• / 20
  • 下載費用:30 金幣  

一種POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料的制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510422928.3

申請日:

2015.07.17

公開號:

CN104987349A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C07F 7/21申請日:20150717|||公開
IPC分類號: C07F7/21; C08K5/549 主分類號: C07F7/21
申請人: 廣西經正科技開發有限責任公司; 廣西大學; 南寧沃森生態生物科技有限公司
發明人: 黃映恒; 羅春林; 韋菲; 覃筱燕; 李燕; 侯蕾; 覃金鳳; 陳清
地址: 530007廣西壯族自治區南寧市西鄉塘區科園大道31號財智時代公寓B-1310號
優先權:
專利代理機構: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248 代理人: 胡吉科
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510422928.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.02.02|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料的制備方法,步驟A:將三氯甲基硅烷和丙酮加入磁力攪拌水浴槽中,加熱攪拌,邊攪拌邊將蒸餾水滴加入混合溶液中;步驟B:升溫保持回流;步驟C:得到均勻分散的改性金屬堿性氧化物懸浮液;步驟D:步驟B回流反應到總時間六分之五時,將金屬堿性氧化物均勻懸浮液緩慢滴加入回流反應溶液中,繼續回流反應剩余六分之一的時間;步驟E:將步驟D得到的混合溶液過濾后真空干燥,得到POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料。本發明的有益效果:充分發揮了多面體籠型倍半硅氧烷和金屬堿性氧化物之間的協同作用,較單獨添加多面體籠型倍半硅氧烷或者改性和未改性的金屬堿性氧化物的阻燃性有大幅提高。

權利要求書

權利要求書
1.  一種POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料的制備方法,其特征在于,包括以下幾個步驟:
步驟A:將三氯甲基硅烷和丙酮加入到具有回流裝置容器的恒溫磁力攪拌水浴槽中,加熱攪拌,得到均勻混合溶液,然后一邊攪拌一邊將蒸餾水滴加入混合溶液中;
步驟B:升溫保持回流;
步驟C:乙醇為溶劑,配制γ―氨丙基三乙氧基硅烷溶液,將金屬堿性氧化物和配制好的γ―氨丙基三乙氧基硅烷溶液攪拌,然后再將改性好的金屬堿性氧化物溶液,超聲振蕩,使金屬堿性氧化物充分分散在溶液中,最后得到均勻分散的改性金屬堿性氧化物懸浮液;
步驟D:步驟B回流反應到總時間六分之五時,將金屬堿性氧化物均勻懸浮液緩慢滴加入回流反應溶液中,繼續回流反應剩余六分之一的時間;
步驟E:將步驟D得到的混合溶液過濾后真空干燥,得到POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料。

2.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟B得到不完全縮合七甲基三羥基七聚倍半硅氧烷,其結構式為:
所述金屬堿性氧化物采用氧化鈣或者氧化鎂。

3.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟A中,三氯甲基硅烷與丙酮的體積比為1:6.5~7.5,三氯甲基硅烷與蒸餾水的體積比為1:4~5。

4.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟A中,攪拌溫度為50℃~ 55℃,攪拌時間為15~30min,蒸餾水滴加時間為30~40min。

5.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟B中,回流的溫度為65℃~70℃,時間為20~24h。

6.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟C中,γ―氨丙基三乙氧基硅烷的濃度為0.1~0.4mol/L。

7.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟C中,按質量比1:20~30的比例,稱金屬堿性氧化物和KH550溶液。

8.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟C中,磁力攪拌1~2h,超聲振蕩15~30min。

9.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟D中,按三氯甲基硅烷與改性后的金屬堿性氧化物均勻懸浮液的體積比為1:3~5的比例量取改性后的金屬堿性氧化物均勻懸浮液。

10.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟E中,真空干燥的溫度為70℃~80℃,時間為2~3h。

