本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域,具體涉及一種有機磷化阻燃汽車抗磨材料的制備方法。
背景技術(shù):
聚丙烯是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料。具有較高的耐沖擊性,機械性質(zhì)強韌,抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕。在工業(yè)界有廣泛的應(yīng)用,是平常常見的高分子材料之一;聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好,除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外,對其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定,但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使聚丙烯軟化和溶脹,同時它的化學(xué)穩(wěn)定性隨結(jié)晶度的增加還有所提高,所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件,防腐蝕效果良好;它有較高的介電系數(shù),且隨溫度的上升,可以用來制作受熱的電器絕緣制品。它的擊穿電壓也很高,適合用作電器配件等??闺妷?、耐電弧性好,但靜電度高,與銅接觸易老化;
高分子材料主要由碳、氫等元素構(gòu)成,大部分高分子材料本身不阻燃,在熱的作用下容易降解產(chǎn)生可燃性氣體、容易燃燒,從而發(fā)生火災(zāi),對人的生命和財產(chǎn)安全帶來極大的危害。聚氨酯是一個典型的高分子材料,同大多數(shù)高分子材料一樣,具有易燃性,通常的聚氨酯材料極限氧指數(shù)在18-20%之間,而汽車、建筑、鋪地等方面使用的高分子材料為了防火安全,通常極限氧指數(shù)至少要達(dá)到以上,有些特殊場合極限氧指數(shù)需要達(dá)到26%以上甚至更高,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進步,聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,比如飛機的軟油箱、汽車輪胎、高層建筑、隧道、核電站用的電纜料,但是其易燃燒的缺陷不可避免地限制了它的使用,因此研究如何提高聚丙烯材料的阻燃性能就顯得尤其重要;
然而目前為了提高聚丙烯材料的阻燃性能,往往在其中加入多種無機阻燃填料,包括石墨烯、三氧化二銻等,這些無機填料與聚丙烯基材的相容性差,容易導(dǎo)致成品的穩(wěn)定性下降。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中聚丙烯的防火阻燃性差,以及無機填料與聚丙烯基體相容性差的問題,提供一種有機磷化阻燃汽車抗磨材料的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種有機磷化阻燃汽車抗磨材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)取1-2重量份的蓖麻酸鈣,加入到其重量5-7倍的無水乙醇中,攪拌均勻,加入5-7重量份的三羥甲基丙烷,在60-70℃下保溫攪拌10-20分鐘,得烷基醇分散液;
(2)取2-3重量份的聚磷酸銨,與4-6重量份的油酸混合,在50-60℃下保溫攪拌1-2小時,與上述烷基醇分散液混合,加入0.1-0.13重量份的甲醇鈉,送入到反應(yīng)釜中,通入氮氣,在90-95℃下保溫攪拌30-40分鐘,出料,冷卻至常溫,得磷化潤滑酯;
(3)取2-3重量份的四羥甲基硫酸磷,加入到其重量4-10倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,加入0.8-1重量份的聚山梨酯80,在60-70℃下保溫攪拌15-20分鐘,加入0.3-1重量份的丁基硫醇錫,攪拌至常溫,得硫酸磷分散液;
