[发明专利]一种凹凸棒土基阻燃剂及其制备方法和阻燃PET复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种凹凸棒土基阻燃剂及其制备方法和阻燃PET复合材料及其制备方法，涉及阻燃材料技术领域。本发明提供的凹凸棒土基阻燃剂为核壳结构微球，所述核壳结构微球包括凹凸棒土纳米颗粒和包覆在所述凹凸棒土纳米颗粒表面的壳聚糖。将本发明提供的凹凸棒土基阻燃剂用于PET材料的阻燃改性，能够在显著增强PET材料阻燃性能的同时，有效提高PET材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，特别涉及一种凹凸棒土基阻燃剂及其制备方法和阻燃PET复合材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种半结晶型的热塑性塑料，具有良好的耐热性、电绝缘性、耐磨、抗蠕变、耐化学药品等综合性能。PET合成的原料来源丰富、价格低廉，合成单耗是五大工程塑料中最低的，因此PET工程塑料价格与其他工程塑料相比具有较大的优势，市场潜力大，可部分取代PBT和PA等工程塑料。但PET力学性能不稳定，耐高温性能不好，具有可燃性且燃烧滴落严重，这极大的影响了其在工程领域的应用范围，因此对PET进行阻燃改性十分必要。现有技术普遍采用在PET材料中添加阻燃剂的方式来对PET进行阻燃改性，传统的阻燃剂为溴代三嗪、十溴二苯醚或者磷系类有机阻燃剂，该类型阻燃剂在作用时会产生腐蚀性气体并伴有浓烟，并会分解产生可萃取有机化合物，难降解对环境具有持久伤害。金属氢氧化物类无机阻燃剂，如氢氧化铝和氢氧化镁，受热分解释放水蒸气，不产生有毒害气体，但是，金属氢氧化物一般添加量较高，往往会导致基体材料的力学性能大幅降低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种凹凸棒土基阻燃剂及其制备方法和阻燃PET复合材料及其制备方法。本发明提供的凹凸棒土基阻燃剂能够在显著增强PET材料阻燃性能的同时，有效提高PET材料的力学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种凹凸棒土基阻燃剂，所述凹凸棒土基阻燃剂为核壳结构微球，所述核壳结构微球包括凹凸棒土纳米颗粒和包覆在所述凹凸棒土纳米颗粒表面的壳聚糖。

优选地，所述凹凸棒土纳米颗粒与壳聚糖的质量比为(20～30)：(5～10)。

本发明提供了以上技术方案所述凹凸棒土基阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

将壳聚糖的醋酸溶液与凹凸棒土纳米粉体混合，得到水相；

将甲苯与乳化剂混合，得到油相；

将所述水相加入到油相中进行乳化，得到乳液；

将所述乳液与甲醛混合，将所得混合液的pH值调节至9～10进行醛胺缩合反应，将所得反应液进行固液分离，得到所述凹凸棒土基阻燃剂。

优选地，所述壳聚糖的脱乙酰度为50～70％；所述凹凸棒土纳米粉体与壳聚糖的质量比为(20～30)：(5～10)；所述壳聚糖的醋酸溶液中壳聚糖的质量含量为3～5％。

优选地，所述乳化剂包括span-80和/或吐温；所述油相中乳化剂的质量分数为3～5％。

优选地，所述水相与油相的质量比为1：7～10。

优选地，所述甲醛的质量为壳聚糖质量质量的5～8％；所述醛胺缩合反应的温度为40～70℃，时间为1～3h。

本发明提供了一种阻燃PET复合材料，包括以下质量份数的制备原料：

所述阻燃剂为以上技术方案所述凹凸棒土基阻燃剂或以上技术方案所述制备方法制备得到的凹凸棒土基阻燃剂。

本发明提供了以上技术方案所述阻燃PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将PET树脂、阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、偶联剂和成核剂混合进行双螺杆熔融挤出，得到所述阻燃PET复合材料。