說明書

說明書一種POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料的制備方法
技術領域
本發明涉及一種POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料的制備方法。
背景技術
多面體籠型倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes,POSS)是由無機核Si-O-Si骨架及圍繞在無機核周圍的有機“臂”R構成,具有三維多面體結構,是新型有機/無機雜化材料和新型環境友好材料。由于POSS無機核Si-O-Si骨架的特殊結構,因而一般都具有非常還的耐熱性,受熱后的殘余物為SiO2,且含量非常高,能賦予高分子復合材料優良的熱穩定性能,可以用于改善聚合物的阻燃性。而有機“臂”R,可以通過物理作用和化學鍵合等途徑,改善POSS和高分子聚合物之間的相容性,使POSS復合材料能夠在高分子聚合物材料中能夠均勻分散。
不完全縮合七甲基三羥基七聚倍半硅氧烷的結構式為:

近年來,以塑料為主的高分子材料廣泛應用于電子電器、交通運輸、建筑、通訊電纜、航空航天等各個領域。但由于高分子材料主要是由碳、氫元素組成,大多數是極易燃燒的。如果不考慮高分子材料的阻燃性,往往會造成火災等損失較大的事故,給人們的日常生活以及國家的財產造成極大的損失。為了降低高分子材料的易燃性,防止火災事故,減少經濟損失的同時還要做到綠色環保,所以環境友好型的阻燃劑越來越受到人們的重視,同時環境友好型的阻燃劑也是阻燃技術發展的必然趨勢
目前,在現有的常用阻燃劑中,含氯或溴等鹵素阻燃劑,在市場上占有相當大的比例。其阻燃效率高、用量少,對材料的性能影響小。然而,研究表明這類阻燃劑的使用會對環境造成污染,不符合歐盟出臺的RoHS禁令。隨著人們環保意識的增強,環境 友好型阻燃劑研究和開發已成為阻燃技術的一大熱點。其中,硅系阻燃劑就是綠色阻燃劑之一。多面體籠型倍半硅氧烷是一種新型的有機/無機雜化的硅系阻燃劑,具有無毒、耐高溫、耐腐蝕等優點,既是一種成煙型抑制劑,又是一種無鹵阻燃劑。添加到高分子材料中的POSS阻燃劑,燃燒達到一定溫度時POSS的“籠型”結構開始丟失,生成的SiO2、SiOxCy、SiC等炭化物具有隔氧絕熱效果,在抑制高分子材料燃燒擴散過程起到很好的作用。同時,由于POSS單體本身具有較高的熱穩定性,再加上納米尺寸效應,使得POSS單體與高分子材料結合得比較緊密,這樣就限制了高分子材料鏈的運動,從而就更加提高了高分子材料的阻燃性能。但是,POSS合成制備的工藝復雜,水解反應過程很難控制,生產成本高,阻礙了POSS大規模工業化生產和實用化進程。
氧化鎂(MgO)是最穩定的氧化物之一,具有高度耐火絕緣性能,熔點可達到2852℃,來源方便、價廉高效,所以,氧化鎂的主要用途之一就是在塑料和橡膠工業中常被用來作為阻燃劑,可以作為添加型阻燃劑,適用于環氧樹脂,聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。氧化鎂阻燃劑的開發、生產和應用是符合世界阻燃劑低煙霧、低毒性和無公害的標準的,屬于環境友好型阻燃劑。我國鎂資源十分豐富,是世界上生產鎂化合物的主要國家之一,如果能將氧化鎂作為阻燃劑的用途開發出來,那么必將大大推動我國豐富鎂資源的綜合利用。