(4)取上述磷化潤滑酯,加入到其重量1.7-2倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,加入1-2重量份的二苯基咪唑啉,在60-70℃下保溫攪拌30-40分鐘,加入2-4重量份的三乙胺,超聲10-20分鐘,得胺化潤滑酯;
(5)取0-13重量份的滑石粉、1-2重量份的三聚氰胺混合,加入到混合料重量20-34倍的去離子水中,加入2-4重量份的硬脂酸,在80-90℃下保溫攪拌10-20分鐘,得滑石粉分散液;
(6)取上述滑石粉分散液、硫酸磷分散液混合,攪拌均勻,加入上述胺化潤滑酯,升高溫度為60-70℃,保溫攪拌1-2小時,蒸餾除去四氫呋喃,得阻燃分散液;
(7)取120-140重量份的高密度聚丙烯,加入到上述阻燃分散液中,超聲10-20分鐘,抽濾,將沉淀水洗,真空80-90℃下干燥1-2小時,送入到反應(yīng)釜中,熔融擠出,冷卻,即得所述有機磷化阻燃汽車抗磨材料。
本發(fā)明的優(yōu)點:
本發(fā)明首先將蓖麻酸鈣通過三羥甲基丙烷的乙醇溶液分散,然后與油酸混合,以甲醇鈉為催化劑,并加入聚磷酸銨,得到磷化潤滑酯,然后將其通過三乙胺處理,得到胺化潤滑酯,之后將滑石粉通過硬脂酸有機化處理,與胺化潤滑酯交聯(lián)反應(yīng),并以硫酸磷分散液為溶劑,得到阻燃分散液,然后與高密度聚丙烯混合擠出,即得;
本發(fā)明將滑石粉通過有機化處理后與胺化潤滑酯共混交聯(lián),使得滑石粉有效的分散到各聚合物基體中,有效的降低了團聚,提高了成品材料的穩(wěn)定性強度,同時加入的聚磷酸銨、滑石粉等起到了很好的防火阻燃性能;通過三羥甲基丙烷與油酸混合得到的酯化料具有很好的潤滑性能,能夠改善各原料間的相容性,提高成品材料的抗磨性,特別適合作為車用抗磨材料。
具體實施方式
實施例1
一種有機磷化阻燃汽車抗磨材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)取1重量份的蓖麻酸鈣,加入到其重量7倍的無水乙醇中,攪拌均勻,加入5重量份的三羥甲基丙烷,在70℃下保溫攪拌20分鐘,得烷基醇分散液;
(2)取2重量份的聚磷酸銨,與4重量份的油酸混合,在60℃下保溫攪拌1小時,與上述烷基醇分散液混合,加入0.13重量份的甲醇鈉,送入到反應(yīng)釜中,通入氮氣,在95℃下保溫攪拌30分鐘,出料,冷卻至常溫,得磷化潤滑酯;
(3)取2重量份的四羥甲基硫酸磷,加入到其重量4倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,加入0.8重量份的聚山梨酯80,在70℃下保溫攪拌20分鐘,加入0.3重量份的丁基硫醇錫,攪拌至常溫,得硫酸磷分散液;
(4)取上述磷化潤滑酯,加入到其重量1.7倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,加入1重量份的二苯基咪唑啉,在70℃下保溫攪拌30分鐘,加入2重量份的三乙胺,超聲10分鐘,得胺化潤滑酯;
(5)取10重量份的滑石粉、1重量份的三聚氰胺混合,加入到混合料重量20倍的去離子水中,加入2重量份的硬脂酸,在80-90℃下保溫攪拌10分鐘,得滑石粉分散液;
(6)取上述滑石粉分散液、硫酸磷分散液混合,攪拌均勻,加入上述胺化潤滑酯,升高溫度為60℃,保溫攪拌1小時,蒸餾除去四氫呋喃,得阻燃分散液;
(7)取120重量份的高密度聚丙烯,加入到上述阻燃分散液中,超聲10分鐘,抽濾,將沉淀水洗,真空80℃下干燥1小時,送入到反應(yīng)釜中,熔融擠出,冷卻,即得所述有機磷化阻燃汽車抗磨材料。
性能測試:
取相同重量的純高密度聚丙烯粒子、本發(fā)明的機磷化阻燃汽車抗磨材料材料粒子進行檢測:
測得高密度聚丙烯的ul-94為v-2級別,氧指數(shù)值為20-25、最大熱釋放速率為480-500kw/m2;
測得發(fā)明的機磷化阻燃汽車抗磨材料粒子的ul-94為v-1級別,氧指數(shù)值為27-28、最大熱釋放速率為350-380kw/m2;
可以看出,本發(fā)明的機磷化阻燃汽車抗磨材料具有很好的阻燃性能。