本發(fā)明涉及材料,具體為一種含耐高溫的聚氨酯abs材料及其制備方法。
背景技術(shù):
1、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是一種高強(qiáng)度、高韌性、易于加工成型的熱塑型高分子材料,被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織等領(lǐng)域。但是其阻燃性不佳,同時(shí)在過高的溫度下,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物會(huì)發(fā)生熱分解,極大限制了其應(yīng)用領(lǐng)域;因此如何避免這一現(xiàn)象,是解決問題的關(guān)鍵。如專利cn104262964a公布了一種耐高溫材料及其制備方法,該發(fā)明制得的材料不僅具有良好的分散效果,而且易于加工成型,但是其阻燃效果沒有得到改善。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、(一)解決的技術(shù)問題
2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種含耐高溫的聚氨酯abs材料及其制備方法,具有較好的耐高溫、阻燃效果。
3、(二)技術(shù)方案
4、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種含耐高溫的聚氨酯abs材料,包括以下重量組分:2-3重量份的聚氨酯、15-25重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
5、優(yōu)選的,所述聚氨酯的制備方法為:
6、步驟一:向n,n-二甲基甲酰胺溶劑中加入谷氨酸和甲基硅酸季戊四醇酯,攪拌混合,繼續(xù)向其加入對(duì)甲苯磺酸催化劑,在75-90℃下反應(yīng)2-4h,結(jié)束后減壓蒸餾,洗滌,得到中間體1;
7、步驟二:將8-11重量份的中間體1、15-20重量份的甲醛的水溶液、10-14重量份的厚樸酚加入到甲苯溶劑中,充分溶解,進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),在70-90℃下進(jìn)行反應(yīng),結(jié)束后減壓蒸餾,去離子水洗滌,粗產(chǎn)物二氯甲烷重結(jié)晶,得到烯基化苯并噁嗪;甲醛的水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%;
8、步驟三:向n,n-二甲基甲酰胺溶劑中加入烯基化苯并噁嗪,攪拌分散,再向其加入2-氨基乙硫醇和安息香二甲醚光引發(fā)劑,在25-40℃下,365nm的紫外光照射2-3h,結(jié)束后離心分離,洗滌并干燥,得到苯并噁嗪基擴(kuò)鏈劑;
9、步驟四:將6-9重量份的4-氨基苯硼酸、8-12重量份的多巴胺加入四氫呋喃溶劑中,攪拌溶解,繼續(xù)向其加入0.01-0.02重量份的無水硫酸鎂,在45-55℃下攪拌反應(yīng)6-9h,結(jié)束后真空干燥,得到二氨基硼酸酯中間體;
10、步驟五:將2-(環(huán)氧乙烷-2-甲基)-4-苯基酞嗪酮和二氨基硼酸酯中間體加入n,n-二甲基甲酰胺中,攪拌混合,在74-90℃下反應(yīng)2-5h,結(jié)束后減壓蒸餾,洗滌并干燥,得到硼酸基擴(kuò)鏈劑;
11、步驟六:將甲苯二異氰酸酯與聚醚多元醇加入至反應(yīng)釜中,再加入二月桂酸二丁基錫催化劑,于氮?dú)夥諊?,進(jìn)行預(yù)聚,預(yù)聚的溫度為70-90℃,時(shí)間為2-4h,再加入苯并噁嗪基擴(kuò)鏈劑和硼酸基擴(kuò)鏈劑,攪拌進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng),在40-55℃下反應(yīng)20-25min,待反應(yīng)結(jié)束,自然冷卻,得到聚氨酯。
12、優(yōu)選的,所述步驟一中谷氨酸、甲基硅酸季戊四醇酯、對(duì)甲苯磺酸催化劑的質(zhì)量比為1:1.32-1.65:0.021-0.025。
13、優(yōu)選的,所述步驟二中反應(yīng)時(shí)間為10-14h。
14、優(yōu)選的,所述步驟三中烯基化苯并噁嗪、2-氨基乙硫醇、安息香二甲醚光引發(fā)劑的質(zhì)量比為0.4-0.8:1:0.01-0.03。
15、優(yōu)選的,所述步驟四中攪拌的轉(zhuǎn)速為350-400r/min。
