一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括：聚氨酯橡膠50?80份、氯丁橡膠5?10份、甲基乙烯基硅橡膠5?15份、硬脂酸2?3.5份、硫黃1?2份、氧化鎂2?4份、可膨脹石墨10?20份、氫氧化鋁5?15份、改性復(fù)合填料10?20份、二苯基硅二醇2?5份、六甲基二硅氮烷2?5份、六氟雙酚A 2?8份、促進(jìn)劑DM 0.8?2份、促進(jìn)劑M 0.3?1.2份、防老劑1?2份。本發(fā)明提出的耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其強(qiáng)度高，耐熱性能優(yōu)異，阻燃性能好，使用壽命長。
【專利說明】
一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯是在分子內(nèi)含有氨基甲酸酯基的化合物的總稱，更廣義地講，除了氨基甲酸酯基化合物外，還包括由脲基、脲基甲酸酯基、縮二脲基等異氰酸酯化合物衍生的所有聚合物。聚氨酯樹脂作為一種具有高強(qiáng)度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，目前已被用作滾筒、傳送帶、軟管、汽車零件、鞋底、合成皮革、電線電纜和醫(yī)用人工臟器等領(lǐng)域。但是聚氨酯具有耐熱性較差的缺陷，在高溫條件下使用時，力學(xué)性能下降明顯，再加上其作為有機(jī)高分子材料，存在阻燃性不是很理想的缺陷，從而限制了聚氨酯的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其強(qiáng)度高，耐熱性能優(yōu)異，阻燃性能好，使用壽命長。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠50-80份、氯丁橡膠5-10份、甲基乙烯基硅橡膠5-15份、硬脂酸2-3.5份、硫黃1-2份、氧化鎂2-4份、可膨脹石墨10-20份、氫氧化鋁5-15份、改性復(fù)合填料10-20份、二苯基硅二醇2-5份、六甲基二硅氮烷2-5份、六氟雙酸A 2-8份、促進(jìn)劑DM 0.8-2份、促進(jìn)劑M 0.3-1.2份、防老劑1-2份；
[0005]其中，所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將5-15份納米二氧化娃、10-30份酸化碳納米管和3-10份凹凸棒土加入50-100份甲苯中，攪拌均勾后超聲30-60min得到物料A;按重量份將2-10份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與5-20份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將10-25份物料A和5-20份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至65-75 °C后反應(yīng)3-5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。
[0006]優(yōu)選地，其原料中，聚氨酯橡膠、氯丁橡膠、甲基乙烯基硅橡膠的重量比為55-74:6.5-8.5:7-13o
[0007]優(yōu)選地，其原料中，硫黃、氧化鎂、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑M的重量比為1.2-1.8:2.6-3.5:Η.7:0.6-1.1ο
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠60-70份、氯丁橡膠7-8份、甲基乙烯基硅橡膠9-12份、硬脂酸2.6-3.3份、硫黃1.3-1.8份、氧化鎂2.9-3.4份、可膨脹石墨13-17份、氫氧化鋁8-11份、改性復(fù)合填料13-17份、二苯基硅二醇3.2-4份、六甲基二硅氮烷3_4份、六氟雙酸A 3.8-5份、促進(jìn)劑DM 1.2-1.5份、促進(jìn)劑M 0.8_1份、防老劑1.3_1.8份。
[0009]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠66份、氯丁橡膠7.3份、甲基乙烯基硅橡膠10份、硬脂酸3份、硫黃1.6份、氧化鎂3.2份、可膨脹石墨16份、氫氧化鋁10份、改性復(fù)合填料15份、二苯基硅二醇3.7份、六甲基二硅氮烷3.6份、六氟雙酚A 4.2份、促進(jìn)劑DM 1.32份、促進(jìn)劑M 0.9份、防老劑1.5份。
[0010]優(yōu)選地，所述甲基乙烯基硅橡膠中乙烯基的摩爾分?jǐn)?shù)為0.2-0.35%。
[0011]優(yōu)選地，所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將8-13份納米二氧化娃、18-26份酸化碳納米管和5.5-7份凹凸棒土加入75-80份甲苯中，攪拌均勾后超聲40-50min得到物料A;按重量份將5.8-7.5份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與10-16份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將18-21份物料A和10-16份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至68-72 °C后反應(yīng)3.6-4.3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。
[0012]優(yōu)選地，所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將10份納米二氧化娃、20份酸化碳納米管和6份凹凸棒土加入76份甲苯中，攪拌均勾后超聲45min得到物料A;按重量份將7份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與12份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將20份物料A和13.5份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至70 °C后反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。
[0013]優(yōu)選地，所述防老劑為防老劑4020、防老劑RD、防老劑4010NA、防老劑MB、防老劑MC
中的一種或者多種的混合物。
[0014]本發(fā)明所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料可以按照常規(guī)的聚氨酯復(fù)合材料制備工藝制備而成。
