[发明专利]高阻燃耐高温水解多元生物基尼龙复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及生物基高分子复合材料领域，旨在提供一种高阻燃耐高温水解多元生物基尼龙复合材料的制备方法。包括：氧化石墨烯、1,5戊二胺、聚乙二醇400二胺水热反应得到胺化石墨烯；1,5‑戊二胺、6‑氨基‑6‑脱氧‑2,3,4,5‑四‑O‑甲基‑D‑葡萄糖酸、D‑葡萄糖醛酸、ω‑十一氨基酸、癸二胺反应得到混合物一；聚乙二醇200二胺、氨基纤维素、α,ω‑十三碳二胺、己二酸反应得到混合物二；混合物一、混合物二反应得到混合物三；胺化石墨烯、混合物三反应得到混合物四后，进行聚合反应得到复合材料。本发明将石墨烯较好地分散到多元生物基尼龙体系中获得特异的晶体结构和高熵特性，使材料具有高温稳定性及高化学稳定性的特点。产品具有高阻燃、高温耐水解性能。

技术领域

本发明属于生物基高分子复合材料领域，具体涉及一种高阻燃耐高温水解多元生物基尼龙复合材料的制备方法。

背景技术

尼龙产业对我国经济社会发展发挥着重要作用。尼龙66和尼龙6是工业工程应用最广泛的两种尼龙材料，其原料主要依赖于石油化工产业。随着能源日益枯竭以及石油价格居高不下，采用生物质资源及可再生原料制备的生物基尼龙成为必然发展趋势。此外，尼龙大多面临比较苛刻的使用环境，如高温高湿、高电压等。而尼龙材料的阻燃性能在实际应用中有至关重要的地位。但是尼龙的极限氧指数一般为24-28，仍属于可燃材料，其阻燃性需要进一步提升。同时，在高温高湿条件下，尼龙的耐水解性能也十分重要，否则在长期高温高湿条件下，会大大降低尼龙的性能，容易造成材料的失效。

传统的卤素阻燃剂具有较好的阻燃性能，但是卤素阻燃剂燃烧时产生有毒有害的气体，对人身体有较大伤害。因此卤素阻燃剂已经不符合人们对该类材料的环保要求。目前常用的无卤阻燃剂是以磷氮系阻燃剂为代表的无卤阻燃剂，但这种阻燃剂在塑料基体中分散较困难，且较大的添加量使得工程塑料基体难以加工，性能下降，成本提高，从而限制了其应用范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种高阻燃耐高温水解多元生物基尼龙复合材料的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种高阻燃耐高温水解多元生物基尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯、1,5戊二胺、聚乙二醇400二胺以1～3∶2～4∶3～5的质量比混合后，微波水热处理1～3小时；将混合物真空干燥24小时，得到胺化石墨烯；

(2)将1,5-戊二胺、6-氨基-6-脱氧-2,3,4,5-四-O-甲基-D-葡萄糖酸、D-葡萄糖醛酸、ω-十一氨基酸、癸二胺以摩尔比1～1.2∶0.5～0.7∶1～1.2∶1～1.2∶1～1.2溶解在水中，混合溶液的质量分数为20％～40％；将所得混合溶液置于高压反应釜中，控制反应温度135-175℃，反应压力1.5-3.5MPa；反应0.3～0.5h后泄压排出水蒸气，得到混合物一；

(3)将聚乙二醇200二胺、氨基纤维素、α,ω-十三碳二胺、己二酸以摩尔比1～1.2∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.9～1.1溶解于水中，混合溶液的质量分数为20％～40％；将所得混合溶液置于高压反应釜中，控制反应温度120℃～140℃，反应压力3-5MPa；反应1-2h后泄压排出水蒸气，得到混合物二；

(4)按质量比1∶1取步骤(2)所得混合物一与步骤(3)所得混合物二，加入乙二醇/水质量比为1∶1的溶液中，混合溶液的质量分数为20％～40％；将所得混合溶液置于高压反应釜中，控制反应温度155-195℃，反应压力1-3Mpa；反应2-4h后泄压排出水蒸气，得到混合物三；

(5)将步骤(1)所得胺化石墨烯与步骤(4)所得混合物三以质量比1～3∶20～30混合并搅拌均匀，所得混合物加入反应釜中；加热至95-125℃，同时通入惰性气体并加压至0.05-0.35MPa，在机械搅拌条件下反应1-2h，得到混合物四；