氧化鈣(CaO)是最穩定的氧化物之一,來源方便、價廉高效,在塑料和橡膠工業中常被用來作為吸水性填料和消泡劑,可以提高熱熔膠的剝離強度和流動性以及提高塑料制品的物理強度,使塑料制品的表面沒有水泡現象,沒有魚鱗狀且光澤較好;同時,它的熔點可達到2572℃,具有耐火度高,抗熱震性好以及抗渣性好等優點,是制備耐火材料的最佳材料之一。所以氧化鈣可以作為添加型阻燃劑,適用于環氧樹脂,聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。
目前,國內外相關報道的POSS應用于高分子材料阻燃方面多集中在單一的POSS單體添加到高分子材料中,幾乎沒有資料報道經過表面改性的氧化鎂(MgO)和氧化鈣(CaO)添添加到高分子材料當中作為阻燃劑。同時,將POSS和氧化鎂與氧化鈣制備成“POSS/MgO復合阻燃材料”或者“POSS/CaO復合阻燃材料”的文獻和專利至今也未見報道。
發明內容
本發明提供一種POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料的制備方法,包括以 下幾個步驟:
步驟A:將三氯甲基硅烷和丙酮加入到具有回流裝置容器的恒溫磁力攪拌水浴槽中,加熱攪拌,得到均勻混合溶液,然后一邊攪拌一邊將蒸餾水滴加入混合溶液中;
步驟B:升溫保持回流;
步驟C:乙醇為溶劑,配制γ―氨丙基三乙氧基硅烷溶液,將金屬堿性氧化物和配制好的γ―氨丙基三乙氧基硅烷溶液攪拌,然后再將改性好的金屬堿性氧化物溶液,超聲振蕩,使金屬堿性氧化物充分分散在溶液中,最后得到均勻分散的改性金屬堿性氧化物懸浮液;
步驟D:步驟B回流反應到總時間六分之五時,將金屬堿性氧化物均勻懸浮液緩慢滴加入回流反應溶液中,繼續回流反應剩余六分之一的時間;
步驟E:將步驟D得到的混合溶液過濾后真空干燥,得到POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料。
優選的,所述步驟B得到不完全縮合七甲基三羥基七聚倍半硅氧烷,其結構式為:
所述金屬堿性氧化物采用氧化鈣或者氧化鎂。
優選的,所述步驟A中,三氯甲基硅烷與丙酮的體積比為1:6.5~7.5,三氯甲基硅烷與蒸餾水的體積比為1:4~5。
優選的,攪拌溫度為50℃~55℃,攪拌時間為15~30min,蒸餾水滴加時間為30~40min。
優選的,所述步驟B中,回流的溫度為65℃~70℃,時間為20~24h。
優選的,所述步驟C中,γ―氨丙基三乙氧基硅烷的濃度為0.1~0.4mol/L。
優選的,所述步驟C中,按質量比1:20~30的比例,稱金屬堿性氧化物和KH550溶液。
優選的,所述步驟C中,磁力攪拌1~2h,超聲振蕩15~30min。
優選的,所述步驟D中,按三氯甲基硅烷與改性后的金屬堿性氧化物均勻懸浮液的體積比為1:3~5的比例量取改性后的金屬堿性氧化物均勻懸浮液。
優選的,所述步驟E中,真空干燥的溫度為70℃~80℃,時間為2~3h。
本發明的有益效果:提出的一種多面體籠型倍半硅氧烷與金屬堿性氧化物復合阻燃材料屬于無鹵阻燃體系,充分發揮了多面體籠型倍半硅氧烷和金屬堿性氧化物之間的協同作用,較單獨添加多面體籠型倍半硅氧烷或者改性和未改性的金屬堿性氧化物的阻燃性有大幅提高。
附圖說明
圖1是具體實施例7經步驟六得到的POSS材料與氧化鎂復合阻燃材料的傅里葉紅外光譜的掃描圖譜。
圖2是具體實施例7經步驟六得到的POSS材料氧化鎂復合阻燃材料的XRD圖譜。
圖3是具體實施例7經步驟六得到的POSS材料氧化鎂復合阻燃材料的XRD圖譜與POSS材料、氧化鎂的XRD標準圖譜的對比圖。
圖4是具體實施例7'經步驟六得到的POSS材料與氧化鈣復合阻燃材料的傅里葉紅外光譜的掃描圖譜。
