一種鋁溶膠改性耐熱光纜料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁溶膠改性耐熱光纜料，由下述重量份原料組成：異丙醇鋁3?5、鉬酸銨1?2、八甲基環(huán)四硅氧烷5?7、八苯基?POSS2?3、四甲基氫氧化銨0.01?0.02、二甲基乙酰胺300?400、辛基苯基環(huán)四硅氧烷1?3、4，4'?二氨基二苯醚37?40、20?25%的氨水2?4、均苯四甲酸二酐46?50、N?甲基吡咯烷酮70?80、氮化鋁3?4、高密度聚乙烯100?110、二氨基二苯醚0.1?0.2、雙癸基二甲基溴化銨0.7?1、松油醇3?4、8?羥基喹啉0.4?1、環(huán)氧硬脂酸辛酯4?6。本發(fā)明有效的改善填料在聚合物中的分散性，同時(shí)提高成品材料的表面抗性。
【專利說明】
一種鋁溶膠改性耐熱光纜料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光纜料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁溶膠改性耐熱光纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酰亞胺復(fù)合材料通常以聚酰亞胺為基體與其它物質(zhì)復(fù)合而成〃其中以聚酞亞胺為基體與高性能增強(qiáng)纖維(如玻璃纖維，碳纖維，芳綸纖維等)復(fù)合而成的先進(jìn)復(fù)合材料，比強(qiáng)度高，耐高溫，制件重量輕，已大量用于制作航空航天器的結(jié)構(gòu)件，對(duì)航空航天工業(yè)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)〃當(dāng)前以聚酰亞胺為基體，與無機(jī)微粒復(fù)合的研究也越來越引人注目，作為功能復(fù)合材料，具有廣闊應(yīng)用前景"用于聚酰亞胺/無機(jī)物(納米)復(fù)合材料的無機(jī)物及其前體的物質(zhì)主要有陶瓷、聚硅氧烷、粘土和分子篩，通常無機(jī)物以分散相的形式分散于聚酰亞胺基體中，形成一定相分離尺寸的無機(jī)相〃無機(jī)物可以超微粉的形式引入聚酰亞胺中，更普遍的是以某種前驅(qū)體形式(如烷氧化物等)與聚酰亞胺的前體溶液共混再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的無機(jī)相；
由于一般的聚酰亞胺不熔，成型加工溫度高，因此開發(fā)易于成型加工的聚酰亞胺是其研究發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)"此外，由于其成本較高，在一般的民用和工業(yè)應(yīng)用方面受到了極大的限制，因此合成出成本低，性能保持良好的聚酰亞胺也是研究的重點(diǎn)之一；
聚酰亞胺具有非常優(yōu)異的耐熱性，耐磨性，耐輻射性，耐化學(xué)性，良好的電絕緣性，韌性，同時(shí)還具有很高的氣體滲透性，由于具有優(yōu)越的綜合性能，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空航天，電子電氣，機(jī)車汽車，精密機(jī)械和自動(dòng)辦公機(jī)械等領(lǐng)域，聚酰亞胺固化溫度太高，并且難于成型加工，而將聚酰亞胺制備成粉末狀，則可作為材料改性添加劑，具有很廣闊的應(yīng)用前景；O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種鋁溶膠改性耐熱光纜料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鋁溶膠改性耐熱光纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
異丙醇鋁3-5、鉬酸銨1-2、八甲基環(huán)四硅氧烷5-7、八苯基-P0SS2-3、四甲基氫氧化銨0.01-0.02、二甲基乙酰胺300-400、辛基苯基環(huán)四硅氧烷1-3、4，4’_二氨基二苯醚37-40、20-25%的氨水2-4、均苯四甲酸二酐46-50、N-甲基吡咯烷酮70-80、氮化鋁3-4、高密度聚乙烯100-110、二氨基二苯醚0.1-0.2、雙癸基二甲基溴化銨0.7-1、松油醇3-4、8_羥基喹啉
0.4-1、環(huán)氧硬脂酸辛酯4-6。
[0005]—種所述的鋁溶膠改性耐熱光纜料的制備方法，包括以下步驟:
(I)取上述八甲基環(huán)四硅氧烷重量的10-15%，與四甲基氫氧化銨混合，通入氮?dú)猓?0-95 °C下保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，緩慢降低溫度為常溫，得堿溶膠； (2)將上述8-輕基喹啉加入到其重量27-30倍的、30-35%的乙醇溶液中，升高溫度為50-60°C，加入上述異丙醇鋁，保溫?cái)嚢?0-20分鐘，加入上述堿溶膠重量的10-12%，升高溫度為70-80 0C，保溫?cái)嚢?7-20分鐘，加入鉬酸銨，攪拌至常溫，得改性鋁溶膠；
(3)取上述二甲基乙酰胺重量的10-15%，加入剩余的八甲基環(huán)四硅氧烷、辛基苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基-POSS，攪拌均勻，通入氮?dú)猓尤胧Ｓ嗟膲A溶膠，在90-95 °C保溫?cái)嚢?0-40分鐘，停止通入氮?dú)?，保?-3小時(shí)，升高溫度為150-160°C，保溫27-30分鐘，冷卻，在60-650C下真空干燥1-2小時(shí)，得交聯(lián)聚硅氧烷；
