本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410756376.5公開了一種阻燃復(fù)合材料，通過在PBT材料中添加阻燃劑制得綠色、環(huán)保阻燃復(fù)合材料。聚丙烯(PP)是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料，其具有良好的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕及耐熱性能，且相比于PBT塑料，PP的價(jià)格相對(duì)較低，PP是用量最為廣泛的通用塑料之一，被廣泛應(yīng)用家電、汽車、紡織、OA辦公、家具衛(wèi)浴、食品包裝等行業(yè)。但PP化學(xué)結(jié)構(gòu)決定其極易燃燒，氧指數(shù)為17.4～18.5，屬易燃材料，極易傳播火焰，使PP在許多領(lǐng)域應(yīng)用受到限制。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人民越來越關(guān)注生命財(cái)產(chǎn)的保護(hù)，阻燃復(fù)合材料的應(yīng)用前景廣闊。基于上述陳述，本發(fā)明提出了一種阻燃復(fù)合材料及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的聚丙烯易燃、低溫抗沖擊性差等缺點(diǎn)，而提出的一種阻燃復(fù)合材料及其制備方法。

一種阻燃復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯樹脂30～50份、聚乙烯樹脂25～40份、納米氧化鋅0.3～0.8份、硫代二丙酸二月桂酯0.3～0.8份、成核劑0.5～1.5份、環(huán)保阻燃劑2～4份、增強(qiáng)填料10～20份。

優(yōu)選的，所述的一種阻燃復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯樹脂35～45份、聚乙烯樹脂28～36份、納米氧化鋅0.4～0.6份、硫代二丙酸二月桂酯0.4～0.6份、成核劑0.8～1.2份、環(huán)保阻燃劑2.5～3.5份、增強(qiáng)填料12～18份。

優(yōu)選的，所述的一種阻燃復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯樹脂40份、聚乙烯樹脂30份、納米氧化鋅0.5份、硫代二丙酸二月桂酯0.5份、成核劑1份、環(huán)保阻燃劑3份、增強(qiáng)填料15份。

優(yōu)選的，所述成核劑為草酸鈦和水楊酸鉍任意比例的混合物。

優(yōu)選的，所述環(huán)保阻燃劑為溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑或無機(jī)阻燃劑中的至少一種。

優(yōu)選的，所述增強(qiáng)填料包括高嶺土、玻璃纖維、滑石粉、碳纖維和云母粉中的至少兩種組合物。

本發(fā)明還提出了一種阻燃復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將所述比重的增強(qiáng)填料加入到研磨機(jī)，進(jìn)行充分研磨，得粒徑為0.1～100μm填料粉末A備用；

S2、將所述比重的聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂加入樹脂熔化罐中，高溫150～170℃加熱2～4h，邊加熱邊以120～180r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后降溫至70～90℃，加入所述比重的成核劑，繼續(xù)攪拌5～10min，得混合樹脂B；

S3、將步驟S1所得填料粉末A、納米氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯和環(huán)保阻燃劑加入到步驟S2中的混合樹脂B中，以400～800r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌8～15min至混合均勻，得混合料C；

S4、將步驟S3所得的混合料C加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在高溫160～200℃下擠出后經(jīng)分段冷水槽冷卻至室溫后，經(jīng)切粒機(jī)切粒即得。

本發(fā)明提出的一種阻燃復(fù)合材料，其具有顯著的阻燃性能，力學(xué)性能好，耐寒、耐低溫沖擊性好、耐腐蝕、抗老化性能好，本發(fā)明還提出了一種阻燃復(fù)合材料的制備方法，采用自身性能優(yōu)良，相容性好的聚丙烯和聚乙烯進(jìn)行初步共混后，加入其他改性材料混合均勻后熔融擠出造粒即得，環(huán)保阻燃劑的加入顯著的提高了復(fù)合材料的阻燃性能，減少了材料燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染，有效的保護(hù)了環(huán)境，成核劑的加入促進(jìn)了聚丙烯分子和聚乙烯分子的結(jié)晶過程、加快了結(jié)晶速度，提高了材料的抗沖擊強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度，縮短了生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率，其制備方法簡單，制備條件溫和，成本低，值得推廣。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說。

實(shí)施例一

本發(fā)明提出的一種阻燃復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯樹脂48份、聚乙烯樹脂40份、納米氧化鋅0.6份、硫代二丙酸二月桂酯0.7份、草酸鈦和水楊酸鉍的組合物1份、溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑3份、高嶺土、玻璃纖維、和滑石粉的組合物18份。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將所述比重的高嶺土、玻璃纖維、和滑石粉的組合物加入到研磨機(jī)，進(jìn)行充分研磨，得粒徑為15μm填料粉末A備用；

S2、將所述比重的聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂加入樹脂熔化罐中，高溫160℃加熱3h，邊加熱邊以140r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后降溫至80℃，加入所述比重的草酸鈦和水楊酸鉍的組合物，繼續(xù)攪拌8min，得混合樹脂B；

S3、將步驟S1所得填料粉末A、納米氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯和溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑加入到步驟S2中的混合樹脂B中，以600r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌12min至混合均勻，得混合料C；

