一種低成本黑色塑料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明主要涉及材料領域，尤其涉及一種低成本黑色塑料。
【背景技術】
[0002]無鹵、低煙、低毒、高效的環(huán)保型阻燃劑一直是人們追求的目標，近年來全球一些阻燃劑供應和應用商對阻燃劑的無鹵化表現(xiàn)出很高的熱情，對無鹵阻燃劑及阻燃材料的應用開發(fā)也投入了很大的力量。
[0003]磷系阻燃劑主要包括紅磷阻燃劑、無機磷系的A P P、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸酯等，有機磷系的非鹵磷酸酯等。無機水合物主要包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性材料如水滑石等。APP、水滑石是該系列環(huán)保型且市場前景較好的代表產品；A P P是一種長鏈狀含磷、氮的無機聚合物。由于其具有化學穩(wěn)定性好、吸濕性小、分散性優(yōu)良、密度小、毒性低等優(yōu)點，廣泛用于阻燃塑料、橡膠、纖維等領域；但是，國內外A P P應用過程中存在一個共性的問題，就是A P P的耐水性不佳，吸濕性較強。因此，在一些電子器件中應用時必須進行疏水改性處理。目前，提高A P P耐水性能的方法主要有:通過偶聯(lián)劑對A P P進行表面處理，對A P P進行微膠囊化處理，利用溶膠一凝膠處理工藝對A P P進行包覆改性等方法。其中溶膠一凝膠處理工藝一般采用正硅酸酯水解原位生成原硅酸，然后聚合生成聚硅氧烷包覆在A P P的表面，完成對A P P的包覆改性，由于S i O 2與A P P的協(xié)同作用的存在，可以在改善A P P耐水性能的同時，提高A P P的阻燃性能。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的提供一種低成本黑色塑料。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種低成本黑色塑料，它是由下述重量份的原料組成的:
羊毛脂2-3、十四醇油酸酯4-6、偏硼酸鋇0.7-1、氰尿酸鋅0.1-0.2、鄰苯二甲酸酯12-14、雙辛烷基甲基叔胺0.2-1、聚磷酸銨100-106、冰醋酸1.3-2、乙基纖維素1.3-2、正硅酸乙酯3-4、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷16-20、90-95%的乙醇30-34、0.5mol/l的苯胺水溶液160-200、過氧化鈉5-10、聚氯乙烯460-500、粉煤灰5_7、炭黑2_4。
[0006]一種低成本黑色塑料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將粉煤灰在700-800°C下煅燒1-2小時，出料冷卻后送入10-14mol/l的氫氧化鈉溶液中浸泡2-3小時，過濾后水洗，與羊毛脂混合，加入到混合料重量3-4倍的無水乙醇中，加入十四醇油酸酯，在70-80°C下保溫攪拌4-10分鐘，得預處理粉煤灰；
(2)將上述預處理粉煤灰與聚磷酸銨混合，蒸餾除去乙醇，與偏硼酸鋇混合，微波干燥，磨粉，得改性聚磷酸銨；
(3)將上述90-95%的乙醇加入到磁力攪拌器中，攪拌條件下加入乙基纖維素，攪拌均勻，得溶解液；
(4)將正硅酸乙酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合加入到上述溶解液中，在氮氣保護的情況下攪拌20-30分鐘，滴加上述冰醋酸，滴加完畢后在50-60°C下攪拌反應1-1.6小時，得硅溶膠；
(5)將改性聚磷酸銨加入到上述硅溶膠中，攪拌反應2-3小時，加入上述雙辛烷基甲基叔胺、氰尿酸鋅，加熱到40-50°C，保溫攪拌10-20分鐘，冷卻出料，過濾、洗滌，微波干燥，得包覆聚磷酸銨；
