[发明专利]一种含PTFE和纳米二氧化硅的有机硅阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子助剂技术领域，具体涉及一种含PTFE和纳米二氧化硅的有机硅阻燃剂及其制备方法，该制备方法包括：纳米SiO₂的表面改性；有机聚硅氧烷核乳液的合成；杂化有机物/纳米SiO₂乳液的制备；含PTFE和纳米SiO2的有机硅阻燃剂的制备。本发明的制备方法通过将有机物和纳米SiO₂杂化，与PTFE混合后加入包覆单体进行包覆，制得含PTFE和纳米二氧化硅的有机硅阻燃剂，工艺简单，成本低。

技术领域

本发明涉及高分子助剂技术领域，具体涉及一种含PTFE和纳米二氧化硅的有机硅阻燃剂及其制备方法。

背景技术

传统的有机硅阻燃剂是一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂。有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的加工性能、耐热性能等。

但另外一方面，有机硅阻燃剂由于是高分子聚合物，其耐高温分解温度仍然较低；在应用过程中，也需要添加一定量的抗滴落剂复配使用。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种含PTFE和纳米二氧化硅的有机硅阻燃剂的制备方法，该制备方法通过将有机物和纳米SiO₂杂化，与PTFE混合后加入包覆单体进行包覆，制得含PTFE和纳米二氧化硅的有机硅阻燃剂，工艺简单，成本低。

本发明的另一目的在于提供一种含PTFE和纳米二氧化硅的有机硅阻燃剂，该机硅阻燃剂既可提高有机硅阻燃剂的耐热分解温度，又使阻燃剂具有抗滴落效果，也提高了有机硅阻燃剂的阻燃性能。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种含PTFE和纳米二氧化硅的有机硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：

A、纳米SiO₂的表面改性：

A1、配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO₂粒子，在3000-4000rpm的转速下高速剪切；其中，乙醇与水的体积比为3-10:1，纳米SiO₂粒子的用量为乙醇/水溶液质量的0.1％-10％；

A2、加入硅烷偶联剂，再加入草酸溶液使反应体系的pH值在3-4，反应1.5-2.5h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO₂粒子；其中，硅烷偶联剂的用量为纳米SiO₂粒子质量的1％-10％；

B、有机聚硅氧烷核乳液的合成：

将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，在30～80℃温度下反应5～10h，得到有机聚硅氧烷核乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为水质量的40％～60％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的1％～5％，乳化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的1％～20％；

C、杂化有机物/纳米SiO₂乳液的制备：

C1、取乳化剂溶于水中，加入经过表面改性的纳米SiO₂粒子，使用超声波分散10-30min，得到分散液；其中，乳化剂的用量为水质量的1％～20％，经过表面改性的纳米SiO₂粒子的用量为水质量的0.1％-10％；

C2、然后将分散液加入到有机聚硅氧烷核乳液中，加入包覆单体和引发剂，引发聚合反应，得到杂化有机物/纳米SiO₂乳液；其中，分散液的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的10％-50％，包覆单体的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的30％-70％，引发剂的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的0.1％-0.8％；

D、含PTFE和纳米SiO₂的有机硅阻燃剂的制备：