【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及合金阻燃材料，具體涉及一種低煙、高模量pc/abs合金無鹵阻燃材料及含磷硅阻燃劑的制備方法。
技術介紹
1、在現代工業中，聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(pc/abs)合金因其出色的綜合性能，如良好的機械強度、耐熱性、尺寸穩定性和沖擊韌性，已成為電子電器、汽車工業、家電外殼等領域的理想材料。然而，隨著應用場景日益復雜化，特別是在電子電器領域，對材料提出了更高的阻燃性、安全性和環保要求。傳統的pc/abs合金阻燃材料多采用鹵素阻燃劑，如溴化物、氯化物等，這些材料在燃燒過程中可能釋放出有毒有害的鹵化氫氣體及二惡英等致癌物質，嚴重威脅人體健康，并對環境造成不可逆的破壞。因此，開發一種無鹵、低煙、高模量的阻燃材料成為當前材料科學中的重要研究方向。
2、無鹵阻燃材料因其環保優勢越來越受到關注，傳統的鹵素阻燃劑在燃燒時產生大量濃煙和有害氣體，而無鹵阻燃劑則能在實現高效阻燃效果的同時，大幅減少煙霧和有害物質的生成，特別適用于對環保有嚴格要求的領域。無鹵阻燃技術的核心是使用替代鹵素的環保型阻燃劑，如磷系、氮系、硅系阻燃劑，它們在燃燒過程中不會產生有毒氣體，并通過多種阻燃機制提供保護，如凝聚相炭化層形成、氣相中活性自由基捕捉等，從而抑制火焰的傳播和發展。
3、在眾多無鹵阻燃劑體系中，磷硅協同阻燃體系表現出獨特的優點。磷系阻燃劑在高溫條件下能夠促進材料表面形成一層致密的炭化層，有效隔絕熱量和氧氣，阻止進一步的燃燒。硅系阻燃劑則在高溫下生成二氧化硅(sio)保護層，增強材料的耐熱性和耐火性。磷硅阻燃劑的協同作用
4、在無鹵阻燃pc/abs合金材料的開發過程中，除了阻燃性和環保性，還需要兼顧材料的機械性能，尤其是模量。高模量pc/abs合金材料在應用中具有更好的剛性和承載能力，特別適合用于汽車內外飾件、電子電器設備外殼等對強度、剛性和耐久性有較高要求的場合。因此，研究低煙、高模量的無鹵阻燃pc/abs合金材料具有重要的技術和市場價值。
5、目前的研究主要集中在通過引入不同類型的磷系和硅系阻燃劑，來改善pc/abs合金的阻燃性和機械性能。磷系阻燃劑在燃燒過程中能通過脫水縮合形成穩定的玻璃狀或陶瓷狀炭化層，有效地隔絕熱源和氧氣，阻止火焰傳播；硅系阻燃劑在燃燒時生成的二氧化硅層可以進一步提高材料的熱穩定性，降低火焰的擴散速度。通過合理設計磷硅比例，可以使阻燃劑在較低添加量的情況下實現優異的阻燃效果，同時保持材料的高模量和低煙特性。
6、在具體的制備工藝中，磷硅系阻燃劑的均勻分散和與pc/abs基體材料的相容性是關鍵技術難題。阻燃劑的分散均勻性和相容性直接影響阻燃材料的最終性能。為確保阻燃劑在pc/abs合金中的有效分散，通常需要通過表面改性技術或采用特定的分散劑來增強阻燃劑與基體樹脂的界面結合。此外，工藝參數如加工溫度、壓力、混合速度等也需要經過精確優化，以保證材料在加工過程中的熱穩定性、機械性能和阻燃性能。
7、此外，低煙特性也是現代阻燃材料開發中的關鍵性能指標之一。阻燃材料在燃燒時產生的煙霧不僅影響火災現場的能見度，還會帶來嚴重的健康風險。通過調整磷硅系阻燃劑的化學結構及其在材料中的分散狀態，可以顯著降低燃燒時的煙密度，從而提升材料的安全性。
8、中國專利cn102604315a公開了一種汽車內飾件用低煙密度pc/abs合金及其制備方法，該低煙密度pc/abs合金通過對硼酸鋅、三氧化鉬、八鉬酸銨和鉬酸鋅等四種阻燃抑煙劑進行復配使用，在pc/abs合金中不但有效提升了阻燃效果，更為有效地是能夠降低煙密度，高效抑煙。然而，該專利中也使用了三氧化鉬、八鉬酸銨和鉬酸鋅這些鉬類化合物。中國專利cn112111142a公開了一種低煙密度、阻燃pc/abs合金材料及其制備方法，采用聚二甲基硅氧烷，硼酸鋅，10-12份的磷酸酯阻燃劑阻燃劑，在降低煙密度的同時會犧牲一部分合金的機械強度。中國專利cn106995602a公開了一種高模量高流動無鹵阻燃pc/abs合金材料及其制備方法，采用了碳纖維作為增強材料，多聚芳香酯磷酸鹽和超細磷酸鹽為阻燃劑，硅系三嗪為成炭協效劑并添加mbs增韌劑，其中px200阻燃劑超過10份，在一定程度上影響合金本身的模量。
技術實現思路
1、為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本專利技術的目的在于提供一種含磷硅阻燃劑的制備方法，通過該方法可以合成出一種同時含有磷、硅元素的新型阻燃劑，將其加入到pc/abs合金當中制備出一種低煙、高模量pc/abs合金無鹵阻燃材料。
2、本專利技術的另一目的在于提供一種低煙、高模量pc/abs合金無鹵阻燃材料，通過添加含磷硅阻燃劑提高pc/abs材料的阻燃性，減少了傳統磷酸酯類阻燃劑的用量，減小了對合金拉伸強度、彎曲模量和熱變形溫度的影響；此外，含磷硅阻燃劑本身與pc/abs高度相容，燃燒過程中易于硼酸鋅、三聚苯硼酸和八鉬，形成陶瓷化阻隔層，具有抑煙、阻燃和防止熔融體滴落的功能，而制得的阻燃材料可以廣泛應用于汽車儀表顯示器外殼、家用電器、通訊電子電器零部件和軌道交通內飾件的生產。
3、本專利技術的目的通過下述技術方案實現：一種含磷硅阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：
4、s1、將苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭按照比例加入甲醇與水的混合體系中，攪拌均勻后加入酸性催化劑，調節ph值至4-6，控制溫度在0℃～45℃反應8～12h，中和、洗滌，并在-0.098mpa，85℃脫低后，得中間體，備用；
