【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料母粒，具体为一种无卤阻燃母粒及其制备方法及高强无卤阻燃注塑料。
技术介绍
1、随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，高分子材料的防火性能越来越受到重视。阻燃母粒，作为一种具有防火性能的塑料添加剂，近年来在多个领域中得到了广泛的应用，发挥着至关重要的作用。其良好的阻燃性能可以有效减少在火灾中的损失，保障人们的生命财产安全。因此，阻燃母粒作为一种能够实现高分子材料防火要求的重要添加剂，其性能改进研究显得尤为重要。
2、常见阻燃母粒是以树脂为主要成分，通过添加相应的阻燃剂和其他辅助添加剂制成的阻燃材料，其中阻燃材料主要以卤系阻燃剂(含br、cl化合物)、无机类非卤阻燃剂(氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑等)和膨胀型非卤阻燃体系(多聚磷酸铵、硼酸锌等)为主。卤系阻燃剂因热稳定性及环保性能较差，已减少了其应用。无机类非卤阻燃剂和膨胀型非卤阻燃体系具有阻燃性能好和绿色环保的优势，但其与有机聚合物树脂的相容性不好及阻燃剂添加量大，在一定程度上损害材料的加工性能和物理机械性能。
3、无卤阻燃剂与pa6基体存在相容性差的问题，较低的阻燃剂添加量使得阻燃效果差，而较高的阻燃剂添加量，使得pa6材料的流动性变差，而且其特殊的结构特点，使得阻燃剂很难进入完全交联的橡塑体系内，使得pa6材料难以注塑，还会影响注塑成品的机械性能。
4、专利cn103627168a公开了一种尼龙专用无卤阻燃母粒，包括pa6树脂、氮系阻燃剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、外润滑剂和内润滑剂，制得的母粒具有良好分散能力，然而pa6树
5、专利cn109181156b报道了阻燃pvc色母粒及其制备方法，包括复合型pvc阻燃树脂、核壳型颜填料、二苯甲烷二异氰酸酯、分散剂、三氟乙酸甲酯、增塑剂、无水乙醇，通过基体树脂上接枝硅氧烷功能基团，从而起到阻燃作用，然而过量添加阻燃剂后耐热性能降低，同时材料的力学性能下降明显。
6、加大阻燃剂的添加量，虽然可以提升阻燃性能，但是可能导致阻燃母粒的流动性变差、加工性能下降、力学性能降低；同时母粒在注塑加工过程中与基体材料的相容差，降低注塑料的强度，阻燃性能，挥发性阻燃剂的添加降低注塑料的耐热性能。如何在保证阻燃性能的同时，保持注塑料的其它性能，是无卤阻燃母粒研发中需要解决的关键问题。
7、为此，提出了一种无卤阻燃母粒及其制备方法及高强无卤阻燃注塑料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种无卤阻燃母粒及其制备方法及高强无卤阻燃注塑料，通过使用双(4-羧基苯基)苯基氧化膦作为扩链剂，将阻燃剂引入聚氨酯结构中，与阻燃载体熔融挤出制得的无卤阻燃母粒熔融指数高，流动性好，加工性能好；通过调节多元醇种类以及二异氰酸酯种类，控制摩尔比，制得的无卤阻燃母粒拉伸强度增加；通过加入增塑剂，调节增塑剂种类以及用量，同时控制无卤阻燃母粒用量，制得的无卤阻燃注塑料的冲击强度提高；通过使用改性石墨烯负载无卤阻燃剂，制得的无卤阻燃注塑料的耐热性能提高；通过使用无卤阻燃母粒与阻燃增效剂协同使用，制得的注塑料的阻燃性能提高。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术一方面提供一种无卤阻燃母粒的制备方法，所述无卤阻燃母粒的制备包括以下步骤：
4、将二异氰酸酯、多元醇在真空干燥箱中80℃干燥2h制得干燥原料；将所述多元醇，所述二异氰酸酯加入四口烧瓶中，dmf溶解制得溶解体系；将所述溶解体系氮气保护，升温至50℃，加入1％二月桂酸二丁基锡反应3h制得反应体系；向所述反应体系中加入20-35份双(4-羧基苯基)苯基氧化膦，50℃保温扩链反应2h，制得阻燃预聚物；
5、称取10-25份环氧树脂e52，将所述环氧树脂溶解于60ml甲苯中得到树脂溶液；向所述树脂溶液中加入三乙胺、kh-792，制得反应液；调节所述反应液ph值为5，升温至90℃，加热搅拌反应5h得到聚合物；将所述聚合物80℃真空干燥2h，得到阻燃载体；
6、将所述阻燃载体15-25份、所述阻燃预聚物60-90份、聚乙烯蜡5份、邻羟基苯甲酸苯酯10份、抗氧剂10105份，加入高速混合机中混合均匀得到混合料；将所述混合料加入双螺杆挤出机中进行共混熔融挤出，制得所述无卤阻燃母粒。
7、所述二异氰酸酯与所述多元醇的摩尔比为1-1.8:1。
8、优选的，所述双(4-羧基苯基)苯基氧化膦的结构式如下所示：
9、
10、优选的，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种。
11、优选的，所述多元醇选自聚醚二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚丙二醇中的一种。
12、本专利技术另一方面提供一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述高强无卤阻燃注塑料包括以下制备步骤：
13、将所述无卤阻燃母粒，pa66，增塑剂，抗氧化剂1010，阻燃增效剂加入高速混合机中混合均匀得到混合物料；将所述混合物料加入双螺杆挤出机中进行共混熔融挤出，冷却、切粒制得挤出料；将所述挤出料在85℃下真空干燥5h，通过注塑机注塑制得所述高强无卤阻燃注塑料；
14、所述阻燃增效剂通过硅烷偶联剂改性石墨烯制得改性石墨烯，所述改性石墨烯负载氢氧化镁与磷酸三苯酯制备得到。
15、优选的，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丁腈橡胶、邻羟基苯甲酸苯酯中的一种。
16、优选的，所述阻燃增效剂的制备包括以下步骤：
