一種不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是：反應(yīng)器中加入1-氧基磷雜-4-羥甲基-2,6,7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷、三乙胺和乙腈，升溫至50～60℃；滴加入甲基乙烯基二氯硅烷，升溫至60～70℃反應(yīng)2h、再升至回流溫度反應(yīng)6h，冷卻，析出的固體經(jīng)過濾、洗滌、干燥，制得帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑；將不飽和聚酯樹脂與帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑混合攪拌，加入促進(jìn)劑、引發(fā)劑攪拌混合后、放入真空干燥箱內(nèi)處理5～10min，然后倒入模具中常溫固化，再高溫熟化，即制得具有良好阻燃性能、熱穩(wěn)定性能的不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料。本發(fā)明原料易得，工藝簡單，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】一種不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料的制備，涉及一種不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，特別是一種用帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑來阻燃不飽和聚酯材料的方法。本發(fā)明制備的不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料可用于交通車輛、建筑材料、電子電器、化工設(shè)備等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]不飽和聚酯樹脂(簡稱UPR)是由不飽和二元酸(馬來酸酐)、飽和二元酸、二元醇經(jīng)縮聚反應(yīng)而成的線型高分子化合物，溶解于有聚合能力的單體(通常用苯乙烯)中而成的粘稠的液體。由于UPR分子鏈中含有不飽和雙鍵，因此可以和含有雙鍵的單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等發(fā)生共聚反應(yīng)生成三維立體結(jié)構(gòu)，形成不溶不熔的熱固性塑料。
[0003]UPR是熱固性樹脂中用量最大的樹脂品種，其生產(chǎn)工藝簡便，原料易得，耐化學(xué)腐蝕，力學(xué)性能、電性能優(yōu)良，可常溫常壓固化，具有良好的工藝性能，其復(fù)合材料被廣泛用于船舶、汽車、建材業(yè)、石油運(yùn)輸?shù)裙I(yè)。和其他高分子材料一樣，不飽和聚酯具有易燃性，而且在燃燒過程中產(chǎn)生大量有毒煙霧。因此一旦發(fā)生火災(zāi)，將對人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害，并對環(huán)境造成污染。這一問題已經(jīng)越來越引起人們的關(guān)注，迫切要求開發(fā)使用阻燃、無煙或低煙的不飽和聚酯材料，以保障使用安全性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，對不飽和聚酯進(jìn)行的阻燃處理大多數(shù)使用的是鹵系阻燃劑和大量添加無機(jī)阻燃劑的方法。但鹵素的引入降低了基體材料的抗紫外線能力，燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的煙和腐蝕性的有毒氣體，對環(huán)境和人身生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。而無機(jī)阻燃劑(主要是Al (OH) 3和Mg (OH)2)的阻燃效率低，需要高添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>50%)才能達(dá)到一定的阻燃效果，而這會(huì)嚴(yán)重影響復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工流動(dòng)性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，采用帶活性雙鍵的磷/硅系阻燃劑來對不飽和聚酯進(jìn)行阻燃化改性，從而提供一種阻燃性能、熱穩(wěn)定性能良好的不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明的內(nèi)容是:一種不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是包括下列步驟:
[0007]a、合成帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑(簡稱DPMVSi):在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向裝有磁力攪拌、溫度計(jì)、回流冷凝裝置以及干燥保護(hù)裝置的反應(yīng)器(例如:燒瓶等)中加入0.1~0.15mol的1-氧基磷雜_4_羥甲基-2，6，7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(簡稱PEPA)、0.1~0.15mol三乙胺，100~150ml乙腈，升溫至50~60°C ;(用恒壓滴定管)滴加入0.05~0.075mol甲基乙烯基二氯硅烷，I~2h滴加完全；然后升溫至60~70°C反應(yīng)2h、再升至回流溫度反應(yīng)6h，停 止反應(yīng)并冷卻至室溫，靜置析出白色固體，過濾，固體物用乙醚和甲醇洗滌后，在溫度80°C、壓力0.1MPa的條件下干燥8~10h，即制得帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑；該阻燃劑的分子結(jié)構(gòu)式以及反應(yīng)路線圖如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是包括下列步驟: a、合成帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑:在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向裝有磁力攪拌、溫度計(jì)、回流冷凝裝置以及干燥保護(hù)裝置的反應(yīng)器中加入0.1~0.15mol的1-氧基磷雜_4_羥甲基_2，6，7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷、0.1~0.15mol三乙胺，100~150ml乙腈，升溫至50~60°C ;滴加入0.05~0.075mol甲基乙烯基二氯硅烷，I~2h滴加完全；然后升溫至60~70°C反應(yīng)2h、再升至回流溫度反應(yīng)6h，停止反應(yīng)并冷卻至室溫，靜置析出白色固體，過濾，固體物用乙醚和甲醇洗滌后，在溫度80°C、壓力0.1MPa的條件下干燥8~10h，即制得帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑； b、制備不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料:按不飽和聚酯樹脂:帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑為90~70:10~30的質(zhì)量比取不飽和聚酯樹脂和帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑、在室溫下先混合攪拌20~40min，然后加入促進(jìn)劑、繼續(xù)攪拌3~5min ;再加入引發(fā)劑、攪拌3~5min后、將反應(yīng)物料放入真空干燥箱內(nèi)，于常溫、壓力0.06~0.08MPa的條件下處理5~lOmin，然后將反應(yīng)物料倒入模具中常溫固化I~2h后，再在80~100°C的溫度下熟化I~3h后，即制得不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料； 所述促進(jìn)劑的加入質(zhì)量為不飽和聚酯樹脂質(zhì)量的0.5~0.9% ； 所述引發(fā)劑的加入質(zhì)量為不飽和聚酯樹脂質(zhì)量的I~1.8%。
2.按權(quán)利要求1所述不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是:步驟b中所述的不飽和聚酯為191#通用型不飽和聚酯或196#通用型不飽和聚酯。
3.按權(quán)利要求1或2所述不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是:步驟b中所述的促進(jìn)劑為環(huán)烷酸鈷與苯乙烯的混合物，其中環(huán)烷酸鈷與苯乙烯質(zhì)量比例為1:9。
4.按權(quán)利要求1或2所述不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是:步驟b中所述的引發(fā)劑為過氧化環(huán)己酮與鄰苯二甲酸二甲酯的混合物，其中過氧化環(huán)己酮與鄰苯二甲酸二甲酯的質(zhì)量比例為1:1。
5.按權(quán)利要求3所述不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是:步驟b中所述的引發(fā)劑為過氧化環(huán)己酮與鄰苯二甲酸二甲酯的混合物，其中過氧化環(huán)己酮與鄰苯二甲酸二甲酯的質(zhì)量比例為1:1。
6.按權(quán)利要求1、2或5所述不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是:步驟b中所述的帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑是粒徑小于38 μ m的帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷娃阻燃劑。
7.按權(quán)利要求3所述不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是:步驟b中所述的帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑是粒徑小于38 μ m的帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑。
8.按權(quán)利要求4所述不飽和聚酯阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征是:步驟b中所述的帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑是粒徑小于38 μ m的帶活性雙鍵的雙環(huán)籠狀磷硅阻燃劑。
【文檔編號】C08F230/08GK103980430SQ201410217785
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】胡小平, 李良君, 衡惠敏, 徐啟奎 申請人:西南科技大學(xué)