CN106832806A - 阻燃抑烟的pet材料以及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供阻燃抑烟的PET材料，由以下重量份的原料制成：PET100份，填料14～19份，抗氧剂0.6～1.1份，耐水解剂0.3～0.8份，热稳定剂0.2～0.7份，增韧剂4～9份，润滑剂0.5～1份，成核剂1.5～2份，抗滴落剂0.4～0.9份，阻燃抑烟剂17～22份。本发明还提供了该PET材料的制备方法。本发明所提供的PET材料的阻燃抑烟性能较强。

Description

阻燃抑烟的PET材料以及制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，特别是涉及阻燃抑烟的PET材料以及制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯是热塑性聚酯中最主要的品种，英文名为Polyethyleneterephthalate简称PET或PEIT(以下简称为PET)，俗称涤纶树脂。PET是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，与PBT一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。1946年英国发表了第一个制备PET的专利，1949年英国ICI公式完成中试，但美国杜邦公司购买专利后，1953年建立了生产装置，在世界最先实现工业化生产。初期PET几乎都用于合成纤维(我国俗称涤纶、的确良)。80年代以来，PET作为工程塑料有突破性的发展，相继研制出成核剂和结晶促进剂，目前PET与PBT一起作为热塑性聚酯，成为五大工程塑料之一。
PET分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性和成性。PET具有很好的光学性能和耐候性，非晶态的PET具有良好的光学透明性。另外PET具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。PET材料存在的一大缺陷是阻燃抑烟性能较差，限制了其在汽车、电子设备方面的应用。
例如，公开号为CN103013075B、公开日为2015.08.05、申请人为深圳市科聚新材料有限公司的中国专利公开了“PET复合材料、其制备方法和应用”，该PET复合材料包括聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、增韧剂、增溶剂、碳纤维、导电炭黑，通过碳纤维的改性作用使得PET复合材料的强度得到大大增强；通过碳纤维和导电炭黑的协同改性作用使得PET复合材料的抗静电性能得到显著提升。然而，该PET复合材料依然存在阻燃抑烟性能较差的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供阻燃抑烟的PET材料，其阻燃抑烟性能较强。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
阻燃抑烟的PET材料，由以下重量份的原料制成：PET 100份，填料14～19份，抗氧剂0.6～1.1份，耐水解剂0.3～0.8份，热稳定剂0.2～0.7份，增韧剂4～9份，润滑剂0.5～1份，成核剂1.5～2份，抗滴落剂0.4～0.9份，阻燃抑烟剂17～22份。
优选地，本发明所述填料为玻纤。
优选地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂245。
优选地，本发明所述耐水解剂为聚碳化二亚胺。
优选地，本发明所述热稳定剂为硬脂酸钙。
优选地，本发明所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体。
优选地，本发明所述润滑剂为聚硅氧烷。
优选地，本发明所述成核剂为硅酸钙。
优选地，本发明所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述耐酸碱耐磨的聚氨酯弹性体的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
阻燃抑烟的PET材料的制备方法，其步骤为：
(1)将氯化镁、氯化铝、氯化铜加入蒸馏水中，搅拌至混合均匀后得到混合溶液一，将碳酸氢铵、氢氧化钠加入蒸馏水中，搅拌至混合均匀后得到混合溶液二，将混合溶液一、混合溶液二加入蒸馏水中，置于80℃的水浴锅中搅拌3小时得到混合溶液三，将混合溶液三置于内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，140℃下水热反应36小时后冷却至室温，将得到的产物水洗至中性，置于烘箱中80℃下干燥至恒重，取出后研磨得到铜镁铝水滑石；
(2)将铜镁铝水滑石加入乙醇水溶液中，加热至90℃后搅拌1小时得到水滑石溶液，将牛磺酸加入蒸馏水中，搅拌至完全溶解后得到牛磺酸溶液，将牛磺酸溶液加入水滑石溶液中，用醋酸调节ph值为4后通氮气保护，加热至90℃后回流反应5小时，将得到的产物趁热过滤，分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于真空干燥箱中80℃下干燥20小时，得到阻燃抑烟剂；
