【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合材料，具體為一種高阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法。
技術介紹
1、聚丙烯屬于無毒塑料，價格便宜，具有較好的加工性能，但是其易燃，在燃燒的過程中有滴落物，限制了其使用；在長時間暴露在空氣中，會受到細菌的侵蝕，從而影響其正常使用，因此如何避免這些現象，是解決問題的關鍵。殼聚糖具有良好的生物可降解性、生物相容性，分子骨架含有一定數量的側鏈基團如羥基和氨基，這些基團在受熱分解過程中可以在聚合物中碳化，形成阻礙燃燒的屏障，從而起到阻燃作用，將其應用在本專利技術的材料中，作為添加材料之一，提升材料的阻燃性能。如專利cn116041847a公布了一種高導熱阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法，復合材料具有較好的阻燃性能，但是其抗菌性能沒有得到改善。
技術實現思路
1、(一)解決的技術問題
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種高阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法，具有較好的阻燃、抗菌效果。
3、(二)技術方案
4、為實現上述目的，本專利技術提供以下技術方案：一種高阻燃聚丙烯復合材料，包括以下重量組分：3-5重量份的芐氯基殼聚糖、4-6重量份的改性碳納米管、5-8重量份的硅修飾硼酸、60-80重量份的聚丙烯。
5、優選的，所述硅修飾硼酸的制備方法為：
6、(1)向n,n-二甲基甲酰胺溶劑中加入5-醛基-2-噻吩硼酸和甲基硅酸季戊四醇酯，攪拌溶解，在75-85℃下反應10-14h，結束后減壓蒸餾，過濾并干燥，得到中間體1；p>
7、(2)將5-氨基間苯二甲酸、氯化亞砜加入至二甲苯溶劑中，升溫至65-80℃，回流反應6-8h，減壓蒸餾除溶劑，得到中間體2；
8、(3)將中間體2和4-甲基-5-噻唑乙醇加入到n,n-二甲基甲酰胺溶劑中，攪拌混合，繼續向其加入吡啶催化劑，在70-90℃下反應10-12h，結束后旋轉除去溶劑，石油醚洗滌，干燥，得到含硫硼酸；
9、(4)向乙醇溶劑中加入含硫硼酸和中間體1，在70-95℃下反應7-10h，然后向其加入含氫硅油，在65-85℃下反應8-14h，結束后減壓蒸餾，石油醚洗滌，干燥，得到硅修飾硼酸。
10、優選的，所述(1)中5-醛基-2-噻吩硼酸、甲基硅酸季戊四醇酯的質量比為1:1.6-2.1。
11、優選的，所述(2)中5-氨基間苯二甲酸、氯化亞砜的質量比為1:2.5-3。
12、優選的，所述(3)中中間體2、4-甲基-5-噻唑乙醇、吡啶催化劑的質量比為1.1-1.3:1:0.02-0.03。
13、優選的，所述(4)中含硫硼酸、中間體1、含氫硅油的質量比為1.2-1.4:1:0.8-1.2。
14、優選的，所述改性碳納米管的制備方法為：
15、s1.在0-2℃下，向裝有乙醚溶劑的反應釜中加入5-8重量份的含硫硼酸、6-10重量份的丙烯酰氯和0.4-0.6重量份的吡啶催化劑，通入氮氣保護，在25-40℃下反應6-8h，結束后洗滌，干燥，得到烯基化硼酸；
16、s2.向n,n-二甲基甲酰胺溶劑中加入7-10重量份的烯基化硼酸、3-5重量份的乙烯基碳納米管和6-12重量份的丙烯進行溶解，溶解后加入0.4-0.7重量份的偶氮二異丁腈引發劑，在60-80℃下反應2-6h，反應后減壓蒸餾除去溶劑，過濾、洗滌并干燥，得到改性碳納米管。
17、優選的，所述高阻燃聚丙烯復合材料的制備方法為：將芐氯基殼聚糖、改性碳納米管、硅修飾硼酸、聚丙烯加入到雙螺桿擠出機中，共混溫度為185-190℃，擠出溫度170-180℃，得到高阻燃聚丙烯復合材料。
18、(三)有益的技術效果
19、本專利技術通過將芐氯基殼聚糖、改性碳納米管、硅修飾硼酸、聚丙烯加入到雙螺桿擠出機中，共混，擠出，得到高阻燃聚丙烯復合材料，其中芐氯基殼聚糖中的芐氯會和改性碳納米管、硅修飾硼酸中的叔胺進行反應，生成具有抗菌效果的季銨鹽基團。
