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    一種含有碳納米管的阻燃型塑料及其制備方法技術
    
                            
    技術編號：43818237 閱讀：11 留言：0更新日期：2024-12-27 13:31
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術涉及高分子材料技術領域，尤其是涉及一種含有碳納米管的阻燃型塑料及其制備方法；所述含有碳納米管的阻燃型塑料由如下重量份原料組成：100～120份PET樹脂、20～30份ABS樹脂、3～6份三乙醇胺、4～6份碳納米管、3～5份磷酸三(二甲苯)酯、2～4份季戊四醇硬脂酸酯、5～8份納米粉體、0.8～2份抗氧劑、2～5份相容劑、1～2份抗紫外劑及5～8份復配阻燃劑；本發明專利技術所制備的塑料產品不僅具有優良的力學性能及電磁屏蔽性能，還具有優異的阻燃性能，有效地保證了其品質與質量。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術涉及高分子材料，尤其是涉及一種含有碳納米管的阻燃型塑料及其制備方法。

    技術介紹
    1、塑料是指以高分子量的合成樹脂為主要組分，加入適當添加劑，如增塑劑、穩定劑、抗氧化劑、阻燃劑、著色劑等，經加工成型的塑性(柔韌性)材料，或固化交聯形成的剛性材料。隨著塑料工業的發展，塑料已成為汽車、航空航天、電子電氣、包裝、建材、農業等領域進行技術改造，促進技術進步和開發高科技產品必不可少的新材料。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能，其碳原子的p電子形成大范圍的離域π鍵，由于共軛效應顯著，碳納米管具有優良的導電性能。若在制備塑料的過程中添加碳納米管不僅能有效地改善其力學性能及導電性能，同時還能有效地提高其電磁屏蔽性能，減少外部電磁對其產生的干擾。
    2、在申請號為“cn202310733422.9”的專利文件中公開了“一種耐高溫抗菌pet塑料及其制備方法”，所述耐高溫抗菌pet塑料由以下原料按重量制備而成：pet樹脂100-200份、pbt樹脂30-50份、擴鏈劑1-3份、多孔氧化鋁抗菌微球20-30份、碳纖維3-7份、微晶纖維素2-5份、相容劑1-4份、潤滑劑1-3份和抗氧劑2-5份。該篇專利文件所制備的pet塑料雖然具有較好的耐高溫性能及抗菌性能，但是其本身的力學性能及阻燃性能相對不足，這在一定程度上影響了其品質與質量。因此，本專利技術提供了一種含有碳納米管的阻燃型塑料及其制備方法，以解決上述所提出的若干技術問題！

