本發(fā)明涉及一種納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂/納米鋁酸鋅復(fù)合阻燃改性pp/ps合金的方法,屬于高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù):
聚丙烯(pp)是一種重要的高分子材料之一,產(chǎn)量大、價(jià)格低廉,具有良好的加工性能和力學(xué)性能。但是pp存在硬度較低、耐沖擊性能差、易老化、成型收率率大等缺點(diǎn),大大限制了pp的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。用聚苯乙烯(ps)改善pp的強(qiáng)度和剛性得到諸多研究者的關(guān)注,ps能提高pp/ps共混合金的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。pp/ps合金具有ps和pp的共同特點(diǎn),其剛性和沖擊性能高于pp。由于應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求,其阻燃性能日益受到人們的關(guān)注,近十年來,阻燃pp/ps合金的開發(fā)已成為當(dāng)今世界各大公司研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
汪關(guān)才、盧忠遠(yuǎn)、胡小平等人在其《在塑料中應(yīng)用的無機(jī)阻燃劑研究進(jìn)展》一文中闡述了目前用于塑料的幾類無機(jī)阻燃劑:(1)氫氧化物:氫氧化物阻燃劑主要有氫氧化鋁(ath),氫氧化鎂(mh),層狀雙氫氧化物(ldhs)等;(2)無機(jī)磷化合物:無機(jī)磷系阻燃劑主要有紅磷、磷酸酯及聚磷酸銨等,;(3)氧化銻;(4)硼酸鹽:硼酸鹽系列產(chǎn)品有偏硼酸銨、偏硼酸鈉、偏硼酸鋇、五硼酸銨、硼酸鋅等;(5)鉬化合物:如三氧化鉬、鉬酸銨、鉬酸鋅和鉬酸鈣等;(6)納米層狀硅酸鹽。隨著塑料中的無機(jī)阻燃劑的需求量日益增大,對(duì)其阻燃性能的要求也越來越高,各種無機(jī)阻燃劑的復(fù)配協(xié)同效應(yīng)以提高阻燃效率,成為近年來無機(jī)阻燃劑的發(fā)展方向之一。然而目前還未見納米氧化錫銻、煅燒堿式氯化鎂、納米鋁酸鋅復(fù)合使用用于阻燃改性pp/ps合金。
因此,本發(fā)明先采用溶膠凝膠-煅燒法制得納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料,再采用原位聚合法制得納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp;然后采用溶膠-凝膠法制得納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料,再采用原位聚合法制得納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps;最后將納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp和納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps進(jìn)行熔融共混制得pp/ps合金,通過納米氧化錫銻、煅燒堿式氯化鎂、納米鋁酸鋅的復(fù)配協(xié)同效應(yīng),充分發(fā)揮納米氧化錫銻、煅燒堿式氯化鎂、納米鋁酸鋅的性能優(yōu)勢(shì),使得pp/ps合金兼具優(yōu)異的阻燃性能和物理機(jī)械性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂/納米鋁酸鋅復(fù)合阻燃改性pp/ps合金的方法,本發(fā)明通過納米氧化錫銻、煅燒堿式氯化鎂、納米鋁酸鋅的復(fù)配協(xié)同效應(yīng),充分發(fā)揮納米氧化錫銻、煅燒堿式氯化鎂、納米鋁酸鋅的性能優(yōu)勢(shì),使得pp/ps合金兼具優(yōu)異的阻燃性能和物理機(jī)械性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂/納米鋁酸鋅復(fù)合阻燃改性pp/ps合金的方法,包括以下步驟:
(1)納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp的制備:
1a.將水氯鎂石加水?dāng)嚢柚瞥少|(zhì)量濃度為50-60%的水溶液,再在攪拌下加入菱苦土,使得mgo2、mgcl2的摩爾比控制在1-3:1,超聲分散1-3h,然后水浴至70-80℃,攪拌反應(yīng)2-4h,密封靜置6-8天,過濾,洗滌,干燥,粉碎為粒徑≤30μm的顆粒,即得堿式氯化鎂;