(4)將上述4，4二氨基二苯醚加入到其重量36-40倍的、15-17%的硫酸溶液中，加入上述20-25%的氨水，靜置1-2小時(shí)，過濾，將沉淀用去離子水洗3-4次，在60-70 °C下真空干燥4-5小時(shí)，得精制苯醚；
(5 )將上述鉬酸銨、雙癸基二甲基溴化銨混合，加入到混合料重量20-30倍的蒸餾水中，攪拌均勻，得水分散液；
(6)將上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交聯(lián)聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，攪拌均勻，送入冰水浴中，通入氮?dú)猓瑪嚢璺磻?yīng)2-3小時(shí)，出料，將產(chǎn)物加入到上述水分散液中，常溫靜置4-5天，過濾，得預(yù)交聯(lián)聚酰亞胺；
(7)將上述氮化鋁加入到N-甲基吡咯烷酮中，超聲2-3分鐘，得氮化鋁分散液；
(8)將上述預(yù)交聯(lián)聚酰亞胺加入到氮化鋁分散液中，超聲20-30分鐘，加入上述改性鋁溶膠，攪拌均勻，過濾，將沉淀在76-80 °C下真空干燥3-5小時(shí)，磨成細(xì)粉，送入250-260 V的真空干燥箱中，加熱6-7小時(shí)，出料冷卻，得交聯(lián)改性聚酰亞胺；
(9)將上述交聯(lián)改性聚酰亞胺與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入到螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出，冷卻，磨粉，即得所述光纜料。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明以4，4.一二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐為單體，以N-甲基吡咯烷酮為反應(yīng)溶劑，以交聯(lián)聚硅氧烷為疏水性組分，反應(yīng)完成后經(jīng)蒸餾水浸泡除去溶劑，再高溫環(huán)化得到交聯(lián)改性聚酰亞胺；
本發(fā)明在聚酰亞胺的分子鏈中引入了具有疏水性的S1-O-Si結(jié)構(gòu)，通過聚酰亞胺對(duì)交聯(lián)聚硅氧烷的剪切力，可以將聚硅氧烷分散成更小的顆粒，其可以均勻的包覆在聚酰亞胺粒子的表面，從而形成疏水層，從而改善了其在復(fù)合材料中的分散均勻性;本發(fā)明的交聯(lián)聚硅氧烷還具有很好的熱穩(wěn)定性和輻射穩(wěn)定性，提高了其阻尼性能和與聚酰亞胺的相容性；本發(fā)明將預(yù)交聯(lián)聚酰亞胺與氮化鋁懸浮液混合，形成的復(fù)合材料結(jié)合了聚酰亞胺和氮化鋁的各自優(yōu)點(diǎn)，具有高導(dǎo)熱，低膨脹，低介電，電絕緣，耐高溫等優(yōu)異的性能;本發(fā)明采用異丙醇鋁為前驅(qū)體，得到的鋁溶膠可以有效的改善填料在聚合物中的分散性，同時(shí)提高成品材料的表面抗性。
【具體實(shí)施方式】
[0007]一種鋁溶膠改性耐熱光纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
異丙醇鋁3、鉬酸銨1、八甲基環(huán)四硅氧烷5、八苯基P0SS2、四甲基氫氧化銨0.01、二甲基乙酰胺300、辛基苯基環(huán)四硅氧烷1、4，4 ’ 二氨基二苯醚37、20%的氨水2、均苯四甲酸二酐46、N甲基吡咯烷酮70、氮化鋁3、高密度聚乙烯100、二氨基二苯醚0.1、雙癸基二甲基溴化銨
0.7、松油醇3、8羥基喹啉0.4、環(huán)氧硬脂酸辛酯4。
[0008]一種所述的鋁溶膠改性耐熱光纜料的制備方法，包括以下步驟:
(1)取上述八甲基環(huán)四硅氧烷重量的10%，與四甲基氫氧化銨混合，通入氮?dú)?，?0°C下保溫反應(yīng)2小時(shí)，緩慢降低溫度為常溫，得堿溶膠；
(2)將上述8羥基喹啉加入到其重量27倍的、30%的乙醇溶液中，升高溫度為50°C，加入上述異丙醇鋁，保溫?cái)嚢?0分鐘，加入上述堿溶膠重量的10%，升高溫度為70°C，保溫?cái)嚢?7分鐘，加入鉬酸銨，攪拌至常溫，得改性鋁溶膠；
(3)取上述二甲基乙酰胺重量的10%，加入剩余的八甲基環(huán)四硅氧烷、辛基苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基POSS，攪拌均勻，通入氮?dú)猓尤胧Ｓ嗟膲A溶膠，在90 V保溫?cái)嚢?0分鐘，停止通入氮?dú)猓?小時(shí)，升高溫度為150°C，保溫27分鐘，冷卻，在60°C下真空干燥I小時(shí)，得交聯(lián)聚娃氧燒；
(4)將上述4，4’ 二氨基二苯醚加入到其重量36倍的、15%的硫酸溶液中，加入上述20%的氨水，靜置I小時(shí)，過濾，將沉淀用去離子水洗3次，在60 0C下真空干燥4小時(shí)，得精制苯醚；
(5)將上述鉬酸銨、雙癸基二甲基溴化銨混合，加入到混合料重量20倍的蒸餾水中，攪拌均勻，得水分散液；