圖5是具體實施例7'經步驟六得到的POSS材料與氧化鈣復合阻燃材料的XRD圖譜。
圖6是具體實施例7'經步驟六得到的POSS材料與氧化鈣復合阻燃材料的XRD圖譜與POSS材料、氧化鈣的XRD標準圖譜的對比圖。
具體實施方式
下面結合附圖,對本發明的較優的實施例作進一步的詳細說明:
實施例1
一種POSS材料與氧化鎂復合阻燃材料的制備方法按以下步驟進行:
一、按三氯甲基硅烷與丙酮的體積比為1:6.5~7.5、三氯甲基硅烷與蒸餾水的體積比為1:4~5的比例稱取三氯甲基硅烷、丙酮以及蒸餾水;
二、先將步驟一稱取的三氯甲基硅烷和丙酮加入到具有回流裝置容器的恒溫磁力攪拌水浴槽中,在50℃~55℃條件下,磁力攪拌15~30min,得到均勻混合溶液,然后再在磁力攪拌條件下,將步驟一稱取的蒸餾水緩慢滴加入混合溶液中,滴加時間為30~40min;
三、升溫至溫度為65℃~70℃并計時保持回流總時間為20~24h;
四、以乙醇為溶劑,配制濃度為0.1~0.4mol/L的γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)溶液,按質量比1:20~30的比例,稱MgO和KH550溶液,將稱取好的MgO和配制好的KH550溶液加入到燒杯中,在常溫下,磁力攪拌1~2h,然后再將改性好的MgO溶液置于超聲波清洗儀中,超聲振蕩15~30min,使MgO充分分散在溶液中,最后得到均勻分散的改性MgO懸浮液;
五、回流反應到總時間六分之五時,按三氯甲基硅烷與改性后的MgO均勻懸浮液的體積比為1:3~5的比例量取改性后的MgO均勻懸浮液,緩慢滴加入回流反應溶液中,繼續回流反應剩余六分之一的時間;
六、將步驟五得到的混合溶液過濾后在70℃~80℃條件下真空干燥2~3h,得到POSS材料與氧化鎂復合阻燃材料。
實施例2
本實施方式與實施例1不同的是步驟一中按三氯甲基硅烷與丙酮的體積比為1:7、三氯甲基硅烷與蒸餾水的體積比為1:4.5的比例稱取三氯甲基硅烷、丙酮以及蒸餾水.其他與實施例1相同。
實施例3
本實施方式與實施例2不同的是步驟二中在55℃水浴條件下,磁力攪拌20min,添加蒸餾水的時間為35min。其他與實施例2相同。
實施例4
本實施方式與實施例3不同的是步驟三中升溫至65℃,并計時保持回流總時間為24h,其他與實施例3相同。
實施例5
本實施方式與實施例4不同的是步驟四中以乙醇為溶劑,配制濃度為0.3mol/L的γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)溶液,按質量比1:25的比例,稱MgO和KH550溶液,將稱取好的MgO和配制好的KH550溶液加入到燒杯中,在常溫下,磁力攪拌1.5h, 然后再將改性好的MgO溶液置于超聲波清洗儀中,超聲振蕩20min,使MgO充分分散在溶液中,最后得到均勻分散的改性MgO懸浮液,其他的與實施例4相同。
實施例6:本實施方式與實施例5不同的是步驟五中回流反應到20h時,按三氯甲基硅烷與改性后的MgO均勻懸浮液的體積比為1:4的比例量取改性后的MgO均勻懸浮液,緩慢滴加入回流反應溶液中,繼續回流反應4h,其他的與實施例5相同。
實施例7
本實施方式與實施例6不同的是步驟六中得到的混合溶液過濾后在80℃條件下真空干燥2h。其他與實施例6相同。