17、将所述石墨烯加入三口烧瓶中，加入乙醇与水的混合溶液(v醇：v水＝5:1)溶解制得混合溶液；将所述混合溶液用冰醋酸调至弱酸性，超声分散30min，加入所述硅烷偶联剂，在85℃水浴条件下搅拌反应6h制得改性石墨烯；将所述改性石墨烯分散在蒸馏水中，超声分散20min，加入所述氢氧化镁，继续超声20min，加入氨水，调节ph为9.5，静置1h，将沉淀物抽滤、洗涤制得混合物；向所述混合物中加入去离子水，分散均匀，180℃反应5h，分离离心，洗涤干燥制得预混物；将所述预混物与所述磷酸三苯酯混合，升温至80℃，反应2h，抽滤洗涤得到所述阻燃增效剂。
18、优选的，所述双螺杆挤出机的工作参数为螺杆转速为300r/min，进料转速为25r/min，第一温区到第八温区的温度为：210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、220℃、215℃，机头温度为205℃。
19、优选的，所述注塑机的工作参数为一区至三区温度分别为210℃，215℃，220℃，喷嘴温度为210℃；保压时间15s，冷却时间20s，保压压力120mpa。
20、优选的，所述硅烷偶联剂选自kh-550、kh-560、kh-570、kh-792中的一种；所述硅烷偶联剂用量为1-8份。
21、优选的，所述阻燃增效剂中所述改性石墨烯、所述氢氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无卤阻燃母粒的制备方法，其特征在于：所述无卤阻燃母粒的制备包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃母粒的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃母粒的制备方法，其特征在于：所述多元醇选自聚醚二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚丙二醇中的一种。
4.一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述高强无卤阻燃注塑料包括以下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丁腈橡胶、邻羟基苯甲酸苯酯中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述阻燃增效剂的制备包括以下步骤：
7.根据权利要求4所述的一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自KH-550、KH-560、KH-570、KH-792中的一种；所述硅烷偶联剂用量
8.根据权利要求4所述的一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述阻燃增效剂中所述改性石墨烯、所述氢氧化镁、所述磷酸三苯酯的份数比为10:1-4:1-4；所述改性石墨烯的用量为8-25份。
9.根据权利要求4所述的一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述高强无卤阻燃注塑料包括所述无卤阻燃母粒10-30份，所述PA66100份，所述增塑剂5-10份，所述阻燃增效剂10-20份，所述抗氧化剂10105份。
10.一种高强无卤阻燃注塑料，其特征在于：所述高强无卤阻燃注塑料包括无卤阻燃母粒，PA66，增塑剂，阻燃增效剂，抗氧化剂；所述无卤阻燃母粒通过权利要求1-3任意一项所述的制备方法制备得到；所述高强无卤阻燃注塑料通过权利要求4-9任意一项所述的制备方法制备得到；所述高强无卤阻燃注塑料中所述无卤阻燃母粒180℃熔融指数19.6g/10min；所述高强无卤阻燃注塑料中所述无卤阻燃母粒拉伸强度为75.8MPa，断裂伸长率为68.3％；所述高强无卤阻燃注塑料冲击强度为6.4MPa；所述高强无卤阻燃注塑料初始分解温度为356℃，残炭率为41.2％；所述高强无卤阻燃注塑料极限氧指数为32.5％，成炭率为6.8％。
...【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃母粒的制备方法，其特征在于：所述无卤阻燃母粒的制备包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃母粒的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃母粒的制备方法，其特征在于：所述多元醇选自聚醚二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚丙二醇中的一种。
4.一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述高强无卤阻燃注塑料包括以下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丁腈橡胶、邻羟基苯甲酸苯酯中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述阻燃增效剂的制备包括以下步骤：
7.根据权利要求4所述的一种高强无卤阻燃注塑料的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自kh-550、kh-560、kh-570、kh-792中的一种；所述硅烷偶联剂用量为1-8份。
8.根据权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜根德，
申请(专利权)人：温岭市舜业工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：
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