16、優(yōu)選的,所述步驟五中2-(環(huán)氧乙烷-2-甲基)-4-苯基酞嗪酮、二氨基硼酸酯中間體的質(zhì)量比為1:1.1-1.2。
17、優(yōu)選的,所述步驟六中甲苯二異氰酸酯、聚醚多元醇、二月桂酸二丁基錫催化劑、苯并噁嗪基擴(kuò)鏈劑、硼酸基擴(kuò)鏈劑的質(zhì)量比為1:0.9-1.1:0.013-0.015:0.2-0.4:0.1-0.5。
18、優(yōu)選的,所述含耐高溫的聚氨酯abs材料的制備方法為:將聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入到n,n-二甲基甲酰胺中,攪拌混勻,注入澆鑄體模具中,靜置脫泡,140-145℃下熱固化6-7h,脫模,得到含耐高溫的聚氨酯abs材料。
19、(三)有益的技術(shù)效果
20、本發(fā)明通過將聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入到n,n-二甲基甲酰胺中,攪拌混勻,注入澆鑄體模具中,靜置脫泡,熱固化,脫模,得到含耐高溫的聚氨酯abs材料。
21、聚氨酯中含有的硅元素、硼元素、苯并噁嗪都具有較好的阻燃效果;硅元素受熱時(shí)能夠在材料表面產(chǎn)生一種玻璃狀物質(zhì),隔絕物質(zhì)運(yùn)輸和能量傳遞。氮元素受熱時(shí)能夠產(chǎn)生難燃?xì)怏w,不僅能夠稀釋易燃?xì)怏w的濃度;硼元素在高溫下熔化,形成玻璃體覆蓋層,覆蓋在燃燒物表面,起到隔絕氧氣和熱量的作用,達(dá)到阻燃的效果;其中的苯并惡嗪在高溫下會(huì)形成耐熱的酚醛樹脂結(jié)構(gòu),使之具有較好的阻燃效果。聚氨酯中含有的苯并噁嗪和二氮雜萘酮結(jié)構(gòu),都具有較好的耐熱性,加入到abs材料中,提高其熱分解溫度,使其具有較好的耐高溫效果。將2-(環(huán)氧乙烷-2-甲基)-4-苯基酞嗪酮中的環(huán)氧基團(tuán)和二氨基硼酸酯中間體中的雙端氨基進(jìn)行反應(yīng),生成了羥基,從而得到硼酸基擴(kuò)鏈劑,同時(shí)也提高了二氮雜萘酮結(jié)構(gòu)的取代度,進(jìn)一步提高了其耐熱效果。
1.一種含耐高溫的聚氨酯abs材料,其特征在于,包括以下重量組分:2-3重量份的聚氨酯、15-25重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含耐高溫的聚氨酯abs材料,其特征在于,所述步驟一中谷氨酸、甲基硅酸季戊四醇酯、對(duì)甲苯磺酸催化劑的質(zhì)量比為1:1.32-1.65:0.021-0.025。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含耐高溫的聚氨酯abs材料,其特征在于,所述步驟二中反應(yīng)時(shí)間為10-14h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含耐高溫的聚氨酯abs材料,其特征在于,所述步驟三中烯基化苯并噁嗪、2-氨基乙硫醇、安息香二甲醚光引發(fā)劑的質(zhì)量比為0.4-0.8:1:0.01-0.03。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含耐高溫的聚氨酯abs材料,其特征在于,所述步驟四中攪拌的轉(zhuǎn)速為350-400r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含耐高溫的聚氨酯abs材料,其特征在于,所述步驟五中2-(環(huán)氧乙烷-2-甲基)-4-苯基酞嗪酮、二氨基硼酸酯中間體的質(zhì)量比為1:1.1-1.2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含耐高溫的聚氨酯abs材料,其特征在于,所述步驟六中甲苯二異氰酸酯、聚醚多元醇、二月桂酸二丁基錫催化劑、苯并噁嗪基擴(kuò)鏈劑、硼酸基擴(kuò)鏈劑的質(zhì)量比為1:0.9-1.1:0.013-0.015:0.2-0.4:0.1-0.5。
8.一種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的含耐高溫的聚氨酯abs材料的制備方法,其特征在于,所述含耐高溫的聚氨酯abs材料的制備方法為:將聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入到n,n-二甲基甲酰胺中,攪拌混勻,注入澆鑄體模具中,靜置脫泡,140-145℃下熱固化6-7h,脫模,得到含耐高溫的聚氨酯abs材料。