[发明专利]一种无卤低烟阻燃不饱和聚酯树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种无卤低烟阻燃不饱和聚酯树脂复合材料的制备方法，是在制备不饱和聚酯树脂的原料顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、丙二醇中添加了有机改性的无机微粒、可膨胀石墨、葡萄糖酸镁、多聚磷酸铵等，并按照特定的工艺制备而成。测试表明，当有机改性的无机微粒添加量为4%左右时，复合材料仍能保持优良的力学性能，能够有效的降低不饱和聚酯树脂复合材料在燃烧过程中的热释放，提高材料的高温热稳定性和残炭量，具有较高的氧指数（氧指数不低于24.5，水平垂直燃烧UL‑94V‑0级），无焰条件下最大烟密度在80以下，可广泛的应用于交通工具、建筑设施、电子电器及化学工业等众多领域。

技术领域

本发明涉及一种无卤低烟阻燃型不饱和聚酯树脂复合材料的制备方法，属于阻燃材料技术领域和高分子材料技术领域。

背景技术

不饱和聚酯树脂复合材料在第二次世界大战前处于研发阶段，大战期间首先在军用航空上得到应用，战后被推广到民用。自 1950 年开始，玻璃钢制品一直是不饱和聚酯树脂材料的主要用途，其次是被广泛应用与油漆涂料、纽扣、人造大理石、人造玛瑙、地板等等。不饱和聚酯树脂是由二元酸或酸酐与二元醇通过缩聚反应得到的具有一定分子量的含不饱和双键的线性高分子。其分子链上的双键可以在引发剂的存在下与各类烯烃进行共聚得到热固性树脂。不饱和聚酯树脂综合性能优异，具有良好的加工特性，可以在室温、常压下固化成型，在交通、电子电器、建筑、生活用品等领域有广泛的应用。

由于树脂本身的特殊的化学结构和易燃特性，传统不饱和聚酯树脂其极限氧指数（LOI）很低，燃烧时有熔融低落现象，且燃烧时伴随着大量黑烟和有毒气体，使其在很多领域受到限制。因此研究不饱和聚酯树脂材料本身的燃烧特性，提高材料的阻燃性一直是很多科研人员重点研究的方向。目前阻燃不饱和聚酯的制备主要有添加型和本征型这两种方法，前者是将阻燃填料与聚合物基体进行物理混合。这种方法的阻燃效果较好但是所需填料添加量高，并且与基体之间界面结合力较差，严重影响材料的其他性能。而本征型是在不饱和聚酯树脂结构内引入阻燃剂，其优点在于可以提高材料的阻燃性、减少火灾危险，并且对材料的机械性能没有太大的影响，甚至可以提高部分材料的机械性能。但这种方法成本高，对材料的抑烟能力提升不足。所以将二种方法结合起来能够有效的解决以上的问题，使其得到更广泛的应用。

现在市场上的卤系阻燃剂虽然具有高效的阻燃效果，但是含卤材料在燃烧时会释放大量烟雾和有毒气体，严重地危害到了人类的健康和财产安全，因此研制无卤、低烟、低毒环保型的阻燃剂是目前研究的热点。在无机阻燃剂中，氢氧化铝、氢氧化镁、坡缕石、层状双氢氧化物等由于其分解吸收热量大，分解后产生的氧化物可以覆盖在聚合物的表面，不仅可以起到隔绝空气的作用，同时分解产生的水蒸气也可以稀释可燃气体，起到一定的灭火作用，但是无机阻燃剂添加量大，与基体的相容性差，导致了聚合物材料的力学性能及机械性能大幅降低，所以对无机阻燃剂改性后不仅可以改善其在基体中的分散性，同时也可以提高基体的阻燃性。

发明内容

本发明的目的是针对不饱和聚酯树脂复合材料在实际应用中存在的问题，提供一种无卤低烟阻燃不饱和聚酯树脂复合材料的制备方法。

一、无卤低烟阻燃不饱和聚酯树脂复合材料的制备

本发明制备无卤低烟阻燃不饱和聚酯树脂复合材料的方法，包括以下步骤：

（1）无机微粒有机功能化

将无机微粒加入到有机酸的乙醇溶液中，在60~80℃下磁力搅拌6~10h，过滤，用无水乙醇重复洗涤，真空干燥，所得白色粉末状固体即为有机改性的无机微粒。

其中，无机微粒为粒径400~600nm的氢氧化镁、氢氧化铝、坡缕石、水滑石或蒙脱土；

有机酸为衣康酸、顺丁烯二酸、间苯二甲酸、己二酸；有机酸与无机微粒的质量比为1:1~1:6。

（2）不饱和聚酯树脂的合成