1b.按照物質(zhì)的量的比2-3:1將金屬錫粉、三氧化二銻混合,再按照液體檸檬酸與金屬物質(zhì)的量比為2-4:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌20-30min,然后置于冰水浴中,然后滴加10mol/l硝酸溶液,直至形成穩(wěn)定透明溶液,再向透明溶液中滴加乙腈,待溶液由透明變?yōu)槿榘咨苣z狀時(shí),停止滴加乙腈,然后加入相當(dāng)于溶膠質(zhì)量15-20%的步驟1a制得的堿式氯化鎂,磁力攪拌3-4h,待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí),停止攪拌,靜置24-48h,10000-15000r/min離心分離20-30min,棄去上層溶液,再加入無水乙醇,超聲洗滌,如此循環(huán)3-5次后,將凝膠于90-110℃烘干,研磨,過600-800目篩,然后將過篩后的粉體以3-5℃/min升溫至300-350℃,煅燒2-4h,再以2-4℃/min升溫至520-580℃,保溫3-5h,即得納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料;
1c.按照質(zhì)量比稱取1:12-14:0.15-0.25稱取乙酸鎂、四氯化鈦和苯甲酸乙酯;然后將經(jīng)100-110℃干燥過夜的乙酸鎂放入反應(yīng)器中,在95-105℃下抽真空脫水1-3h,然后加入四氯化鈦和苯甲酸乙酯,在45-55℃下攪拌反應(yīng)1.5-2.5h,產(chǎn)物濾出后用甲苯洗三次,室溫真空抽干,得催化劑,整個(gè)過程保證反應(yīng)器內(nèi)無水無氧;
1d.將反應(yīng)器經(jīng)丙烯抽排置換3-4次后,溫度控制在50-60℃,在磁力攪拌下按照體積比1:0.2-0.5:0.1-0.3依次加入甲苯、三乙基鋁和二苯基二甲氧基硅烷,通丙烯至溶解飽和后加入相當(dāng)于溶液質(zhì)量10-15%的納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料和4-8%的催化劑,攪拌反應(yīng)5-7h,然后用酸化乙醇終止反應(yīng),產(chǎn)物用乙醇洗滌干凈,過濾,70-80℃真空干燥,即得所需的阻燃pp;
(2)納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps的制備:
2a.按照摩爾比2-3:1將金屬錫粉、三氧化二銻混合,再按照液體檸檬酸與金屬摩爾比為2-4:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌20-30min,然后置于冰水浴中,然后滴加10mol/l硝酸溶液,直至形成穩(wěn)定透明溶液,再向透明溶液中滴加乙腈,待溶液由透明變?yōu)槿榘咨苣z狀時(shí),停止滴加乙腈,磁力攪拌3-4h,待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí),停止攪拌,靜置24-48h,離心分離,棄去上層溶液,再加入無水乙醇,超聲打漿洗滌,如此循環(huán)3-5次,即得凝膠a;
2b.按鋅鋁摩爾比為1:1-2將六水合硝酸鋅、六水合氯化鋁混合均勻,然后加入相當(dāng)于混合物質(zhì)量10-15倍的水中,磁力攪拌至鋅鹽和鋁鹽完全溶解后,再按照液體檸檬酸與陽離子摩爾比為1-2:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌使之與兩種金屬離子充分絡(luò)合,然后按照丙烯酰胺與陽離子摩爾比為8-10:1加入丙烯酰胺,磁力攪拌均勻,等溶液澄清后,按照液體亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酰胺摩爾比為1:4-6加入交聯(lián)劑亞甲基雙丙烯酰胺,磁力攪拌均勻,待為混合均勻、澄清的溶液時(shí),滴加25%氨水溶液調(diào)節(jié)溶液ph至2-4,水浴加熱至80-90℃,磁力攪拌反應(yīng)5-10min,透明溶液即會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨z體,即得凝膠b;
2c.將凝膠a與凝膠b混合,磁力攪拌均勻,然后在100-120℃干燥24-36h,研磨,過500-600目篩,然后將過篩后的粉體以4-7℃/min升溫至330-370℃,煅燒2-3h,再以3-6℃/min升溫至600-650℃,保溫3-4h,再以2-4℃/min升溫至840-890℃,保溫1-2h,即得納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料;