S4、將步驟S3所得的混合料C加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在高溫180℃下擠出后經(jīng)分段冷水槽冷卻至室溫后，經(jīng)切粒機(jī)切粒即得。

實(shí)施例二

本發(fā)明提出的一種阻燃復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯樹脂42份、聚乙烯樹脂28份、納米氧化鋅0.8份、硫代二丙酸二月桂酯0.4份、草酸鈦和水楊酸鉍的組合物1.2份、氮系阻燃劑和無機(jī)阻燃劑的組合物2.5份、滑石粉、碳纖維和云母粉的組合物15份。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將所述比重的滑石粉、碳纖維和云母粉的組合物加入到研磨機(jī)，進(jìn)行充分研磨，得粒徑為1μm填料粉末A備用；

S2、將所述比重的聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂加入樹脂熔化罐中，高溫165℃加熱2.5h，邊加熱邊以130r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后降溫至70℃，加入所述比重的草酸鈦和水楊酸鉍的組合物，繼續(xù)攪拌6min，得混合樹脂B；

S3、將步驟S1所得填料粉末A、納米氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯和氮系阻燃劑和無機(jī)阻燃劑的組合物加入到步驟S2中的混合樹脂B中，以400r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌10min至混合均勻，得混合料C；

S4、將步驟S3所得的混合料C加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在高溫200℃下擠出后經(jīng)分段冷水槽冷卻至室溫后，經(jīng)切粒機(jī)切粒即得。

實(shí)施例三

本發(fā)明提出的一種阻燃復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯樹脂50份、聚乙烯樹脂25份、納米氧化鋅0.5份、硫代二丙酸二月桂酯0.8份、草酸鈦和水楊酸鉍的組合物0.5份、磷系阻燃劑4份、高嶺土、滑石粉和碳纖維的組合物20份。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將所述比重的高嶺土、滑石粉和碳纖維的組合物加入到研磨機(jī)，進(jìn)行充分研磨，得粒徑為20μm填料粉末A備用；

S2、將所述比重的聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂加入樹脂熔化罐中，高溫150℃加熱4h，邊加熱邊以160r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后降溫至75℃，加入所述比重的草酸鈦和水楊酸鉍的組合物，繼續(xù)攪拌10min，得混合樹脂B；

S3、將步驟S1所得填料粉末A、納米氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯和磷系阻燃劑加入到步驟S2中的混合樹脂B中，以500r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌8min至混合均勻，得混合料C；

S4、將步驟S3所得的混合料C加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在高溫160℃下擠出后經(jīng)分段冷水槽冷卻至室溫后，經(jīng)切粒機(jī)切粒即得。

實(shí)施例四

本發(fā)明提出的一種阻燃復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯樹脂40份、聚乙烯樹脂30份、納米氧化鋅0.3份、硫代二丙酸二月桂酯0.5份、草酸鈦和水楊酸鉍的組合物0.8份、無機(jī)阻燃劑2份、玻璃纖維、滑石粉和云母粉的組合物12份。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將所述比重的玻璃纖維、滑石粉和云母粉的組合物加入到研磨機(jī)，進(jìn)行充分研磨，得粒徑為10μm填料粉末A備用；

S2、將所述比重的聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂加入樹脂熔化罐中，高溫170℃加熱2h，邊加熱邊以150r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后降溫至90℃，加入所述比重的草酸鈦和水楊酸鉍的組合物，繼續(xù)攪拌5min，得混合樹脂B；

S3、將步驟S1所得填料粉末A、納米氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯和無機(jī)阻燃劑加入到步驟S2中的混合樹脂B中，以800r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌15min至混合均勻，得混合料C；

S4、將步驟S3所得的混合料C加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在高溫190℃下擠出后經(jīng)分段冷水槽冷卻至室溫后，經(jīng)切粒機(jī)切粒即得。

實(shí)施例五

本發(fā)明提出的一種阻燃復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯樹脂45份、聚乙烯樹脂35份、納米氧化鋅0.7份、硫代二丙酸二月桂酯0.3份、草酸鈦和水楊酸鉍的組合物1.5份、氮系阻燃劑3.5份、高嶺土、玻璃纖維、滑石粉和云母粉的組合物10份。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將所述比重的高嶺土、玻璃纖維、滑石粉和云母粉的組合物加入到研磨機(jī)，進(jìn)行充分研磨，得粒徑為8μm填料粉末A備用；

S2、將所述比重的聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂加入樹脂熔化罐中，高溫155℃加熱3.5h，邊加熱邊以180r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后降溫至85℃，加入所述比重的草酸鈦和水楊酸鉍的組合物，繼續(xù)攪拌9min，得混合樹脂B；

S3、將步驟S1所得填料粉末A、納米氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯和氮系阻燃劑加入到步驟S2中的混合樹脂B中，以700r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌14min至混合均勻，得混合料C；

S4、將步驟S3所得的混合料C加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在高溫170℃下擠出后經(jīng)分段冷水槽冷卻至室溫后，經(jīng)切粒機(jī)切粒即得。

將上述實(shí)施例一～五中制備出的阻燃復(fù)合材料的阻燃性能進(jìn)行分析比較，得出如下結(jié)果：

備注：阻燃性按UL-94標(biāo)準(zhǔn)判斷。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。