[0015]本發(fā)明中，以聚氨酯橡膠為主料，并配合添加了氯丁橡膠和甲基乙烯基硅橡膠對聚氨酯進(jìn)行改性，三者按上述比例配合后，三者的界面變得模糊，成為了均相材料，且三者可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢，顯著提高了復(fù)合材料的耐候性和耐熱性，同時改善了復(fù)合材料的阻燃性和耐介質(zhì)性等，使得到的復(fù)合材料能滿足難燃輸送帶、耐熱膠管、耐候性電線電纜護(hù)套等苛刻條件的使用；以硫磺和氧化鎂為硫化體系，加入體系中，體系中的聚氨酯可以促進(jìn)硫化體系中的硫磺與促進(jìn)劑DM和促進(jìn)劑M發(fā)生作用，加快硫鍵的形成，明顯縮短了焦燒時間和正硫化時間，同時使得到的硫化膠具有較好的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和拉伸伸長率;將可膨脹石墨和氫氧化鋁配合加入體系中，具有協(xié)同作用，顯著提高了復(fù)合材料的阻燃性;在改性復(fù)合填料的制備過程中，以納米二氧化娃、酸化碳納米管和凹凸棒土作為無機(jī)填料，與3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷混合后，3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷中的硅羥基能與納米二氧化硅、酸化碳納米管和凹凸棒土表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，從而將3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷接枝到了納米二氧化硅、酸化碳納米管和凹凸棒土的表面得到了改性復(fù)合填料，將得到的改性復(fù)合填料加入體系中，因其表面含有與聚氨酯相同的基團(tuán)，提高了其在體系中的分散性，顯著提高了復(fù)合材料的耐熱性、耐候性、耐水性和強(qiáng)度;六氟雙酚A加入體系中，一方面能與聚氨酯中的羥基進(jìn)行反應(yīng)，另一方面能與改性復(fù)合填料表面的羥基進(jìn)行作用，從而進(jìn)一步提高了改性復(fù)合填料在體系中的分散性。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠80份、氯丁橡膠5份、甲基乙烯基硅橡膠15份、硬脂酸2份、硫黃2份、氧化鎂4份、可膨脹石墨10份、氫氧化鋁15份、改性復(fù)合填料10份、二苯基硅二醇5份、六甲基二硅氮烷2份、六氟雙酸A 8份、促進(jìn)劑DM 0.8份、促進(jìn)劑M 1.2份、防老劑I份；
[0019]其中，所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將5份納米二氧化硅、30份酸化碳納米管和3份凹凸棒土加入100份甲苯中，攪拌均勾后超聲30min得到物料A;按重量份將10份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與5份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將25份物料A和5份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至65 °C后反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。
[0020]實(shí)施例2
[0021]本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠50份、氯丁橡膠10份、甲基乙烯基硅橡膠5份、硬脂酸3.5份、硫黃I份、氧化鎂2份、可膨脹石墨20份、氫氧化鋁5份、改性復(fù)合填料20份、二苯基硅二醇2份、六甲基二硅氮烷5份、六氟雙酸A 2份、促進(jìn)劑DM 2份、促進(jìn)劑M 0.3份、防老劑4020 2份；
[0022]其中，所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將15份納米二氧化硅、10份酸化碳納米管和10份凹凸棒土加入50份甲苯中，攪拌均勾后超聲60min得到物料A;按重量份將2份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與20份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將10份物料A和20份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至75°C后反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。
[0023]實(shí)施例3
[0024]本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠70份、氯丁橡膠7份、甲基乙烯基硅橡膠12份、硬脂酸2.6份、硫黃1.8份、氧化鎂2.9份、可膨脹石墨17份、氫氧化鋁8份、改性復(fù)合填料17份、二苯基硅二醇3.2份、六甲基二硅氮烷4份、六氟雙酚A 3.8份、促進(jìn)劑DM 1.5份、促進(jìn)劑M 0.8份、防老劑RD I份、防老劑4010NA 0.8份；
[0025]其中，所述甲基乙烯基硅橡膠中乙烯基的摩爾分?jǐn)?shù)為0.28%;
[0026]所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將8份納米二氧化硅、26份酸化碳納米管和5.5份凹凸棒土加入80份甲苯中，攪拌均勾后超聲40min得到物料A;按重量份將7.5份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與10份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將21份物料A和10份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至72 0C后反應(yīng)3.6h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。
[0027]實(shí)施例4
[0028]本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠60份、氯丁橡膠8份、甲基乙烯基硅橡膠9份、硬脂酸3.3份、硫黃1.3份、氧化鎂3.4份、可膨脹石墨13份、氫氧化鋁11份、改性復(fù)合填料13份、二苯基硅二醇4份、六甲基二硅氮烷3份、六氟雙酚A 5份、促進(jìn)劑DM 1.2份、促進(jìn)劑M I份、防老劑4020 0.2份、防老劑RD 0.3份、防老劑4010NA 0.2份、防老劑MB 0.3份、防老劑MC 0.3份；
[0029]其中，所述甲基乙烯基硅橡膠中乙烯基的摩爾分?jǐn)?shù)為0.35% ;
[0030]所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將13份納米二氧化硅、18份酸化碳納米管和7份凹凸棒土加入75份甲苯中，攪拌均勻后超聲50min得到物料A;按重量份將5.8份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與16份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將18份物料A和16份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至680C后反應(yīng)4.3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。