2d.按照質(zhì)量比1:0.1-0.2將苯乙烯與納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料混合,超聲分散10-15min,然后再加入相當(dāng)于苯乙烯質(zhì)量4-6倍的水,攪拌均勻后水浴加熱至75-85℃,再加入相當(dāng)于苯乙烯質(zhì)量2-3%的十二烷基硫酸鈉和0.3-0.7%的過硫酸銨,恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3-5h,然后用10%al2(so4)3水溶液破乳得白色沉淀物,洗滌,抽濾3-4次,并于60-70℃真空干燥至恒重,即得所需的阻燃ps;
(3)阻燃pp/ps合金的制備:
按照質(zhì)量比6-9:1-3將納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp和納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps加入到高速混合機(jī)中,在3000-4000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合5-10min,再加入相當(dāng)于混合料質(zhì)量4-8%的相容劑sbs樹脂,在2000-3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合10-15min,然后加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混,擠出造粒,即得所需的阻燃pp/ps合金。
步驟1a中所述的超聲功率為200-400w。
步驟1b中所述的錫粉粒徑為15-20μm;所述的超聲功率為150-250w。
步驟2a中所述的超聲功率為250-350w。
步驟2d中所述的超聲功率為350-450w。
步驟(3)中所述的雙螺桿擠出機(jī)加工溫度為220-240℃,螺桿轉(zhuǎn)速70-80r/min。
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明先采用溶膠凝膠-煅燒法制得納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料,再采用原位聚合法制得納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp;然后采用溶膠-凝膠法制得納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料,再采用原位聚合法制得納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps;最后將納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp和納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps進(jìn)行熔融共混制得pp/ps合金,通過納米氧化錫銻、煅燒堿式氯化鎂、納米鋁酸鋅的復(fù)配協(xié)同效應(yīng),充分發(fā)揮納米氧化錫銻、煅燒堿式氯化鎂、納米鋁酸鋅的性能優(yōu)勢(shì),使得pp/ps合金兼具優(yōu)異的阻燃性能和物理機(jī)械性能。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂/納米鋁酸鋅復(fù)合阻燃改性pp/ps合金的方法,包括以下步驟:
(1)納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp的制備:
1a.將水氯鎂石加水?dāng)嚢柚瞥少|(zhì)量濃度為50%的水溶液,再在攪拌下加入菱苦土,使得mgo2、mgcl2的摩爾比控制在1:1,超聲分散1h,然后水浴至70℃,攪拌反應(yīng)4h,密封靜置6天,過濾,洗滌,干燥,粉碎為粒徑≤30μm的顆粒,即得堿式氯化鎂;
1b.按照物質(zhì)的量的比2:1將金屬錫粉、三氧化二銻混合,再按照液體檸檬酸與金屬物質(zhì)的量比為2:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌25min,然后置于冰水浴中,然后滴加10mol/l硝酸溶液,直至形成穩(wěn)定透明溶液,再向透明溶液中滴加乙腈,待溶液由透明變?yōu)槿榘咨苣z狀時(shí),停止滴加乙腈,然后加入相當(dāng)于溶膠質(zhì)量15%的步驟1a制得的堿式氯化鎂,磁力攪拌3h,待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí),停止攪拌,靜置24h,10000r/min離心分離30min,棄去上層溶液,再加入無水乙醇,超聲洗滌,如此循環(huán)3次后,將凝膠于90℃烘干,研磨,過600目篩,然后將過篩后的粉體以3℃/min升溫至300℃,煅燒2h,再以2℃/min升溫至520℃,保溫3h,即得納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料;