(6)將上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交聯(lián)聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，攪拌均勻，送入冰水浴中，通入氮?dú)?，攪拌反?yīng)2小時(shí)，出料，將產(chǎn)物加入到上述水分散液中，常溫靜置4天，過濾，得預(yù)交聯(lián)聚酰亞胺；
(7)將上述氮化鋁加入到N甲基吡咯烷酮中，超聲2分鐘，得氮化鋁分散液；
(8)將上述預(yù)交聯(lián)聚酰亞胺加入到氮化鋁分散液中，超聲20分鐘，加入上述改性鋁溶膠，攪拌均勻，過濾，將沉淀在76°C下真空干燥3小時(shí)，磨成細(xì)粉，送入2500C的真空干燥箱中，加熱6小時(shí)，出料冷卻，得交聯(lián)改性聚酰亞胺；
(9)將上述交聯(lián)改性聚酰亞胺與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入到螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出，冷卻，磨粉，即得所述光纜料。
[0009]性能測(cè)試:
拉伸強(qiáng)度:19.9MPa;
斷裂伸長率:351%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁溶膠改性耐熱光纜料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 異丙醇鋁3-5、鉬酸銨1-2、八甲基環(huán)四硅氧烷5-7、八苯基-P0SS2-3、四甲基氫氧化銨.0.01-0.02、二甲基乙酰胺300-400、辛基苯基環(huán)四硅氧烷1-3、4，4’_二氨基二苯醚37-40、.20-25%的氨水2-4、均苯四甲酸二酐46-50、N-甲基吡咯烷酮70-80、氮化鋁3-4、高密度聚乙烯100-110、二氨基二苯醚0.1-0.2、雙癸基二甲基溴化銨0.7-1、松油醇3-4、8_羥基喹啉.0.4-1、環(huán)氧硬脂酸辛酯4-6。2.—種如權(quán)利要求1所述的鋁溶膠改性耐熱光纜料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)取上述八甲基環(huán)四硅氧烷重量的10-15%，與四甲基氫氧化銨混合，通入氮?dú)?，?0-.95 °C下保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，緩慢降低溫度為常溫，得堿溶膠； (2)將上述8-羥基喹啉加入到其重量27-30倍的、30-35%的乙醇溶液中，升高溫度為50-.60°C，加入上述異丙醇鋁，保溫?cái)嚢?0-20分鐘，加入上述堿溶膠重量的10-12%，升高溫度為.70-80 0C，保溫?cái)嚢?7-20分鐘，加入鉬酸銨，攪拌至常溫，得改性鋁溶膠； (3)取上述二甲基乙酰胺重量的10-15%，加入剩余的八甲基環(huán)四硅氧烷、辛基苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基-POSS，攪拌均勻，通入氮?dú)?，加入剩余的堿溶膠，在90-95 °C保溫?cái)嚢?0-40分鐘，停止通入氮?dú)?，保?-3小時(shí)，升高溫度為150-160°C，保溫27-30分鐘，冷卻，在60-65.0C下真空干燥1-2小時(shí)，得交聯(lián)聚硅氧烷； (4)將上述4，4二氨基二苯醚加入到其重量36-40倍的、15-17%的硫酸溶液中，加入上述20-25%的氨水，靜置1-2小時(shí)，過濾，將沉淀用去離子水洗3-4次，在60-70 °C下真空干燥4-.5小時(shí)，得精制苯醚； (5)將上述鉬酸銨、雙癸基二甲基溴化銨混合，加入到混合料重量20-30倍的蒸餾水中，攪拌均勻，得水分散液； (6)將上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交聯(lián)聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，攪拌均勻，送入冰水浴中，通入氮?dú)?，攪拌反?yīng)2-3小時(shí)，出料，將產(chǎn)物加入到上述水分散液中，常溫靜置4-5天，過濾，得預(yù)交聯(lián)聚酰亞胺； (7)將上述氮化鋁加入到N-甲基吡咯烷酮中，超聲2-3分鐘，得氮化鋁分散液； (8)將上述預(yù)交聯(lián)聚酰亞胺加入到氮化鋁分散液中，超聲20-30分鐘，加入上述改性鋁溶膠，攪拌均勻，過濾，將沉淀在76-80 °C下真空干燥3-5小時(shí)，磨成細(xì)粉，送入250-260 V的真空干燥箱中，加熱6-7小時(shí)，出料冷卻，得交聯(lián)改性聚酰亞胺； (9)將上述交聯(lián)改性聚酰亞胺與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入到螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出，冷卻，磨粉，即得所述光纜料。
【文檔編號(hào)】C08K3/28GK105924743SQ201610457074
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】梅章文, 孟亮, 周清華
【申請(qǐng)人】安徽電信器材貿(mào)易工業(yè)有限責(zé)任公司