(3)根据重量份称取各原料，将各原料加入高混机中混合20分钟得到混合料，将混合料转入双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料，挤出造粒的工艺参数为：一区温度250℃，二区温度250℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度260℃，熔体温度265℃，机头温度250℃，停留时间5分钟，压力4MPa，将粒料放入注塑机中注塑成型得到阻燃抑烟的PET材料，注塑成型的工艺参数为：射嘴温度260℃，一段温度270℃，二段温度270℃，注射压力90MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明以氯化镁为镁源，以氯化铝为铝源，以氯化铜为铜源，通过共沉淀-水热法合成得到了晶形良好、分散性优良的具有六边形片层结构的铜镁铝水滑石，与PET共混后铜镁铝水滑石在受热分解时释放出的二氧化碳和水汽能稀释可燃气体浓度减小火势，分解得到的氧化镁和氧化铝在PET表面形成了覆盖层降低表面温度并阻隔PET与氧气之间的接触，氧化铜则能有效抑制燃烧产生的烟雾，因此能大大改善PET材料的阻燃抑烟性能。
2、铜镁铝水滑石与PET之间的相容性不佳，直接共混会降低PET材料的力学性能，对PET材料的的阻燃抑烟性能的提高效果也很有限，因此本发明通过离子交换法铜将牛磺酸插层进入到铜镁铝水滑石的片层间，增大了铜镁铝水滑石的层间距得到阻燃抑烟剂，与PET共混时PET与阻燃抑烟剂形成了熔融插层结构，PET大分子进入了铜镁铝水滑石的片层间并形成了相容性较好的结合，对PET材料的力学性能不会产生不良影响，而且牛磺酸在受热分解时会释放出不燃性气体氨气和二氧化硫，能有效稀释氧气浓度，从而进一步提高PET材料的阻燃抑烟性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
耐酸碱耐磨的聚氨酯弹性体，由以下重量份的原料制成：PET 100份，玻纤15份，抗氧剂245 1份，聚碳化二亚胺0.8份，硬脂酸钙0.2份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体6份，聚硅氧烷0.8份，硅酸钙1.5份，聚四氟乙烯0.8份，阻燃抑烟剂17份。
该聚氨酯弹性体的制备方法的步骤为：
(1)将氯化镁、氯化铝、氯化铜加入蒸馏水中，搅拌至混合均匀后得到混合溶液一，将碳酸氢铵、氢氧化钠加入蒸馏水中，搅拌至混合均匀后得到混合溶液二，将混合溶液一、混合溶液二加入蒸馏水中，置于80℃的水浴锅中搅拌3小时得到混合溶液三，将混合溶液三置于内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，140℃下水热反应36小时后冷却至室温，将得到的产物水洗至中性，置于烘箱中80℃下干燥至恒重，取出后研磨得到铜镁铝水滑石；
(2)将铜镁铝水滑石加入乙醇水溶液中，加热至90℃后搅拌1小时得到水滑石溶液，将牛磺酸加入蒸馏水中，搅拌至完全溶解后得到牛磺酸溶液，将牛磺酸溶液加入水滑石溶液中，用醋酸调节ph值为4后通氮气保护，加热至90℃后回流反应5小时，将得到的产物趁热过滤，分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于真空干燥箱中80℃下干燥20小时，得到阻燃抑烟剂；
(3)根据重量份称取各原料，将各原料加入高混机中混合20分钟得到混合料，将混合料转入双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料，挤出造粒的工艺参数为：一区温度250℃，二区温度250℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度260℃，熔体温度265℃，机头温度250℃，停留时间5分钟，压力4MPa，将粒料放入注塑机中注塑成型得到阻燃抑烟的PET材料，注塑成型的工艺参数为：射嘴温度260℃，一段温度270℃，二段温度270℃，注射压力90MPa。
实施例2
耐酸碱耐磨的聚氨酯弹性体，由以下重量份的原料制成：PET 100份，玻纤17份，抗氧剂245 0.8份，聚碳化二亚胺0.6份，硬脂酸钙0.4份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体4份，聚硅氧烷1份，硅酸钙1.7份，聚四氟乙烯0.6份，阻燃抑烟剂19份。
该聚氨酯弹性体的制备方法同实施例1。
实施例3
耐酸碱耐磨的聚氨酯弹性体，由以下重量份的原料制成：PET 100份，玻纤19份，抗氧剂245 0.6份，聚碳化二亚胺0.4份，硬脂酸钙0.6份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体8份，聚硅氧烷0.6份，硅酸钙1.9份，聚四氟乙烯0.4份，阻燃抑烟剂21份。
该聚氨酯弹性体的制备方法同实施例1。
实施例4