(6)將上述0.5mol/l的苯胺水溶液用鹽酸調節(jié)PH為1-2，加入上述包覆聚磷酸銨，在頻率為36-40kHz、功率60-70W的超聲分散器內超聲30_35min，送入磁力攪拌器，攪拌30-40分鐘，將過氧化鈉溶于6-10倍蒸餾水中后加入，常溫下攪拌反應3-5小時，將產物依次用鹽酸、無水乙醇、去離子洗滌干凈，濾餅于120-130°C下充分干燥，得抗水、阻燃添加劑；
(7)將上述抗水、阻燃添加劑與剩余各原料混合，300-400轉/分攪拌分散20-30分鐘，脫水，800-1000轉/分攪拌10-20分鐘，送入雙螺桿擠出機熔融擠出，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，即得所述低成本黑色塑料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明首先采用正硅酸乙酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷為前驅物，首先通過水解反應，然后進一步發(fā)生聚合反應，形成一層質地緊密且表面粗糙的包覆膜，將乙烯基引入了包覆膜內的同時也包覆在聚磷酸銨的表面，有效的提高了聚磷酸銨的反應活性和抗水性；然后將苯胺在鹽酸溶液中形成較為穩(wěn)定的懸浮液，加入包覆聚磷酸銨后，一部分分散在包覆聚磷酸銨膜的表面，一部分分散在液相中，加入氧化劑過氧化鈉后，苯胺的聚合反應大部分發(fā)生在包覆聚磷酸銨膜表面，形成的聚苯胺有效延緩聚磷酸銨的熱分解作用，提高了阻燃性、表面強度和添加劑在塑料中的分散性、相容性。
[0008]本發(fā)明采用廢棄原料粉煤灰作為填料，不僅可以有效的降低生產成本，改善了生態(tài)環(huán)境，還提高了成品塑料的表面強度。
【具體實施方式】
[0009]實施例1
一種低成本黑色塑料，它是由下述重量份的原料組成的:
羊毛脂2、十四醇油酸酯6、偏硼酸鋇0.7、氰尿酸鋅0.2、鄰苯二甲酸酯12、雙辛烷基甲基叔胺0.2、聚磷酸銨106、冰醋酸1.3、乙基纖維素1.3、正硅酸乙酯3、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷20、95%的乙醇34、0.5mol/l的苯胺水溶液200、過氧化鈉10、聚氯乙烯500、粉煤灰5、炭黑2。
[0010]一種低成本黑色塑料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將粉煤灰在800°c下煅燒I小時，出料冷卻后送入14mol/l的氫氧化鈉溶液中浸泡3小時，過濾后水洗，與羊毛脂混合，加入到混合料重量3-4倍的無水乙醇中，加入十四醇油酸酯，在70°C下保溫攪拌10分鐘，得預處理粉煤灰；
(2)將上述預處理粉煤灰與聚磷酸銨混合，蒸餾除去乙醇，與偏硼酸鋇混合，微波干燥，磨粉，得改性聚磷酸銨；
(3)將上述95%的乙醇加入到磁力攪拌器中，攪拌條件下加入乙基纖維素，攪拌均勻，得溶解液；
(4)將正硅酸乙酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合加入到上述溶解液中，在氮氣保護的情況下攪拌30分鐘，滴加上述冰醋酸，滴加完畢后在60°C下攪拌反應1.6小時，得硅溶膠；
(5)將改性聚磷酸銨加入到上述硅溶膠中，攪拌反應3小時，加入上述雙辛烷基甲基叔胺、氰尿酸鋅，加熱到50°C，保溫攪拌20分鐘，冷卻出料，過濾、洗滌，微波干燥，得包覆聚磷酸銨；
(6)將上述0.5mol/l的苯胺水溶液用鹽酸調節(jié)PH為2，加入上述包覆聚磷酸銨，在頻率為40kHz、功率70W的超聲分散器內超聲35min，送入磁力攪拌器，攪拌30分鐘，將過氧化鈉溶于10倍蒸餾水中后加入，常溫下攪拌反應5小時，將產物依次用鹽酸、無水乙醇、去離子洗滌干凈，濾餅于130°C下充分干燥，得抗水、阻燃添加劑；
(7)將上述抗水、阻燃添加劑與剩余各原料混合，400轉/分攪拌分散30分鐘，脫水，1000轉/分攪拌20分鐘，送入雙螺桿擠出機熔融擠出，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，即得所述低成本黑色塑料。