    技術實現思路
    1、本專利技術的目的在于提供一種含有碳納米管的阻燃型塑料及其制備方法，所制備的塑料產品不僅具有優良的力學性能及電磁屏蔽性能，還具有優異的阻燃性能，有效地保證了其品質與質量。
    2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
    3、一種含有碳納米管的阻燃型塑料，由如下重量份原料組成：100～120份pet樹脂、20～30份abs樹脂、3～6份三乙醇胺、4～6份碳納米管、3～5份磷酸三(二甲苯)酯、2～4份季戊四醇硬脂酸酯、5～8份納米粉體、0.8～2份抗氧劑、2～5份相容劑、1～2份抗紫外劑及5～8份復配阻燃劑；其中，
    4、所述abs樹脂的分子量為80000～150000，其包括質量百分比含量為5～30％的丁二烯、10～30％的丙烯腈，40～70％的苯乙烯；
    5、所述pet樹脂的分子量為20000～30000，根據gb-t3682測量的在190℃，21.6kg測得的熔融指數為300g/10min～600g/10min。
    6、更進一步地，所述納米粉體由納米二氧化鈦及納米二氧化硅按1：0.8～1.2的質量比復配而成。
    7、更進一步地，所述抗氧劑選用抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1076中的任意一種。
    8、更進一步地，所述相容劑選用poe-g-mah，且其馬來酸酐接枝率為0.8～2.5％。
    9、更進一步地，所述抗紫外劑選自抗紫外劑uv-531、抗紫外劑uv-326、抗紫外劑uv-328中的任意一種。
    10、更進一步地，所述復配阻燃劑的制備方法包括以下步驟：
    11、步驟一、按0.1～0.3g/ml的用量比將有機化合物投入體積濃度為60～85％的乙醇水溶液中，混合攪拌均勻后升溫至30～50℃，并于此溫度下超聲處理20～40min，待超聲完畢，所得即為接枝劑；
    12、其中，所述有機化合物的結構如下所示：
    13、
    14、步驟二、按0.01～0.02g/ml的固液比將無機基材投入混合溶劑中，然后向其中緩慢滴加質量為無機基材2～4倍的接枝劑，滴加完畢后，將所得混合組分的溫度升至50～70℃，并在此溫度下保溫攪拌反應10～20h；待反應完畢，將所得生成物組分自然冷卻至室溫，然后依次經固液分離及真空干燥處理后制得復配阻燃劑；其中，所述混合溶劑由dmf及體積為其1～2倍的乙醇混合配制而成。
    15、更進一步地，所述無機基材的制備方法為：按0.02～0.05g/ml的固液比向0.1～0.3g/ml的硫酸鎂水溶液中加入煅燒高嶺土，混合攪拌均勻后將所得混合液的溫度升至70～90℃，并于此溫度下邊攪拌邊向其中加入質量為硫酸鎂65～75％的消石灰，攪拌反應2～4h后對所得生成物組分依次進行固液分離、洗滌、真空干燥及解聚打散處理后制得無機基材。
    16、更進一步地，所述煅燒高嶺土的制備方法為：將高嶺土轉入煅燒設備中，并于750～880℃的溫度下高溫煅燒4～6h；待煅燒完畢，再依次經研磨及過200～300目篩處理后即得煅燒高嶺土。
    17、更進一步地，所述碳納米管為多壁碳納米管，其內徑為6～10nm，外徑為30～50nm，長徑比為5～20。
    18、一種含有碳納米管的阻燃型塑料的制備方法，包括以下步驟：
    19、第一步、按配方量稱取各原料，然后分別將pet樹脂，abs樹脂于75～85℃的溫度下干燥處理2～3h后保存、備用；
    20、第二步、將干燥后的pet樹脂、abs樹脂投入高速混合機內并以600～800r/min的速率混合攪拌5～10min，然后加入剩余原料，同時以1500～2000r/min的速率繼續混合攪拌20～30min；
    21、第三步、待混合完全后，將所得混合漿料輸送至雙螺桿擠出機，并于235～255℃的溫度下進行熔融擠出造粒，最終所得即為含有碳納米管的阻燃型塑料成品。
    22、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
    23、本專利技術中以高嶺土為起始原料，通過對其進行高溫煅燒處理使其形成多孔結構的煅燒高嶺土，從而增大了其比表面積也增強了其負載能力，為后續沉積納米氫氧化鎂膜層奠定基礎。所得煅燒高嶺土投入硫酸鎂水溶液中，然后向其中加入消石灰，最終在多孔結構的高嶺土的表面沉積一層致密的納米氫氧化鎂膜層，再依次經固液分離、洗滌、真空干燥及解聚打散處理后制得無機基材，納米氫氧化鎂膜層的存在有效地提高了煅燒高嶺土的阻燃性能。
    24、再者，本專利技術中通過將有機化合物投入乙醇水溶液中，并對其進行超聲處理，使其發生水解從而制備出接枝劑。然后將無機基材投入混合溶劑中并向其中緩慢滴加接枝劑，經保溫攪拌反應使接枝劑與無機基材表面的活性基團發生化學反應，最終接枝劑通過化學鍵有效地接枝在無機基材的表面制備出復配阻燃劑。在最外層的接枝劑、次外層的納米氫氧化鎂膜層及核層煅燒高嶺土的協同配合作用下使得具有“核殼”結構的復配阻燃劑具有優異的阻燃性能。其與磷酸三(二甲苯)酯相互協同，相互配合，有效地保證了所制備的塑料產品的阻燃性能。另外，本專利技術所制備的塑料產品還具有優良的力學性能及電磁屏蔽性能，減少外部電磁對其產生的干擾，有效地保證了其品質與質量。
    本文檔來自技高網    ...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于，由如下重量份原料組成：100～120份PET樹脂、20～30份ABS樹脂、3～6份三乙醇胺、4～6份碳納米管、3～5份磷酸三(二甲苯)酯、2～4份季戊四醇硬脂酸酯、5～8份納米粉體、0.8～2份抗氧劑、2～5份相容劑、1～2份抗紫外劑及5～8份復配阻燃劑；其中，
    2.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述納米粉體由納米二氧化鈦及納米二氧化硅按1：0.8～1.2的質量比復配而成。
    3.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述抗氧劑選用抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1076中的任意一種。
    4.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述相容劑選用POE-g-MAH，且其馬來酸酐接枝率為0.8～2.5％。
    5.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述抗紫外劑選自抗紫外劑UV-531、抗紫外劑UV-326、抗紫外劑UV-328中的任意一種。
    6.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于，所述復配阻燃劑的制備方法包括以下步驟：
    7.根據權利要求6所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于，所述無機基材的制備方法為：按0.02～0.05g/mL的固液比向0.1～0.3g/mL的硫酸鎂水溶液中加入煅燒高嶺土，混合攪拌均勻后將所得混合液的溫度升至70～90℃，并于此溫度下邊攪拌邊向其中加入質量為硫酸鎂65～75％的消石灰，攪拌反應2～4h后對所得生成物組分依次進行固液分離、洗滌、真空干燥及解聚打散處理后制得無機基材。
    8.根據權利要求7所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于，所述煅燒高嶺土的制備方法為：將高嶺土轉入煅燒設備中，并于750～880℃的溫度下高溫煅燒4～6h；待煅燒完畢，再依次經研磨及過200～300目篩處理后即得煅燒高嶺土。
    9.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述碳納米管為多壁碳納米管，其內徑為6～10nm，外徑為30～50nm，長徑比為5～20。
    10.根據權利要求1～9中任一項所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于，由如下重量份原料組成：100～120份pet樹脂、20～30份abs樹脂、3～6份三乙醇胺、4～6份碳納米管、3～5份磷酸三(二甲苯)酯、2～4份季戊四醇硬脂酸酯、5～8份納米粉體、0.8～2份抗氧劑、2～5份相容劑、1～2份抗紫外劑及5～8份復配阻燃劑；其中，
    2.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述納米粉體由納米二氧化鈦及納米二氧化硅按1：0.8～1.2的質量比復配而成。
    3.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述抗氧劑選用抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1076中的任意一種。
    4.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述相容劑選用poe-g-mah，且其馬來酸酐接枝率為0.8～2.5％。
    5.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻燃型塑料，其特征在于：所述抗紫外劑選自抗紫外劑uv-531、抗紫外劑uv-326、抗紫外劑uv-328中的任意一種。
    6.根據權利要求1所述的一種含有碳納米管的阻...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：徐建誠，楊承希，吳江，
    
        申請(專利權)人：廣東普萊納米新材料科技有限公司，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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