1c.按照質(zhì)量比稱取1:12:0.15稱取乙酸鎂、四氯化鈦和苯甲酸乙酯;然后將經(jīng)100℃干燥過夜的乙酸鎂放入反應(yīng)器中,在95℃下抽真空脫水3h,然后加入四氯化鈦和苯甲酸乙酯,在45℃下攪拌反應(yīng)2.5h,產(chǎn)物濾出后用甲苯洗三次,室溫真空抽干,得催化劑,整個(gè)過程保證反應(yīng)器內(nèi)無水無氧;
1d.將反應(yīng)器經(jīng)丙烯抽排置換3次后,溫度控制在50℃,在磁力攪拌下按照體積比1:0.2:0.1依次加入甲苯、三乙基鋁和二苯基二甲氧基硅烷,通丙烯至溶解飽和后加入相當(dāng)于溶液質(zhì)量10%的納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料和4%的催化劑,攪拌反應(yīng)5h,然后用酸化乙醇終止反應(yīng),產(chǎn)物用乙醇洗滌干凈,過濾,70℃真空干燥,即得所需的阻燃pp;
(2)納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps的制備:
2a.按照摩爾比2:1將金屬錫粉、三氧化二銻混合,再按照液體檸檬酸與金屬摩爾比為2:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌20min,然后置于冰水浴中,然后滴加10mol/l硝酸溶液,直至形成穩(wěn)定透明溶液,再向透明溶液中滴加乙腈,待溶液由透明變?yōu)槿榘咨苣z狀時(shí),停止滴加乙腈,磁力攪拌3h,待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí),停止攪拌,靜置24h,離心分離,棄去上層溶液,再加入無水乙醇,超聲打漿洗滌,如此循環(huán)3次,即得凝膠a;
2b.按鋅鋁摩爾比為1:1將六水合硝酸鋅、六水合氯化鋁混合均勻,然后加入相當(dāng)于混合物質(zhì)量10倍的水中,磁力攪拌至鋅鹽和鋁鹽完全溶解后,再按照液體檸檬酸與陽離子摩爾比為1:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌使之與兩種金屬離子充分絡(luò)合,然后按照丙烯酰胺與陽離子摩爾比為8:1加入丙烯酰胺,磁力攪拌均勻,等溶液澄清后,按照液體亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酰胺摩爾比為1:4加入交聯(lián)劑亞甲基雙丙烯酰胺,磁力攪拌均勻,待為混合均勻、澄清的溶液時(shí),滴加25%氨水溶液調(diào)節(jié)溶液ph至2,水浴加熱至80℃,磁力攪拌反應(yīng)10min,透明溶液即會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨z體,即得凝膠b;
2c.將凝膠a與凝膠b混合,磁力攪拌均勻,然后在100℃干燥36h,研磨,過500目篩,然后將過篩后的粉體以4℃/min升溫至330℃,煅燒2h,再以3℃/min升溫至600℃,保溫3h,再以2℃/min升溫至840℃,保溫1h,即得納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料;
2d.按照質(zhì)量比1:0.1將苯乙烯與納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料混合,超聲分散10min,然后再加入相當(dāng)于苯乙烯質(zhì)量4倍的水,攪拌均勻后水浴加熱至75℃,再加入相當(dāng)于苯乙烯質(zhì)量2%的十二烷基硫酸鈉和0.3%的過硫酸銨,恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)5h,然后用10%al2(so4)3水溶液破乳得白色沉淀物,洗滌,抽濾3次,并于60-70℃真空干燥至恒重,即得所需的阻燃ps;
(3)阻燃pp/ps合金的制備:
按照質(zhì)量比6:1將納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp和納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps加入到高速混合機(jī)中,在3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合10min,再加入相當(dāng)于混合料質(zhì)量4%的相容劑sbs樹脂,在2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合15min,然后加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混,擠出造粒,即得所需的阻燃pp/ps合金。