[0011]性能測試:
拉伸強度:21.3MPa ；
低溫脆化沖擊溫度(0C ):-30°C通過；
阻燃級別:v-o;
100C X240h熱空氣老化后:拉伸強度變化率(％) -7.6 ；
斷裂伸長變化率(％)_7.3。
【主權項】
1.一種低成本黑色塑料，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 羊毛脂2-3、十四醇油酸酯4-6、偏硼酸鋇0.7-1、氰尿酸鋅0.1-0.2、鄰苯二甲酸酯12-14、雙辛烷基甲基叔胺0.2-1、聚磷酸銨100-106、冰醋酸1.3-2、乙基纖維素1.3-2、正硅酸乙酯3-4、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷16-20、90-95%的乙醇30-34、0.5mol/l的苯胺水溶液160-200、過氧化鈉5-10、聚氯乙烯460-500、粉煤灰5_7、炭黑2_4。2.一種如權利要求1所述的低成本黑色塑料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將粉煤灰在700-800°C下煅燒1-2小時，出料冷卻后送入10-14mol/l的氫氧化鈉溶液中浸泡2-3小時，過濾后水洗，與羊毛脂混合，加入到混合料重量3-4倍的無水乙醇中，加入十四醇油酸酯，在70-80°C下保溫攪拌4-10分鐘，得預處理粉煤灰； (2)將上述預處理粉煤灰與聚磷酸銨混合，蒸餾除去乙醇，與偏硼酸鋇混合，微波干燥，磨粉，得改性聚磷酸銨； (3)將上述90-95%的乙醇加入到磁力攪拌器中，攪拌條件下加入乙基纖維素，攪拌均勻，得溶解液； (4)將正硅酸乙酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合加入到上述溶解液中，在氮氣保護的情況下攪拌20-30分鐘，滴加上述冰醋酸，滴加完畢后在50-60°C下攪拌反應1-1.6小時，得硅溶膠； (5)將改性聚磷酸銨加入到上述硅溶膠中，攪拌反應2-3小時，加入上述雙辛烷基甲基叔胺、氰尿酸鋅，加熱到40-50°C，保溫攪拌10-20分鐘，冷卻出料，過濾、洗滌，微波干燥，得包覆聚磷酸銨； (6)將上述0.5mol/l的苯胺水溶液用鹽酸調節(jié)PH為1-2，加入上述包覆聚磷酸銨，在頻率為36-40kHz、功率60-70W的超聲分散器內超聲30_35min，送入磁力攪拌器，攪拌30-40分鐘，將過氧化鈉溶于6-10倍蒸餾水中后加入，常溫下攪拌反應3-5小時，將產物依次用鹽酸、無水乙醇、去離子洗滌干凈，濾餅于120-130°C下充分干燥，得抗水、阻燃添加劑； (7)將上述抗水、阻燃添加劑與剩余各原料混合，300-400轉/分攪拌分散20-30分鐘，脫水，800-1000轉/分攪拌10-20分鐘，送入雙螺桿擠出機熔融擠出，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，即得所述低成本黑色塑料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低成本黑色塑料，本發(fā)明首先采用溶膠－凝膠處理工藝對聚磷酸銨進行表面包覆，提高表面強度和抗水性，然后再進行聚苯胺包覆，提高阻燃性和熱分解性，有效的改善了添加劑在塑料中的分散性、相容性。
【IPC分類】C08K11/00, C08K3/04, C08K3/36, C08K3/32, C08L1/28, C08K13/08, C08K9/10, C08L27/06
【公開號】CN104893171
【申請?zhí)枴緾N201510332698
【發(fā)明人】徐 明
【申請人】合肥吉科新材料有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月16日