一种介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料的制备方法，属于高分子 复合材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 干式不饱和聚酯模塑料是由多元醇、多元饱和酸及不饱和酸(酐）经过缩聚反应而 制得的热固性不饱和聚酯（UP)树脂、再与交联剂、增强纤维及其他助剂配混制成。该类塑 料具有优异的机械电气性能、绝缘耐热、尺寸稳定性优良，是近年来发展最快的电工塑料品 种之一，适合于制造电器产品中结构复杂、的绝缘结构部件。
[0003] 但随着电器元件继续向着小型化、大容量、多功能、高可靠和环保安全的方向发 展，干式不饱和聚酯电工塑料在实际应用过程中仍存在一些不足，特别是在大温差环境和 交变机械力的作用下(如交流接触器的触头支架、开关、温控器的动作绝缘结构件等)，材料 会出现磨损、形变，影响部件动作的准确性及可靠性，造成元器件甚至整个系统的失效。其 主要原因就是材料的耐热、耐磨和机械性能不足造成。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是克服上述技术中的不足之处，提供一种耐热耐磨绝缘的介孔-氧 化石墨烯/不饱和聚酯模塑料的制备方法。
[0005] 具体步骤为： (1)按照以下质量百分比含量称取各组分，30~45%的介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯 树脂，6~12%的交联剂，2~6%的引发剂，0. 1~1%的促进剂，10~25%的增强剂，25~52%的填料， 以上各组分质量百分比含量之和为100%。
[0006] 所述介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯树脂是由4,4'-二苯醚二甲酸、反丁烯二酸、 乙二醇、丁二醇和双酚A二异氰酸酯与介孔-氧化石墨烯杂化体经原位聚合而得；其主要 技术指标：①介孔-氧化石墨稀粉体含量1~5% ;②酸值< 10mgK0H/g;③最大固化放热温度 彡200°C;④160°C下的固化时间彡65s;⑤软化温度彡110°C;⑥5%重量损失下的热失重 温度彡400 °C。
[0007] 所述交联剂为1，3, 5-三烯丙基-均三嗪-2, 4, 6-三酮，其分子式为C3N303(C3H5) 3。
[0008] 所述引发剂为过氧化2-乙基己酸叔丁酯，其分子式为C12H2403。
[0009] 所述促进剂为铌钾氧化物KNbOjP KNb 30s中的一种。
[0010] 所述增强剂是质量比为1:1的剑麻微晶纤维与芳纶纤维的混合物。
[0011] 所述填料为氧化铝、高岭土、硬脂酸钙和二硫化钼中的一种或多种。
[0012] (2)将步骤⑴称取的交联剂、引发剂和促进剂加入到玻璃或搪瓷容器中，于 45~50°C下搅拌5分钟，制得混合液；然后将步骤（1)称取的其余物料加入到高速混合机中 混合3分钟；再将制得的混合液喷洒加入到高速混合机中混合均匀；混合好的物料通过螺 旋输送器定量送入双螺杆混炼机熔融混炼，混炼温度控制在100~120°C;混炼好的物料直接 送入螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒温度控制在90~100°C，然后经冷却、筛分、批混、磁选、 包装即制得介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料。
[0013] 本发明制备的介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料，由于使用了是由4,4'-二 苯醚二甲酸、反丁烯二酸、乙二醇、丁二醇和双酚A二异氰酸酯与介孔-氧化石墨烯杂化体 经原位聚合而得的基体树脂，与现有塑料所用的常规树脂相比，具有更好的耐热性、耐磨性 和绝缘性。再配以交联剂1，3, 5-三烯丙基-均三嗪-2, 4, 6-三酮，引发剂过氧化2-乙基 己酸叔丁酯，促进剂铌钾氧化物组成的固化交联体系及剑麻微晶、芳纶复合纤维增强，使本 发明的塑料成型固化工艺性好，固化完全，交联密度大，热强度高，尺寸精度及耐热耐磨绝 缘性能稳定优良，能够用作性能指标要求较高的电气绝缘结构件。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1: (1)按照以下质量百分比含量称取各组分：
所述介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯树脂是由4,4' -二苯醚二甲酸、反丁烯二酸、乙二 醇、丁二醇和双酚A二异氰酸酯与介孔-氧化石墨烯杂化体经原位聚合而得；其主要技术 指标：①介孔-氧化石墨稀粉体含量3% ;②酸值=9mgK0H/g;③最大固化放热温度=200°C; ④160°C下的固化时间=45s;⑤软化温度=115°C;⑥5%重量损失下的热失重温度=415°C。
[0015] (2)将步骤（1)称取的交联剂、引发剂和促进剂加入到玻璃容器中，于50°C下搅 拌5分钟，制得混合液；然后将步骤⑴称取的其余物料加入到高速混合机中混合3分钟； 再将制得的混合液喷洒加入到高速混合机中混合均匀；混合好的物料通过螺旋输送器定量 送入双螺杆混炼机熔融混炼，混炼温度控制在100~120°C;混炼好的物料直接送入螺杆挤出 造粒机挤出造粒，造粒温度控制在90~100°C，然后经冷却、筛分、批混、磁选、包装即制得介 孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料。