步驟1a中所述的超聲功率為400w。
步驟1b中所述的錫粉粒徑為15μm;所述的超聲功率為250w。
步驟2a中所述的超聲功率為350w。
步驟2d中所述的超聲功率為450w。
步驟(3)中所述的雙螺桿擠出機(jī)加工溫度為220℃,螺桿轉(zhuǎn)速70r/min。
實(shí)施例2
一種納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂/納米鋁酸鋅復(fù)合阻燃改性pp/ps合金的方法,包括以下步驟:
(1)納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp的制備:
1a.將水氯鎂石加水?dāng)嚢柚瞥少|(zhì)量濃度為55%的水溶液,再在攪拌下加入菱苦土,使得mgo2、mgcl2的摩爾比控制在2:1,超聲分散2h,然后水浴至75℃,攪拌反應(yīng)3h,密封靜置7天,過濾,洗滌,干燥,粉碎為粒徑≤30μm的顆粒,即得堿式氯化鎂;
1b.按照物質(zhì)的量的比2.5:1將金屬錫粉、三氧化二銻混合,再按照液體檸檬酸與金屬物質(zhì)的量比為3:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌25min,然后置于冰水浴中,然后滴加10mol/l硝酸溶液,直至形成穩(wěn)定透明溶液,再向透明溶液中滴加乙腈,待溶液由透明變?yōu)槿榘咨苣z狀時(shí),停止滴加乙腈,然后加入相當(dāng)于溶膠質(zhì)量18%的步驟1a制得的堿式氯化鎂,磁力攪拌3.5h,待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí),停止攪拌,靜置36h,12000r/min離心分離25min,棄去上層溶液,再加入無水乙醇,超聲洗滌,如此循環(huán)4次后,將凝膠于100℃烘干,研磨,過700目篩,然后將過篩后的粉體以4℃/min升溫至320℃,煅燒3h,再以3℃/min升溫至550℃,保溫4h,即得納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料;
1c.按照質(zhì)量比稱取1:13:0.2稱取乙酸鎂、四氯化鈦和苯甲酸乙酯;然后將經(jīng)105℃干燥過夜的乙酸鎂放入反應(yīng)器中,在100℃下抽真空脫水2h,然后加入四氯化鈦和苯甲酸乙酯,在50℃下攪拌反應(yīng)2h,產(chǎn)物濾出后用甲苯洗三次,室溫真空抽干,得催化劑,整個(gè)過程保證反應(yīng)器內(nèi)無水無氧;
1d.將反應(yīng)器經(jīng)丙烯抽排置換3次后,溫度控制在55℃,在磁力攪拌下按照體積比1:0.3:0.2依次加入甲苯、三乙基鋁和二苯基二甲氧基硅烷,通丙烯至溶解飽和后加入相當(dāng)于溶液質(zhì)量12%的納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料和6%的催化劑,攪拌反應(yīng)6h,然后用酸化乙醇終止反應(yīng),產(chǎn)物用乙醇洗滌干凈,過濾,75℃真空干燥,即得所需的阻燃pp;
(2)納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps的制備:
2a.按照摩爾比2.5:1將金屬錫粉、三氧化二銻混合,再按照液體檸檬酸與金屬摩爾比為3:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌25min,然后置于冰水浴中,然后滴加10mol/l硝酸溶液,直至形成穩(wěn)定透明溶液,再向透明溶液中滴加乙腈,待溶液由透明變?yōu)槿榘咨苣z狀時(shí),停止滴加乙腈,磁力攪拌3.5h,待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí),停止攪拌,靜置36h,離心分離,棄去上層溶液,再加入無水乙醇,超聲打漿洗滌,如此循環(huán)4次,即得凝膠a;
2b.按鋅鋁摩爾比為1:1.5將六水合硝酸鋅、六水合氯化鋁混合均勻,然后加入相當(dāng)于混合物質(zhì)量12倍的水中,磁力攪拌至鋅鹽和鋁鹽完全溶解后,再按照液體檸檬酸與陽離子摩爾比為1.5:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌使之與兩種金屬離子充分絡(luò)合,然后按照丙烯酰胺與陽離子摩爾比為9:1加入丙烯酰胺,磁力攪拌均勻,等溶液澄清后,按照液體亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酰胺摩爾比為1:5加入交聯(lián)劑亞甲基雙丙烯酰胺,磁力攪拌均勻,待為混合均勻、澄清的溶液時(shí),滴加25%氨水溶液調(diào)節(jié)溶液ph至3,水浴加熱至85℃,磁力攪拌反應(yīng)8min,透明溶液即會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨z體,即得凝膠b;
