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聚多巴胺改性高岭石增强阻燃废树脂复合材料及其制备方法，本专利技术采用煅烧、酸淋洗和水热反应获取RKaol，并利用PDA进行改性。因此，改性高岭石PDA@RKaol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聚多巴胺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：将高岭石经煅烧、酸淋洗和水热反应，获得重筑高岭石；
[0008]步骤2：采用聚多巴胺改性重筑高岭石，获得聚多巴胺改性重筑高岭石；
[0009]步骤3：将聚多巴胺改性重筑高岭石与废弃树脂熔融共混，得到聚多巴胺改性重筑高岭石增强阻燃废树脂复合材料。
[0010]依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述煅烧的温度为500
‑
900℃，煅烧时间为1
‑
6h。
[0011]依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述酸淋洗的温度为30
‑
120℃，所述酸淋洗的时间为1
‑
6h，所述酸淋洗采用的是硫酸，所述硫酸的浓度为1
‑
6mol/L。
[0012]依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述水热反应的温度为30
‑
120℃，所述水热反应的时间为3
‑
24h。
[0013]依照本专利技术的一个方面，所述步骤2具体为：将盐酸多巴胺溶于水中，经搅拌、升温至一定温度搅拌，加入重筑高岭石继续反应后，加入Tris试剂，反应后，获得聚多巴胺改性重筑高岭石。
[0014]依照本专利技术的一个方面，在步骤3中，所述聚多巴胺改性重筑高岭石与废弃树脂的质量比为1～5:97。
[0015]依照本专利技术的一个方面，在步骤2中，所述升温至一定温度具体为升温至30
‑
70℃；所述加入Tris试剂后的反应时间为1
‑
24h。
[0016]依照本专利技术的一个方面，在步骤3中，所述熔融共混具体为通过挤出机进行熔融共混，所述挤出机的加工温度依次为180℃、190℃和200℃，所述挤出机的转速为25
‑
40r/min。
[0017]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聚多巴胺改性重筑高岭石增强阻燃废树脂复合材料。
[0018]本专利技术煅烧的目的是为了活化高岭石，从而有利于下一步反应。
[0019]本申请酸淋洗的目的：使Kaol的硅源和铝源进行分离；其中，硅源为Si或Si
‑
O，铝源为Al或Al
‑
O。
[0020]本申请水热反应的目的：使含铝离子的液体(硫酸铝)和硅源固体(含多孔结构的无定型氧化硅)进行反应，使得含铝离子(硫酸铝)进入硅源固体(含多孔结构的无定型氧化硅)中，实现Kaol的重筑。
[0021]本申请先酸淋洗再水热反应是为了更好的发挥Kaol中的Al的作用，如果在Kaol片层中，很难发挥出阻燃作用；且先酸淋洗再水热反应的硅基材料表面含有大量的Lewis酸性点，在燃烧过程中，可以催化塑料成炭，达到阻燃作用，同时硅基材料还是片层的，也具有阻隔作用。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本申请制备方法得到的聚多巴胺改性重筑高岭石增强阻燃废树脂复合材料中不仅含有层状纳米粒子Kaol，而且还含有N/Al/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。本申请的Kaol通过煅烧、酸淋洗和水热反应获取RKaol，并利用PDA进行改性，之后与废树脂熔融共混制备PDA@RKaol增强阻燃废树脂复合材料，其有益之处在于RKaol具有多孔结构，能够催化聚合物燃烧时成炭，且具有物理阻隔效果，达到阻燃效果；PDA改性的纳米材料不仅能够有效改善RKaol在基体树脂中的分散性，而且PDA含有大量N元素，燃烧时可生成大量惰性气体，增强阻燃效果。可知，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
[0024]图1为本专利技术实施例1的Kaol、M
‑
Kaol、M
‑
C
‑
Kaol、RKaol、PDA@RKaol的红外光谱图；
[0025]图2(a)为本专利技术实施例1的PDA的SEM图；图2(b)为本专利技术实施例1的PDA@RKaol的SEM图。
具体实施方式
[0026]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。
[0027]需要说明的是，本申请的高岭石简称Kaol；本申请的重筑高岭石简称RKaol；本申请的聚多巴胺改性重筑高岭石简称PDA@RKaol；本申请的聚多巴胺改性重筑高岭石增强阻燃废树脂复合材料简称PDA@RKaol废树脂增强阻燃复合材料。
[0028]需要说明的是，本申请PDA@RKaol废树脂增强阻燃复合材料进行的阻燃测试和拉伸强度测试的具体过程如下：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚多巴胺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：将高岭石经煅烧、酸淋洗和水热反应，获得重筑高岭石；步骤2：采用聚多巴胺改性重筑高岭石，获得聚多巴胺改性重筑高岭石；步骤3：将聚多巴胺改性重筑高岭石与废弃树脂熔融共混，得到聚多巴胺改性重筑高岭石增强阻燃废树脂复合材料。2.根据权利要求1所述的聚多巴胺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，所述煅烧的温度为500
‑
900℃，煅烧时间为1
‑
6h。3.根据权利要求1所述的聚多巴胺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，所述酸淋洗的温度为30
‑
120℃，所述酸淋洗的时间为1
‑
6h；所述酸淋洗采用的是硫酸，所述硫酸的浓度为1
‑
6mol/L。4.根据权利要求1所述的聚多巴胺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，所述水热反应的温度为30
‑
120℃，所述水热反应的时间为3
‑
24...

【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：