[发明专利]一种新型气凝胶增强尼龙隔热复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合新材料领域，具体涉及一种新型气凝胶增强尼龙隔热复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种，具有很强的生命力，主要在于它改性后实现高性能化，其次是汽车、电器、通讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈，相关产业的飞速发展，促进了工程塑料高性能化的进程，而用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增，绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视，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；

由此可见提升尼龙的阻燃等级不仅可以大大拓展材料的应用范围，更是提升了材料的安全系数，对于保障社会生产资料和人民的生命财产安全具有重要意义；而为了不断提高尼龙的阻燃性能，在其中添加石墨烯、碳纳米管、二氧化硅、滑石粉等各类无机阻燃剂，但是这些无机阻燃剂容易造成团聚，降低成品的稳定性强度。

发明内容

本发明的目的在于改善无机阻燃剂在尼龙中的分散性，降低团聚，提高成品的稳定性强度和防火性能，提供一种新型气凝胶增强尼龙隔热复合材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型气凝胶增强尼龙隔热复合材料及其制备方法，包括以下步骤：

(1)取3-4重量份的6-羟基-2-萘甲酸，加入到其重量110-140倍的去离子水中，搅拌均匀，加入0.3-1重量份的氰尿酸锌，升高温度为70-75℃，加入14-20重量份的二氧化硅气凝胶，保温搅拌50-60分钟，得羧基化凝胶溶液；

(2)取4-5重量份的苄基三苯基氯化膦，加入到其重量17-20倍的去离子水中，搅拌均匀，加入0.8-2重量份的N,N-二乙基苯胺，升高温度为90-95℃，保温搅拌10-20分钟，加入0.1-0.3重量份的无水氯化铝，搅拌至常温，得膦胺溶液；

(3)取10-13重量份的钙沸石，在700-800℃下煅烧1-2小时，冷却至常温，与1-2重量份的碳酸氢钠混合，球磨均匀，加入到上述羧基化凝胶溶液中，超声10-15分钟，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得钙沸石凝胶；

(4)取4-6重量份的二苯基硅二醇，送入到80-85℃的恒温水浴中，保温4-9分钟，加入上述钙沸石凝胶，保温搅拌10-20分钟，出料，与2-3重量份的六溴环十二烷混合，搅拌均匀，得阻燃钙沸石凝胶；

(5)取上述阻燃钙沸石凝胶，与0.4-1重量份的稳定剂混合，送入到反应釜中，调节反应釜温度为100-110℃，保温反应1-2小时，出料，与1-3重量份的三硬脂酸甘油酯混合，搅拌至常温，得酯化阻燃钙沸石凝胶；

(6)将上述酯化阻燃钙沸石凝胶、膦胺溶液混合，搅拌均匀，加入1-2重量份的三聚氰胺，升高温度为56-60℃，磁力搅拌20-30分钟，过滤，将沉淀水洗，真空90-100℃下干燥1-2小时，得磷酯化阻燃钙沸石凝胶；

(7)取上述磷酯化阻燃钙沸石凝胶，与2-3重量份的季戊四醇、0.8-1重量份的单丁基氧化锡、4-5重量份的增塑剂、140-160重量份的尼龙6混合，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述气凝胶增强尼龙材料。

所述的稳定剂为二盐基亚磷酸铅、环烷酸锌中的一种或两种的混合物，当为两种的混合物时，二盐基亚磷酸铅、环烷酸锌的重量比为3-4:1-2。

所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、氯化石蜡中的一种。

本发明的有益效果是，本发明采用6-羟基-2-萘甲酸处理二氧化硅气凝胶，得到羧基化凝胶，然后与钙沸石混合，得到复合凝胶，然后与六溴环十二烷共混，得到阻燃复合凝胶，然后与二苯基硅二醇共混，高温酯化，得到酯化阻燃钙沸石凝胶，然后与含有苄基三苯基氯化膦的水溶液混合，得到磷酯化阻燃钙沸石凝胶，其通过表面有机化，能够有效的降低团聚，提高其与尼龙的相容性，增强了成品材料的稳定性强度，同时钙沸石、二氧化硅气凝胶、六溴环十二烷能够起到协同阻燃的效果，增加了成品材料燃烧后的碳层面积，有效的起到了气相阻隔的效果，增强了材料的防火性能，同时采用苄基三苯基氯化膦处理酯化溶胶，能够在燃烧时可以通过脱水催化成碳，进一步提高了成品的阻燃防火性能。

具体实施方式