[0016] 实施例2: (1)按照以下质量百分比含量称取各组分：
所述介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯树脂是由4,4' -二苯醚二甲酸、反丁烯二酸、乙二 醇、丁二醇和双酚A二异氰酸酯与介孔-氧化石墨烯杂化体经原位聚合而得；其主要技术 指标：①介孔-氧化石墨稀粉体含量3% ;②酸值=9mgK0H/g;③最大固化放热温度=200°C; ④160°C下的固化时间=45s;⑤软化温度=115°C;⑥5%重量损失下的热失重温度=415°C。
[0017] (2)制备工艺过程同实施例一，能够制得另外一种本发明涉及的熔融粘度低、流动 稳定性更好的介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料。
[0018] 实施例3: (1)按照以下质量百分比含量称取各组分：
所述介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯树脂是由4,4' -二苯醚二甲酸、反丁烯二酸、乙二 醇、丁二醇和双酚A二异氰酸酯与介孔-氧化石墨烯杂化体经原位聚合而得；其主要技术 指标：①介孔-氧化石墨稀粉体含量3% ;②酸值=9mgK0H/g;③最大固化放热温度=200°C; ④160°C下的固化时间=45s;⑤软化温度=115°C;⑥5%重量损失下的热失重温度=415°C。
[0019] (2)制备工艺过程同实施例一，能够制得另外一种本发明涉及的的抗冲、耐磨性更 好的介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料。
[0020] 上述实施例制得的介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料的主要指标：
【主权项】
1. 一种介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料的制备方法，其特征在于具体步骤为： (1) 按照以下质量百分比含量称取各组分，30~45%的介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯 树脂，6~12%的交联剂，2~6%的引发剂，0. 1~1%的促进剂，10~25%的增强剂，25~52%的填料， 以上各组分质量百分比含量之和为100% ; 所述介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯树脂是由4,4' -二苯醚二甲酸、反丁烯二酸、乙 二醇、丁二醇和双酚A二异氰酸酯与介孔-氧化石墨烯杂化体经原位聚合而得；其主要技 术指标：①介孔-氧化石墨稀粉体含量1~5% ;②酸值< 10mgK0H/g ;③最大固化放热温度 彡200°C ;④160°C下的固化时间彡65s ;⑤软化温度彡110°C ;⑥5%重量损失下的热失重 温度彡400°C ; 所述交联剂为1，3, 5-三烯丙基-均三嗪-2, 4, 6-三酮，其分子式为C3N3O3 (C3H5) 3; 所述引发剂为过氧化2-乙基己酸叔丁酯，其分子式为C12H24O 3; 所述促进剂为铌钾氧化物KNbOjP KNb 308中的一种； 所述增强剂是质量比为1:1的剑麻微晶纤维与芳纶纤维的混合物； 所述填料为氧化铝、高岭土、硬脂酸钙和二硫化钼中的一种或多种； (2) 将步骤⑴称取的交联剂、引发剂和促进剂加入到玻璃或搪瓷容器中，于45~50°C 下搅拌5分钟，制得混合液；然后将步骤（1)称取的其余物料加入到高速混合机中混合3分 钟；再将制得的混合液喷洒加入到高速混合机中混合均匀；混合好的物料通过螺旋输送器 定量送入双螺杆混炼机熔融混炼，混炼温度控制在100~120°C ;混炼好的物料直接送入螺杆 挤出造粒机挤出造粒，造粒温度控制在90~100 °C，然后经冷却、筛分、批混、磁选、包装即制 得介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料。
【专利摘要】本发明公开了一种介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料的制备方法。按照以下质量百分比含量称取各组分：30~45%的介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯树脂，6~12%的交联剂，2~6%的引发剂，0.1~1%的促进剂，10~25%的增强剂，25~52%的填料，以上各组分质量百分比含量之和为100%。经高速混合、熔融混炼、挤出造粒、筛分批混、磁选包装等工序制得介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料。本发明制得的介孔-氧化石墨烯/不饱和聚酯模塑料具有成型固化工艺性好，固化完全，制品交联密度大，热强度高，尺寸精度及耐热耐磨绝缘性能稳定优良等优点，能够用作性能指标要求较高的电气绝缘结构件。
【IPC分类】C08K5/098, C08K3/22, C08F283/01, C08K3/34, C08L97/02, C08L77/10, C08G63/52, C08K13/02, C08G63/78, C08L51/08, C08K3/04
【公开号】CN105237686
【申请号】CN201510669377
【发明人】韦春, 吕建, 廖帅, 刘庆, 徐旭
【申请人】桂林理工大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月18日