耐酸碱耐磨的聚氨酯弹性体，由以下重量份的原料制成：PET 100份，玻纤18份，抗氧剂245 0.7份，聚碳化二亚胺0.3份，硬脂酸钙0.7份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体7份，聚硅氧烷0.7份，硅酸钙2份，聚四氟乙烯0.5份，阻燃抑烟剂22份。
该聚氨酯弹性体的制备方法同实施例1。
实施例5
耐酸碱耐磨的聚氨酯弹性体，由以下重量份的原料制成：PET 100份，玻纤16份，抗氧剂245 0.9份，聚碳化二亚胺0.5份，硬脂酸钙0.5份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体9份，聚硅氧烷0.5份，硅酸钙1.8份，聚四氟乙烯0.7份，阻燃抑烟剂20份。
该聚氨酯弹性体的制备方法同实施例1。
经测试，本发明实施例1-5和对比例的阻燃抑烟性能如下表所示，其中对比例为公开号为CN103013075B的中国专利，采用极限氧指数分析仪测试各材料的极限氧指数，采用锥形量热仪测试各材料的烟释放总量，极限氧指数越大、烟释放总量越小表明阻燃抑烟性能越强。
测试结果见下表：
由上表可看出，本发明实施例1-5的极限氧指数均明显大于对比例，同时烟释放总量均明显小于对比例，表明本发明的阻燃抑烟性能较强。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理以及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：由以下重量份的原料制成：PET100份，填料14～19份，抗氧剂0.6～1.1份，耐水解剂0.3～0.8份，热稳定剂0.2～0.7份，增韧剂4～9份，润滑剂0.5～1份，成核剂1.5～2份，抗滴落剂0.4～0.9份，阻燃抑烟剂17～22份。
2.根据权利要求1所述的阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：所述填料为玻纤。
3.根据权利要求2所述的阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂245。
4.根据权利要求3所述的阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：所述耐水解剂为聚碳化二亚胺。
5.根据权利要求4所述的阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸钙。
6.根据权利要求5所述的阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体。
7.根据权利要求6所述的阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：所述润滑剂为聚硅氧烷。
8.根据权利要求7所述的阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：所述成核剂为硅酸钙。
9.根据权利要求8所述的阻燃抑烟的PET材料，其特征在于：所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的阻燃抑烟的PET材料的制备方法，其特征在于：其步骤为：
(1)将氯化镁、氯化铝、氯化铜加入蒸馏水中，搅拌至混合均匀后得到混合溶液一，将碳酸氢铵、氢氧化钠加入蒸馏水中，搅拌至混合均匀后得到混合溶液二，将混合溶液一、混合溶液二加入蒸馏水中，置于80℃的水浴锅中搅拌3小时得到混合溶液三，将混合溶液三置于内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，140℃下水热反应36小时后冷却至室温，将得到的产物水洗至中性，置于烘箱中80℃下干燥至恒重，取出后研磨得到铜镁铝水滑石；
(2)将铜镁铝水滑石加入乙醇水溶液中，加热至90℃后搅拌1小时得到水滑石溶液，将牛磺酸加入蒸馏水中，搅拌至完全溶解后得到牛磺酸溶液，将牛磺酸溶液加入水滑石溶液中，用醋酸调节ph值为4后通氮气保护，加热至90℃后回流反应5小时，将得到的产物趁热过滤，分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于真空干燥箱中80℃下干燥20小时，得到阻燃抑烟剂；
(3)根据重量份称取各原料，将各原料加入高混机中混合20分钟得到混合料，将混合料转入双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料，挤出造粒的工艺参数为：一区温度250℃，二区温度250℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度260℃，熔体温度265℃，机头温度250℃，停留时间5分钟，压力4MPa，将粒料放入注塑机中注塑成型得到阻燃抑烟的PET材料，注塑成型的工艺参数为：射嘴温度260℃，一段温度270℃，二段温度270℃，注射压力90MPa。
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