[发明专利]一种无卤阻燃复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种无卤阻燃复合材料，包括以下重量份的组分：改性稻壳粉25~40份、改性甘蔗渣27~46份、对二乙炔基苯10~20份、硼酸三乙酯5~10份、有机硅氧树脂80~100份、氢氧化镁10~20份、氢氧化铝10~20份和偶联剂1~4份等；其制备方法为：（1）按配方称取对二乙炔基苯、硼酸三乙酯和有机硅氧树脂，熔融；（2）将多乙炔苯聚合物与氢氧化镁、氢氧化铝、抗氧化剂和偶联剂混合，置于混炼机中熔融，再将聚四氟乙烯，置于混炼机中，熔融；（2）再将颗粒状物料与润滑剂置于平板硫化机中，在8~15MPa下热压，得无卤阻燃复合材料。本发明通过生成有机硅氧树脂，提升了复合材料的阻燃效果和力学性能。 1

主权项

1.一种无卤阻燃复合材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：

改性稻壳粉25～40份、改性甘蔗渣27～46份、对二乙炔基苯10～20份、硼酸三乙酯5～10份、有机硅氧树脂80～100份、氢氧化镁10～20份、氢氧化铝10～20份、偶联剂1～4份、抗氧化剂1～5份、抗菌剂5～10份、润滑剂1～5份以及聚四氟乙烯1～5份；

所述改性稻壳粉通过以下方法制备得到：

将稻壳加入培养液中，向培养液中加入甘氨酸‑盐酸缓冲液，调节pH至3.0，再加入白腐菌，于30～35℃下反应36～50h，取出稻壳，烘干，将其粉碎至粒径为50目，得到改性稻壳粉，其中稻壳、培养液以及白腐菌的质量比为1:11:5；

所述改性甘蔗渣通过以下方法制备得到：

将甘蔗渣加入培养液中，向培养液中加入甘氨酸‑盐酸缓冲液，调节pH至3.0，再加入白腐菌，于30～35℃下反应36～45h，取出甘蔗渣，烘干，将其粉碎至粒径为50目，得到改性甘蔗渣，其中甘蔗渣、培养液以及白腐菌的质量比为1:11:5；

所述有机硅氧树脂通过以下方法制备得到：

(一)将环氧树脂和乙酸异丙酯混合，搅拌溶解，并于搅拌过程中缓慢加入氯硅烷以及过氧化苯甲酰，在氮气氛围，90～110℃条件下，搅拌反应1～2h，得反应物；其中环氧树脂、乙酸异丙酯、氯硅烷和引发剂的重量比为1～5:3～10:1～5:0.02～0.05；

(二)将步骤(一)中所得反应物加入无水乙醇中沉淀，过滤，得沉淀物Ⅰ，沉淀物Ⅰ采用50％～95％乙醇抽提20～30h，除去均聚物，得沉淀物Ⅱ，将沉淀物Ⅱ于室温下真空干燥，得有机硅氧树脂。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃复合材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：改性稻壳粉36份、改性甘蔗渣42份、对二乙炔基苯14份、硼酸三乙酯8份、有机硅氧树脂82份、氢氧化镁14份、氢氧化铝15份、偶联剂2份、抗氧化剂2份、抗菌剂10份、润滑剂1份以及聚四氟乙烯1份。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃复合材料，其特征在于：所述培养液包括以下重量份的组分：酵母粉2份、维生素B₁0.4份、葡萄糖1.5份、可溶性淀粉1.5份、KH₂PO₄0.2份以及MgSO₄·7H₂O0.5份。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃复合材料，其特征在于：将环氧树脂和乙酸异丙酯混合，搅拌溶解，并于搅拌过程中缓慢加入氯硅烷以及引发剂，在氮气氛围，110℃条件下，搅拌反应1.6h。

5.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH‑550或铝酸酯。

6.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃复合材料，其特征在于：所述抗菌剂为氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵或碳酸锂。

7.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂 酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸铅、聚乙烯蜡、石蜡或氧化聚乙烯蜡。

8.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃复合材料，其特征在于：所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、植酸或特丁基对苯二酚。

9.权利要求1～8任一项所述的无卤阻燃复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)按配方称取对二乙炔基苯、硼酸三乙酯以及有机硅氧树脂，于120～150℃下加热熔融，搅拌均匀，得多乙炔苯聚合物；

(2)将步骤(1)中所得的多乙炔苯聚合物与改性稻壳粉、改性甘蔗渣、氢氧化镁、氢氧化铝、抗氧化剂、抗菌剂以及偶联剂混合，置于双辊温度为170℃～190℃的开放式混炼机中熔融塑炼12～20min，得混融物，再将聚四氟乙烯置于开放式混炼机中，继续熔融塑炼5～10min，得片状物料；

(3)将步骤(2)中所得的片状物料粉碎为颗粒状物料，再将颗粒状物料与润滑剂一同置于195℃～220℃的平板硫化机中，在8～15MPa的条件下热压12～20min，得无卤阻燃复合材料。

10.根据权利要求9所述的无卤阻燃复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的处理条件为：于195℃的平板硫化机中，在8MPa的条件下热压20min。