20、將5-醛基-2-噻吩硼酸中的硼酸基團和甲基硅酸季戊四醇酯中的羥基進行反應，同時引入了醛基，得到中間體1；將5-氨基間苯二甲酸中的羧基和氯化亞砜進行反應，引入了酰氯基團，繼續和4-甲基-5-噻唑乙醇中的羥基進行反應，同時引入了氨基，從而得到含硫硼酸；將含硫硼酸中的氨基和中間體1中的醛基進行縮合反應，引入了雙鍵，繼續和含氫硅油進行加成反應，從而得到硅修飾硼酸。
21、聚丙烯復合材料在燃燒時，其中的硼酸會釋放出結晶水并形成玻璃狀涂層覆蓋在材料表面，起到隔絕空氣和降溫的作用，從而達到阻燃的效果，硫元素在高溫條件下能夠釋放出硫酸等強酸，這些強酸可以促進基材脫水成炭，形成的炭層具有隔熱和隔絕空氣的作用，從而阻止其燃；其中的硅元素能促進燃燒產物碳化，形成穩定的碳質層，阻止氧氣進入，達到阻燃的效果；其中含有的碳納米管本身也具有阻燃的效果。
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1.一種高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，包括以下重量組分：3-5重量份的芐氯基殼聚糖、4-6重量份的改性碳納米管、5-8重量份的硅修飾硼酸、60-80重量份的聚丙烯。
2.根據權利要求1所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述硅修飾硼酸的制備方法為：
3.根據權利要求2所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述(1)中5-醛基-2-噻吩硼酸、甲基硅酸季戊四醇酯的質量比為1:1.6-2.1。
4.根據權利要求2所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述(2)中5-氨基間苯二甲酸、氯化亞砜的質量比為1:2.5-3。
5.根據權利要求2所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述(3)中中間體2、4-甲基-5-噻唑乙醇、吡啶催化劑的質量比為1.1-1.3:1:0.02-0.03。
6.根據權利要求2所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述(4)中含硫硼酸、中間體1、含氫硅油的質量比為1.2-1.4:1:0.8-1.2。
7.根據權利要求1所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述改性碳納米管的制備方
8.一種如權利要求1-7任一項所述的高阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述高阻燃聚丙烯復合材料的制備方法為：將芐氯基殼聚糖、改性碳納米管、硅修飾硼酸、聚丙烯加入到雙螺桿擠出機中，共混溫度為185-190℃，擠出溫度170-180℃，得到高阻燃聚丙烯復合材料。
...【技術特征摘要】
1.一種高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，包括以下重量組分：3-5重量份的芐氯基殼聚糖、4-6重量份的改性碳納米管、5-8重量份的硅修飾硼酸、60-80重量份的聚丙烯。
2.根據權利要求1所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述硅修飾硼酸的制備方法為：
3.根據權利要求2所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述(1)中5-醛基-2-噻吩硼酸、甲基硅酸季戊四醇酯的質量比為1:1.6-2.1。
4.根據權利要求2所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述(2)中5-氨基間苯二甲酸、氯化亞砜的質量比為1:2.5-3。
5.根據權利要求2所述的高阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述(3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田然，管元峰，
申請(專利權)人：青島海鐵復合材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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