2c.凝膠a與凝膠b混合,磁力攪拌均勻,然后在110℃干燥30h,研磨,過550目篩,然后將過篩后的粉體以5℃/min升溫至350℃,煅燒2.5h,再以4℃/min升溫至630℃,保溫3.5h,再以3℃/min升溫至860℃,保溫1.5h,即得納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料;
2d.按照質(zhì)量比1:0.15將苯乙烯與納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料混合,超聲分散12min,然后再加入相當(dāng)于苯乙烯質(zhì)量5倍的水,攪拌均勻后水浴加熱至80℃,再加入相當(dāng)于苯乙烯質(zhì)量2.5%的十二烷基硫酸鈉和0.5%的過硫酸銨,恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4h,然后用10%al2(so4)3水溶液破乳得白色沉淀物,洗滌,抽濾3次,并于65℃真空干燥至恒重,即得所需的阻燃ps;
(3)阻燃pp/ps合金的制備:
按照質(zhì)量比7:2將納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp和納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps加入到高速混合機(jī)中,在3500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合8min,再加入相當(dāng)于混合料質(zhì)量6%的相容劑sbs樹脂,在2500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合12min,然后加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混,擠出造粒,即得所需的阻燃pp/ps合金。
步驟1a中所述的超聲功率為300w。
步驟1b中所述的錫粉粒徑為18μm;所述的超聲功率為200w。
步驟2a中所述的超聲功率為300w。
步驟2d中所述的超聲功率為400w。
步驟(3)中所述的雙螺桿擠出機(jī)加工溫度為230℃,螺桿轉(zhuǎn)速75r/min。
實(shí)施例3
一種納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂/納米鋁酸鋅復(fù)合阻燃改性pp/ps合金的方法,包括以下步驟:
(1)納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp的制備:
1a.將水氯鎂石加水?dāng)嚢柚瞥少|(zhì)量濃度為60%的水溶液,再在攪拌下加入菱苦土,使得mgo2、mgcl2的摩爾比控制在3:1,超聲分散3h,然后水浴至80℃,攪拌反應(yīng)2h,密封靜置8天,過濾,洗滌,干燥,粉碎為粒徑≤30μm的顆粒,即得堿式氯化鎂;
1b.按照物質(zhì)的量的比3:1將金屬錫粉、三氧化二銻混合,再按照液體檸檬酸與金屬物質(zhì)的量比為4:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌30min,然后置于冰水浴中,然后滴加10mol/l硝酸溶液,直至形成穩(wěn)定透明溶液,再向透明溶液中滴加乙腈,待溶液由透明變?yōu)槿榘咨苣z狀時(shí),停止滴加乙腈,然后加入相當(dāng)于溶膠質(zhì)量20%的步驟1a制得的堿式氯化鎂,磁力攪拌4h,待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí),停止攪拌,靜置48h,15000r/min離心分離20min,棄去上層溶液,再加入無水乙醇,超聲洗滌,如此循環(huán)5次后,將凝膠于110℃烘干,研磨,過800目篩,然后將過篩后的粉體以5℃/min升溫至350℃,煅燒4h,再以4℃/min升溫至580℃,保溫5h,即得納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料;