[0031]實(shí)施例5
[0032]本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠66份、氯丁橡膠7.3份、甲基乙烯基硅橡膠10份、硬脂酸3份、硫黃1.6份、氧化鎂3.2份、可膨脹石墨16份、氫氧化鋁10份、改性復(fù)合填料15份、二苯基硅二醇3.7份、六甲基二硅氮烷3.6份、六氟雙酚A 4.2份、促進(jìn)劑DM 1.32份、促進(jìn)劑M 0.9份、防老劑401NA 0.5份、防老劑MB 0.2份、防老劑MC 0.8份；
[0033]其中，所述甲基乙烯基硅橡膠中乙烯基的摩爾分?jǐn)?shù)為0.2%;
[0034]所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將10份納米二氧化硅、20份酸化碳納米管和6份凹凸棒土加入76份甲苯中，攪拌均勾后超聲45min得到物料A;按重量份將7份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與12份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將20份物料A和13.5份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至70°C后反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。
[0035]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠50-80份、氯丁橡膠5-10份、甲基乙烯基硅橡膠5-15份、硬脂酸2-3.5份、硫黃1-2份、氧化鎂2-4份、可膨脹石墨10-20份、氫氧化鋁5-15份、改性復(fù)合填料10-20份、二苯基硅二醇2-5份、六甲基二硅氮烷2-5份、六氟雙酚A 2-8份、促進(jìn)劑DM 0.8-2份、促進(jìn)劑M 0.3-1.2份、防老劑1_2 份； 其中，所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將5-15份納米二氧化硅、10-30份酸化碳納米管和3-10份凹凸棒土加入50-100份甲苯中，攪拌均勾后超聲30_60min得到物料A;按重量份將2-10份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與5-20份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將10-25份物料A和5-20份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至65-75°C后反應(yīng)3-5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，其原料中，聚氨酯橡膠、氯丁橡膠、甲基乙烯基硅橡膠的重量比為55-74:6.5-8.5: 7_13。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，其原料中，硫黃、氧化鎂、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑M的重量比為1.2-1.8:2.6-3.5:1-1.7:0.6-1.1。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠60-70份、氯丁橡膠7-8份、甲基乙烯基硅橡膠9-12份、硬脂酸2.6-3.3份、硫黃1.3-1.8份、氧化鎂2.9-3.4份、可膨脹石墨13_17份、氫氧化鋁8_11份、改性復(fù)合填料13-17份、二苯基硅二醇3.2-4份、六甲基二硅氮烷3-4份、六氟雙酚A 3.8-5份、促進(jìn)劑DM 1.2-1.5份、促進(jìn)劑M 0.8-1份、防老劑1.3-1.8份。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:聚氨酯橡膠66份、氯丁橡膠7.3份、甲基乙烯基硅橡膠10份、硬脂酸3份、硫黃1.6份、氧化鎂3.2份、可膨脹石墨16份、氫氧化鋁10份、改性復(fù)合填料15份、二苯基硅二醇3.7份、六甲基二硅氮烷3.6份、六氟雙酚A 4.2份、促進(jìn)劑DM 1.32份、促進(jìn)劑M 0.9份、防老劑1.5份。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡膠中乙烯基的摩爾分?jǐn)?shù)為0.2-0.35%。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將8-13份納米二氧化硅、18-26份酸化碳納米管和5.5-7份凹凸棒土加入75-80份甲苯中，攪拌均勻后超聲40-50min得到物料A;按重量份將5.8-7.5份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與10-16份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將18-21份物料A和10-16份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至68-72°C后反應(yīng)3.6-4.3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述改性復(fù)合填料按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將10份納米二氧化硅、20份酸化碳納米管和6份凹凸棒土加入76份甲苯中，攪拌均勻后超聲45min得到物料A;按重量份將7份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷與12份甲苯混合均勻得到物料B;按重量份將20份物料A和13.5份物料B加入反應(yīng)容器中，升溫至70 V后反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性復(fù)合填料。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述耐熱阻燃改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述防老劑為防老劑4020、防老劑RD、防老劑4010NA、防老劑MB、防老劑MC中的一種或者多種的混合物。
【文檔編號】C08K3/34GK105907078SQ201610249135
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】龔文祥
【申請人】滁州環(huán)球聚氨酯科技有限公司