圖1是具體實施例7經步驟六得到的POSS材料與氧化鎂復合阻燃材料的傅里葉紅外光譜的掃描圖譜。從圖譜中可以看出POSS材料的骨架Si-O-Si鍵的特征吸收峰出現在1110cm-1處,1030cm-1和856cm-1兩處是倍半硅氧烷籠型骨架Si-O-Si的特殊振動吸收峰,2982cm-1、2910cm-1兩處分別是C—H的伸縮振動和搖擺振動吸收峰,1273cm-1處是Si-CH3的特征峰,771cm-1處是Si-CH3的Si-C彎曲振動吸收峰。所以從傅里葉紅外光譜圖譜說明合成的“POSS/MgO復合阻燃材料”中含有大量的POSS材料,并且POSS材料的Si-O-Si籠型結構很明顯。
圖2是具體實施例7經步驟六得到的POSS材料氧化鎂復合阻燃材料的XRD圖譜。圖3是具體實施例7經步驟六得到的POSS材料氧化鎂復合阻燃材料的XRD圖譜與POSS材料、氧化鎂的XRD標準圖譜的對比圖。從圖譜中可以看出在2θ=10.61,14.10,21.18,22.80,24.80,25.68,32.14和32.77處出現晶體衍射峰,說明“POSS/MgO復合阻燃材料”是具有一定晶體結構并且以晶體形式存在的。其中2θ=10.61處的晶體衍射峰最為尖銳明顯,該峰是典型的POSS材料的無機Si-O-Si籠型結構的特征衍射峰,晶面d的計算值與POSS材料Si-O-Si籠型結構的尺寸相近;同時,MgO的一部分特征衍射峰出現在2θ=24.80,25.68,32.14和32.77處。所以從XRD圖譜進一步說明了合成的“POSS/MgO復合阻燃材料”中既有POSS材料的Si-O-Si籠型結構,也有MgO的存在。從而說明已經成功合成了“POSS/MgO復合阻燃材料”。
實施例8~25:
對比例1以及實施例8~25的制備工藝:首先,將100~150g的PC原料在小型粉碎機里面粉碎3~5分鐘,然后按照配方(見表1)先后加入抗氧化劑丁基羥基茴香醚(BHA)、不完全縮合七甲基三羥基七聚倍半硅氧烷、氧化鎂、實施例7制備的“POSS/MgO復合阻燃材料”原料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂,機械混合均勻后,將混合好的原料于245℃~255℃加入到微型雙螺桿擠出機,塑化擠出的漿料置于微型注塑機,用相應的模具注塑出氧指數測試試樣和垂直燃燒等級測試試樣。測試標準見表3。
對比例1與實施例8~25中基于POSS/MgO復合阻燃材料的PC的阻燃性能如表2所示。測試標準見表3。實施例8~25分為三組,實施例8~13為一組,分別加入質量分數為2%的POSS、MgO、POSS/MgO復合阻燃材料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂;實施例14~19為一組,分別加入質量分數為4%的POSS、MgO、POSS/MgO復合阻燃材料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂;實施例20~25為一組,分別加入質量分數為6%的POSS、MgO、POSS/MgO復合阻燃材料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂。阻燃性能測試結果表明,在添加相同量的POSS、MgO、POSS/MgO復合阻燃材料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂時,POSS/MgO復合阻燃材料的阻燃效果更好,同時,隨著添加量的增加,POSS/MgO復合阻燃材料對PC基體的阻燃性能提高得更多更明顯,進一步說明POSS/MgO復合阻燃材料的阻燃效果更好。
表1阻燃PC配方/(重量份)


