[发明专利]一种磷化纤维插层改性尼龙材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种磷化纤维插层改性尼龙材料及其制备方法。

背景技术

由于尼龙具有良好的机械性能和加工性、耐热性、耐腐蚀性以及自润滑性等优点，其被广泛应用于电子通讯、纺织品、化工制造等各个领域。但是，尼龙也存在缺点，它的化学结构主要是碳和氢组成，尼龙是高度可燃的，在人们的日常生活和生产中存在潜在的火灾隐患，尼龙在燃烧过程中会产生大量有毒、有腐蚀性的烟气，在火灾中造成严重的后果。鉴于此，当前许多国家都十分重视尼龙的阻燃改性，致力于研制和生产各类阻燃剂；

近几年，随着国现阶段制造业高速发展，各行各业产品升级速度愈加频繁，对制品材质的性能提出了更高的要求，因此进一步提升尼龙的性能以及拓展其使用范围势在必行；同时随着人们的环保意识在不断加强，对尼龙的阻燃要求也日益严苛；目前为了提高尼龙的防火性能，往往会加入多种无机阻燃填料，这些填料容易在尼龙中形成团聚，造成成品的力学性能下降，同时，无机填料对于成品阻燃性能的提升较为单一，不能从多方面起到协同防火的效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中填料容易在尼龙中形成团聚，造成成品的力学性能下降，同时，无机填料对于成品阻燃性能的提升较为单一，不能从多方面起到协同防火的效果的问题，提供一种磷化纤维插层改性尼龙材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磷化纤维插层改性尼龙材料，它是由下述重量份的原料组成的：

可膨胀石墨18-20、硫化亚锡0.1-0.2、尼龙130-150、植物纤维25-30、氯化石蜡3-4、丙烯酰胺2-4、三氯化磷3-5、三钼酸铵0.4-1、烯丙基聚乙二醇3-5、硬脂酸镁1-2、吡啶硫酮锌0.5-1、马来酸酐10-16、甲基三乙氧基硅烷1-3、蓖麻酸钙0.4-1、蓖麻油酸1-2、过硫酸铵0.6-1、高锰酸钾3-5。

所述的植物纤维为剑麻纤维。

一种磷化纤维插层改性尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取植物纤维，加入到浓度为0.7-1mol/l的亚硫酸铵溶液中，搅拌2-3小时，加入蓖麻油酸，升高温度为60-65℃，保温搅拌30-40分钟，得活化纤维溶液；

（2）取蓖麻酸钙，加入到其重量10-17倍的无水乙醇中，加入氯化石蜡，在85-90℃下保温搅拌20-30分钟，加入甲基三乙氧基硅烷，搅拌至常温，得硅烷溶液；

（3）取三氯化磷，加入到其重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀，加入马来酸酐，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75-80℃，加入过硫酸铵，保温搅拌3-4小时，得磷化聚合物溶液；

（4）取上述活化纤维溶液、磷化聚合物溶液混合，搅拌均匀，送入到沸水浴中，保温搅拌1-2小时，出料，得磷化聚合物纤维溶液；

（5）取可膨胀石墨，加入到其重量10-14倍的、96-98%的硫酸溶液中，搅拌均匀，升高温度为46-50℃，加入高锰酸钾，保温搅拌6-9小时，过滤，将沉淀水洗，真空90-95℃下干燥完全，得膨胀氧化石墨；

（6）取膨胀氧化石墨，加入到其重量20-37倍的去离子水中，加入丙烯酰胺，超声10-20分钟，加入到上述磷化聚合物纤维溶液中，升高温度为65-70℃，保温搅拌3-4小时，得磷化纤维插层石墨烯溶液；

（7）取上述磷化纤维插层石墨烯溶液、硅烷溶液混合，搅拌均匀，加入烯丙基聚乙二醇、硫化亚锡，超声30-40分钟，蒸馏除去乙醇，在180-190℃下脱水1-2小时，常温干燥，得有机磷化纤维插层石墨烯；

（8）取上述有机磷化纤维插层石墨烯，与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却造粒，即得所述磷化纤维插层改性尼龙材料。

本发明的优点：