一种耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料及其合成工艺的制作方法

本发明涉及聚偏氟乙烯，具体为一种耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料及其合成工艺。

背景技术：

1、聚偏氟乙烯具有良好的化学稳定性，耐溶剂性，力学性能优良，在超滤膜、涂料、工程塑料等方面有着重要的应用，提高聚偏氟乙烯的耐热性和阻燃性等性能，拓展其的实际应用领域是研究热点，专利cn110628217b《一种纳米纤维改性聚酰亚胺气凝胶材料及其制备方法》，公开了通过添加聚酰亚胺纳米短纤维和聚偏氟乙烯纳米短纤维到凝胶中，可以增强气凝胶的力学强度，提高气凝胶的疏水性能，拓宽了气凝胶的应用范围。聚酰亚胺是一种特种工程塑料，力学强度高，耐热性好，阻燃性能优良，将聚酰亚胺与聚偏氟乙烯复合，改善聚酰亚胺与聚偏氟乙烯和之间的界面相容性，可以提高复合材料的综合性能，本发明制备了一种新型的超支化含氟聚酰亚胺，与聚偏氟乙烯共混改性，用于提高聚偏氟乙烯的耐热和阻燃性。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种超支化含氟聚酰亚胺，用于提高聚偏氟乙烯的耐热和阻燃性。

3、(二)技术方案

4、一种耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料的合成工艺：将超支化含氟聚酰亚胺和聚偏氟乙烯加入到双螺杆挤出机中，熔融混合，熔融温度为215-230℃，挤出温度为210-225℃，挤出料粒，然后将料粒在平板硫化机中，模压成型，模压温度为210-230℃，压力为10-20mpa，时间为3-6min，得到耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料。

5、优选的，所述超支化含氟聚酰亚胺的用量为聚偏氟乙烯重量的5-40％。

6、优选的，所述超支化含氟聚酰亚胺的合成工艺为以下步骤：

7、(1)向n,n-二甲基甲酰胺中加入2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、1-溴-3,5-二硝基苯和碳酸钾，升温至100-130℃，反应72-96h，反应后冷却，加入乙酸乙酯和去离子水萃取，将有机相干燥除水，减压蒸馏，正己烷洗涤，然后将中间体产物加入到乙醇中，然后加入pd/c催化剂和水合肼溶液，在冷凝回流装置中升温至75-90℃，反应12-24h，过滤后将滤液减压浓缩，正己烷洗涤，然后将产物在乙酸乙酯中重结晶，得到双(2,4-二氨基苯氧基)苯基六氟丙烷；反应式为：

8、

9、(2)向n,n-二甲基乙酰胺中加入双(2,4-二氨基苯氧基)苯基六氟丙烷、4,4-二氨基二苯醚和二酐化合物，在氮气气氛中，室温下反应1-2h，然后将溶液在烘箱中，梯度升温固化，得到超支化含氟聚酰亚胺。

10、优选的，所述2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、1-溴-3,5-二硝基苯和碳酸钾的摩尔比例为1:2.4-3.2:1.6-2.5。

11、优选的，所述二酐化合物选自均苯四甲酸酐、联苯四甲酸二酐、4,4′-联苯醚二酐或3,3'4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐。

12、优选的，所述双(2,4-二氨基苯氧基)苯基六氟丙烷、4,4-二氨基二苯醚和二酐化合物的摩尔比例为0.05-0.3:0.7-0.95:1。

13、优选的，所述梯度升温固化的程序为100℃/1h、150℃/1h、180℃/2h、220℃/2h、260℃/1h、300℃/1h。

14、(三)有益的技术效果

15、本发明中以2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷和1-溴-3,5-二硝基苯作为反应物，经过取代反应和还原反应，制备了新型单体双(2,4-二氨基苯氧基)苯基六氟丙烷，然后与4,4-二氨基二苯醚和二酐化合物进行共聚，得到新型的超支化含氟聚酰亚胺。

16、本发明中超支化聚酰亚胺中含有的含氟官能团，与聚偏氟乙烯之间有着更好的界面相容性，并且超支化的聚酰亚胺具有更好的理化性质，热稳定性更高，其支化网络结构与聚偏氟乙烯形成三维交联网络，提高了聚偏氟乙烯复合材料的耐热性和阻燃性能。

技术特征：

1.一种耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料的合成工艺，其特征在于：合成工艺为以下步骤：将超支化含氟聚酰亚胺和聚偏氟乙烯加入到双螺杆挤出机中，熔融混合，熔融温度为215-230℃，挤出温度为210-225℃，挤出料粒，然后将料粒在平板硫化机中，模压成型，模压温度为210-230℃，压力为10-20mpa，时间为3-6min，得到耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料的合成工艺，其特征在于：所述超支化含氟聚酰亚胺的用量为聚偏氟乙烯重量的5-40％。

3.根据权利要求1所述的耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料的合成工艺，其特征在于：所述超支化含氟聚酰亚胺的合成工艺为以下步骤：

4.根据权利要求1所述的耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料的合成工艺，其特征在于：所述2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、1-溴-3,5-二硝基苯和碳酸钾的摩尔比例为1:2.4-3.2:1.6-2.5。

5.根据权利要求1所述的耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料的合成工艺，其特征在于：所述二酐化合物选自均苯四甲酸酐、联苯四甲酸二酐、4,4′-联苯醚二酐或3,3'4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐。

6.根据权利要求1所述的耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料的合成工艺，其特征在于：所述双(2,4-二氨基苯氧基)苯基六氟丙烷、4,4-二氨基二苯醚和二酐化合物的摩尔比例为0.05-0.3:0.7-0.95:1。

7.根据权利要求1所述的耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料的合成工艺，其特征在于：所述梯度升温固化的程序为100℃/1h、150℃/1h、180℃/2h、220℃/2h、260℃/1h、300℃/1h。

技术总结
本发明涉及聚偏氟乙烯技术领域，且公开了一种耐热阻燃性的聚偏氟乙烯复合材料及其合成工艺，以2,2‑双(4‑羟基苯基)六氟丙烷和1‑溴‑3,5‑二硝基苯作为反应物，经过取代反应和还原反应，制备了新型单体双(2,4‑二氨基苯氧基)苯基六氟丙烷，然后与4,4‑二氨基二苯醚和二酐化合物进行共聚，得到新型的超支化含氟聚酰亚胺。超支化聚酰亚胺中含有的含氟官能团，与聚偏氟乙烯之间有着更好的界面相容性，并且超支化的聚酰亚胺具有更好的理化性质，热稳定性更高，其支化网络结构与聚偏氟乙烯形成三维交联网络，提高了聚偏氟乙烯复合材料的耐热性和阻燃性能。

技术研发人员：石斌
受保护的技术使用者：南通拓荒新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13