5、s2、向步驟s1中得到的中間體中加入與乙烯基雙封頭中乙烯基等摩爾比dopo阻燃劑，以及和中間體等質量比的dmf，加熱至60℃～75℃反應4～12h，過濾、洗滌干燥，得到含磷硅阻燃劑。
6、本專利技術中的含磷硅阻燃劑通過采用上述方法制得，而利用上述方法可以可以合成出一種同時含有磷、硅元素的新型阻燃劑，將其加入到pc/abs合金當中制備出一種低煙、高模量pc/abs合金無鹵阻燃材料。
7、此外，本專利技術還可以在酸性條件下，將苯基三甲氧基硅氧烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基中的兩種與乙烯雙封頭或四甲基四乙烯基環四硅氧烷，按照上述比例在醇水溶液中進行平衡縮聚，然后與9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(dopo)及溶劑在加熱條件下反應數小時，添加非極性溶劑，得到含磷硅阻燃劑。
8、優選的，所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭按照摩爾比為0.1～3:0.5～4:0.1～0.5混合；所述甲醇和水按照質量比為1:0.8-1.2組成混合體系。
9、優選的，所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭的混合物與甲醇和水的混合體系的用量的質量比為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種含磷硅阻燃劑的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種含磷硅阻燃劑，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭按照摩爾比為0.1～3:0.5～4:0.1～0.5混合；所述甲醇和水按照質量比為1:0.8-1.2組成混合體系。
3.根據權利要求1所述的一種含磷硅阻燃劑的制備方法，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭的混合物與甲醇和水的混合體系的用量的質量比為1:0.8-1.2。
4.根據權利要求1所述的一種含磷硅阻燃劑的制備方法，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭按照摩爾比為0.1～1:0.5～4:0.1～0.4混合，其固含量為35％～60％。
5.根據權利要求1所述的一種含磷硅阻燃劑的制備方法，其特征在于：所述酸性催化劑為苯磺酸、對甲苯磺酸、硫酸、鹽酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸、強酸氫鹽中的至少一種。
6.一種低煙、高模量PC/ABS合金無鹵阻燃材料，其特征在于：包括如下重量份
7.根據權利要求1所述的一種低煙、高模量PC/ABS合金無鹵阻燃材料，其特征在于：所述有機硅協效阻燃添加劑為苯基倍半硅氧烷。
8.根據權利要求1所述的一種低煙、高模量PC/ABS合金無鹵阻燃材料，其特征在于：所述磷酸酯類阻燃劑為FCR210、SPB-100、HM1100、PX200、PX220中的至少一種。
9.根據權利要求1所述的一種低煙、高模量PC/ABS合金無鹵阻燃材料，其特征在于：所述抗氧劑由主抗氧劑和輔助抗氧劑組成，所述主抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1076和抗氧劑MD-697中的至少一種；所述輔助抗氧劑選自抗氧劑168、抗氧劑412S中的至少一種。
10.根據權利要求6-9任一項所述的一種低煙、高模量PC/ABS合金無鹵阻燃材料，其特征在于：所述低煙、高模量PC/ABS合金無鹵阻燃材料通過如下方法制得：
...【技術特征摘要】
1.一種含磷硅阻燃劑的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種含磷硅阻燃劑，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭按照摩爾比為0.1～3:0.5～4:0.1～0.5混合；所述甲醇和水按照質量比為1:0.8-1.2組成混合體系。
3.根據權利要求1所述的一種含磷硅阻燃劑的制備方法，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭的混合物與甲醇和水的混合體系的用量的質量比為1:0.8-1.2。
4.根據權利要求1所述的一種含磷硅阻燃劑的制備方法，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基雙封頭按照摩爾比為0.1～1:0.5～4:0.1～0.4混合，其固含量為35％～60％。
5.根據權利要求1所述的一種含磷硅阻燃劑的制備方法，其特征在于：所述酸性催化劑為苯磺酸、對甲苯磺酸、硫酸、鹽酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸、強酸氫鹽中的至少一種。
6.一種低煙、高模量pc/abs合金無鹵阻燃材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：pc樹脂30～60份、abs樹脂5～30份、有機硅協效阻燃添加劑1～3份、有機硅增韌劑1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：年福偉，王啟瑤，宋雨，安江玥，
申請(專利權)人：銓盛云浮新型聚合物有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。