表2阻燃PC的阻燃性能
測試項目極限氧指數(LOI)阻燃性(3.2mm)對比例127.50%燃燒實施例829.35%V-0實施例929.40%V-0實施例1030.86%V-0實施例1129.63%V-0實施例1229.57%V-0實施例1329.80%V-0實施例1430.90%V-0實施例1530.87%V-0實施例1631.95%V-0實施例1730.30%V-0實施例1830.40%V-0實施例1930.60%V-0實施例2032.34%V-0實施例2132.10%V-0實施例2233.50%V-0實施例2332.35%V-0實施例2432.40%V-0實施例2532.60%V-0
表3測試標準
測試項目測試標準極限氧指數(LOI)GB/T2406.2-2009垂直燃燒等級UL-94
實施例1'
本實施方式的一種多POSS材料與氧化鈣復合阻燃材料的制備方法按以下步驟進行:
一、按三氯甲基硅烷與丙酮的體積比為1:6.5~7.5、三氯甲基硅烷與蒸餾水的體積比為1:4~5的比例稱取三氯甲基硅烷、丙酮以及蒸餾水;
二、先將步驟一稱取的三氯甲基硅烷和丙酮加入到具有回流裝置容器的恒溫磁力攪拌水浴槽中,在50℃~55℃條件下,磁力攪拌15~30min,得到均勻混合溶液,然后再在磁力攪拌條件下,將步驟一稱取的蒸餾水緩慢滴加入混合溶液中,滴加時間為30~40min;
三、升溫至溫度為65℃~70℃并計時保持回流總時間為20~24h;
四、以乙醇為溶劑,配制濃度為0.1~0.4mol/L的γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)溶液,按質量比1:20~30的比例,稱CaO和KH550溶液,將稱取好的CaO和配制好的KH550溶液加入到燒杯中,在常溫下,磁力攪拌1~2h,然后再將改性好的CaO溶液置于超聲波清洗儀中,超聲振蕩15~30min,使CaO充分分散在溶液中,最后得到均勻分散的改性CaO懸浮液;
五、回流反應到總時間六分之五時,按三氯甲基硅烷與改性后的CaO均勻懸浮液的體積比為1:3~5的比例量取改性后的CaO均勻懸浮液,緩慢滴加入回流反應溶液中,繼續回流反應剩余六分之一的時間;
六、將步驟五得到的混合溶液過濾后在70℃~80℃條件下真空干燥2~3h,得到POSS材料與氧化鈣復合阻燃材料。
實施例2'
本實施方式與實施例1'不同的是步驟一中按三氯甲基硅烷與丙酮的體積比為1:7、三氯甲基硅烷與蒸餾水的體積比為1:4.5的比例稱取三氯甲基硅烷、丙酮以及蒸餾水.其他與實施例1相同。
實施例3'
本實施方式與實施例2'不同的是步驟二中在55℃水浴條件下,磁力攪拌20min,添加蒸餾水的時間為35min。其他與實施例2相同。
實施例4'
本實施方式與實施例3'不同的是步驟三中升溫至65℃,并計時保持回流總時間為24h,其他與實施例3'相同。
實施例5'
本實施方式與實施例4'不同的是步驟四中以乙醇為溶劑,配制濃度為0.3mol/L的 γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)溶液,按質量比1:25的比例,稱CaO和KH550溶液,將稱取好的CaO和配制好的KH550溶液加入到燒杯中,在常溫下,磁力攪拌1.5h,然后再將改性好的CaO溶液置于超聲波清洗儀中,超聲振蕩20min,使CaO充分分散在溶液中,最后得到均勻分散的改性CaO懸浮液,其他的與實施例4'相同。
實施例6'
本實施方式與實施例5'不同的是步驟五中回流反應到20h時,按三氯甲基硅烷與改性后的CaO均勻懸浮液的體積比為1:4的比例量取改性后的CaO均勻懸浮液,緩慢滴加入回流反應溶液中,繼續回流反應4h,其他的與實施例5'相同。
實施例7'
本實施方式與實施例6'不同的是步驟六中得到的混合溶液過濾后在80℃條件下真空干燥2h。其他與實施例6'相同。
圖4是具體實施例7'經步驟六得到的POSS材料與氧化鈣復合阻燃材料的傅里葉紅外光譜的掃描圖譜。從圖譜中可以看出POSS材料的骨架Si-O-Si鍵的特征吸收峰出現在1115cm-1處,1030cm-1和856cm-1兩處是倍半硅氧烷籠型骨架Si-O-Si的特殊振動吸收峰,2976cm-1、2897cm-1兩處分別是C—H的伸縮振動和搖擺振動吸收峰,1273cm-1處是Si-CH3的特征峰,771cm-1處是Si-CH3的Si-C彎曲振動吸收峰。所以從傅里葉紅外光譜圖譜說明合成的“POSS/CaO復合阻燃材料”中含有大量的POSS材料,并且POSS材料的Si-O-Si籠型結構很明顯。