1c.按照質(zhì)量比稱取1:14:0.25稱取乙酸鎂、四氯化鈦和苯甲酸乙酯;然后將經(jīng)110℃干燥過夜的乙酸鎂放入反應(yīng)器中,在105℃下抽真空脫水1h,然后加入四氯化鈦和苯甲酸乙酯,在55℃下攪拌反應(yīng)1.5h,產(chǎn)物濾出后用甲苯洗三次,室溫真空抽干,得催化劑,整個(gè)過程保證反應(yīng)器內(nèi)無水無氧;
1d.將反應(yīng)器經(jīng)丙烯抽排置換4次后,溫度控制在60℃,在磁力攪拌下按照體積比1:0.5:0.3依次加入甲苯、三乙基鋁和二苯基二甲氧基硅烷,通丙烯至溶解飽和后加入相當(dāng)于溶液質(zhì)量15%的納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料和8%的催化劑,攪拌反應(yīng)7h,然后用酸化乙醇終止反應(yīng),產(chǎn)物用乙醇洗滌干凈,過濾,80℃真空干燥,即得所需的阻燃pp;
(2)納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps的制備:
2a.按照摩爾比3:1將金屬錫粉、三氧化二銻混合,再按照液體檸檬酸與金屬摩爾比為4:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌30min,然后置于冰水浴中,然后滴加10mol/l硝酸溶液,直至形成穩(wěn)定透明溶液,再向透明溶液中滴加乙腈,待溶液由透明變?yōu)槿榘咨苣z狀時(shí),停止滴加乙腈,磁力攪拌4h,待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí),停止攪拌,靜置48h,離心分離,棄去上層溶液,再加入無水乙醇,超聲打漿洗滌,如此循環(huán)5次,即得凝膠a;
2b.按鋅鋁摩爾比為1:2將六水合硝酸鋅、六水合氯化鋁混合均勻,然后加入相當(dāng)于混合物質(zhì)量15倍的水中,磁力攪拌至鋅鹽和鋁鹽完全溶解后,再按照液體檸檬酸與陽離子摩爾比為2:1加入液體檸檬酸,磁力攪拌使之與兩種金屬離子充分絡(luò)合,然后按照丙烯酰胺與陽離子摩爾比為10:1加入丙烯酰胺,磁力攪拌均勻,等溶液澄清后,按照液體亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酰胺摩爾比為1:6加入交聯(lián)劑亞甲基雙丙烯酰胺,磁力攪拌均勻,待為混合均勻、澄清的溶液時(shí),滴加25%氨水溶液調(diào)節(jié)溶液ph至4,水浴加熱至90℃,磁力攪拌反應(yīng)10min,透明溶液即會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨z體,即得凝膠b;
2c.將凝膠a與凝膠b混合,磁力攪拌均勻,然后在120℃干燥36h,研磨,過600目篩,然后將過篩后的粉體以7℃/min升溫至370℃,煅燒3h,再以6℃/min升溫至650℃,保溫4h,再以4℃/min升溫至890℃,保溫2h,即得納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料;
2d.按照質(zhì)量比1:0.2將苯乙烯與納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料混合,超聲分散15min,然后再加入相當(dāng)于苯乙烯質(zhì)量6倍的水,攪拌均勻后水浴加熱至85℃,再加入相當(dāng)于苯乙烯質(zhì)量3%的十二烷基硫酸鈉和0.7%的過硫酸銨,恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h,然后用10%al2(so4)3水溶液破乳得白色沉淀物,洗滌,抽濾4次,并于60-70℃真空干燥至恒重,即得所需的阻燃ps;
(3)阻燃pp/ps合金的制備:
按照質(zhì)量比9:3將納米氧化錫銻/煅燒堿式氯化鎂復(fù)合材料阻燃改性pp和納米氧化錫銻/納米鋁酸鋅復(fù)合材料阻燃改性ps加入到高速混合機(jī)中,在4000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合5min,再加入相當(dāng)于混合料質(zhì)量8%的相容劑sbs樹脂,在3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合10min,然后加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混,擠出造粒,即得所需的阻燃pp/ps合金。
步驟1a中所述的超聲功率為200w。
步驟1b中所述的錫粉粒徑為20μm;所述的超聲功率為150w。
步驟2a中所述的超聲功率為250w。
步驟2d中所述的超聲功率為350w。
步驟(3)中所述的雙螺桿擠出機(jī)加工溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速80r/min。