圖5是具體實施例7'經步驟六得到的POSS材料與氧化鈣復合阻燃材料的XRD圖譜。圖6是具體實施例7'經步驟六得到的POSS材料與氧化鈣復合阻燃材料的XRD圖譜與POSS材料、氧化鈣的XRD標準圖譜的對比圖。從圖譜中可以看出在2θ=10.61,14.10,21.18,22.70,24.80,25.68,32.00,32.77和40.77處出現晶體衍射峰,說明“POSS/CaO復合阻燃材料”是具有一定晶體結構并且以晶體形式存在的。其中2θ=10.61處的晶體衍射峰最為尖銳明顯,該峰是典型的POSS材料的無機Si-O-Si籠型結構的特征衍射峰,晶面d的計算值與POSS材料Si-O-Si籠型結構的尺寸相近;同時,CaO的一部分特征衍射峰出現在2θ=24.80,25.68,32.14,32.77和40.77處。所以從XRD圖譜進一步說明了合成的“POSS/CaO復合阻燃材料”中既有POSS材料的Si-O-Si籠型結構,也有CaO的存在。從而說明已經成功合成了“POSS/CaO復合阻燃材料”。
實施例8'~25':
對比例1以及實施例8~25的制備工藝:首先,將100~150g的PC原料在小型粉碎機里面粉碎3~5分鐘,然后按照配方(見表1)先后加入抗氧化劑丁基羥基茴香醚 (BHA)、不完全縮合七甲基三羥基七聚倍半硅氧烷、氧化鈣、實施例7'制備的“POSS/CaO復合阻燃材料”原料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂,機械混合均勻后,將混合好的原料于245℃~255℃加入到微型雙螺桿擠出機,塑化擠出的漿料置于微型注塑機,用相應的模具注塑出氧指數測試試樣和垂直燃燒等級測試試樣。測試標準見表4。
對比例1'與實施例8'~25'中基于POSS/CaO復合阻燃材料的PC的阻燃性能如表5所示。測試標準見表3。實施例8'~25'分為三組,實施例8'~13'為一組,分別加入質量分數為2%的POSS、CaO、POSS/CaO復合阻燃材料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂;實施例14'~19'為一組,分別加入質量分數為4%的POSS、CaO、POSS/CaO復合阻燃材料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂;實施例20'~25'為一組,分別加入質量分數為6%的POSS、CaO、POSS/CaO復合阻燃材料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂。阻燃性能測試結果表明,在添加相同量的POSS、CaO、POSS/CaO復合阻燃材料、硼酸鋅、氫氧化鋁以及氫氧化鎂時,POSS/CaO復合阻燃材料的阻燃效果更好,同時,隨著添加量的增加,POSS/CaO復合阻燃材料對PC基體的阻燃性能提高得更多更明顯,進一步說明POSS/CaO復合阻燃材料的阻燃效果更好。
表4阻燃PC配方/(重量份)


表5阻燃PC的阻燃性能
測試項目極限氧指數(LOI)阻燃性(3.2mm)對比例127.50%燃燒實施例829.30%V-0實施例929.50%V-0實施例1030.88%V-0實施例1129.63%V-0實施例1229.55%V-0實施例1329.80%V-0實施例1430.91%V-0實施例1530.85%V-0實施例1631.90%V-0實施例1730.60%V-0實施例1830.40%V-0實施例1930.70%V-0實施例2032.40%V-0實施例2132.30%V-0實施例2233.50%V-0實施例2332.30%V-0實施例2432.28%V-0實施例2532.60%V-0
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明,不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說, 在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬于本發明的保護范圍。

關 鍵 詞:
一種 POSS 材料 金屬 堿性氧化物 復合 阻燃 制備 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種POSS材料與金屬堿性氧化物復合阻燃材料的制備方法.pdf
鏈接地址:http://www.rgyfuv.icu/p-6381479.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
山东11选5中奖结果走势图