本發(fā)明屬于高分子材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：目前用量最大的泡沫塑料品種主要有聚苯乙烯(ps)、聚氨酯(pu)和聚乙烯(pe)泡沫塑料三大類。聚苯乙烯質(zhì)地較脆、不腐爛、難回收；聚氨酯泡沫塑料價(jià)格較高，在發(fā)泡過程中存在對(duì)人體有害的異氰酸酯殘留物，并且無法回收利用；聚乙烯泡沫塑料力學(xué)性能比較低，耐熱性不高，不易于降解，限制了其廣泛的應(yīng)用。而發(fā)泡聚丙烯是一種新型泡沫塑料，由于無毒無味、彈性好、耐油、耐各種化學(xué)溶劑、絕緣、耐熱等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、食品包裝工業(yè)以及建筑材料等方面，前景非常廣闊。然而目前市場上的聚丙烯發(fā)泡材料由于其強(qiáng)度和韌性方面不足，在使用過程中經(jīng)常發(fā)生產(chǎn)品斷裂等現(xiàn)象。另外，聚丙烯易燃燒，燃燒速度快，這限制了聚丙烯發(fā)泡復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明為解決聚丙烯發(fā)泡材料強(qiáng)度及韌性不高、易燃燒及燃燒速度快的技術(shù)問題，提供了一種無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，由下述重量份數(shù)配比組成：聚丙烯樹脂100份，無鹵復(fù)合阻燃劑24～36份，改性劑1～5份，發(fā)泡母粒2～8份，復(fù)合抗氧劑0.06～0.13份。所述聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)為8～30g/min。所述無鹵復(fù)合阻燃劑由雙磷酸哌嗪、季戊四醇鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚四氟乙烯、硼酸鋅按照(10～20)：(10～18)：(2～8)：(0.1～0.5)：(0.5～2)的重量份數(shù)組成。所述改性劑為經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的多壁碳納米管。所述的復(fù)合抗氧劑由抗氧劑1010和抗氧劑168按照(0.02～0.05)：(0.04～0.08)的重量組成。所述發(fā)泡母粒中的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺。一種無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將聚丙烯樹脂100份，無鹵復(fù)合阻燃劑24～36份，改性劑1～5份，復(fù)合抗氧劑0.06～0.13份加入高速混合機(jī)中混合5～6min，得到組分混合物；(2)將步驟(1)中所得到的組分混合物進(jìn)行雙螺桿擠出造粒，得到無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料；(3)將步驟(2)中所得到的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料92～98份和發(fā)泡母粒2～8份混合均勻后加入到注塑機(jī)中，注塑得到無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料。所述步驟(2)中的雙螺桿擠出溫度條件為：t1＝150～160℃，t2＝160～170℃，t3＝170～180℃，t4＝180～190℃，t5＝190～200℃，t6＝190～200℃，t7＝195～205℃，t8＝195～205℃，t模＝190～200℃。所述步驟(3)中的注塑機(jī)注塑溫度條件為：t1＝190～200℃，t2＝195～205℃，t3＝195～205℃，t模＝190～200℃。本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明采用多壁碳納米管作為增強(qiáng)增韌材料制備出的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，一方面由于多壁碳納米管能夠均勻分散在發(fā)泡聚丙烯基體中，有效地提高了熔體強(qiáng)度，使發(fā)泡氣孔大小均勻，泡孔細(xì)小，另一方面采用經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理過的多壁碳納米管，能夠改善多壁碳納米管和基體pp之間的相容性，提高界面之間的粘接性，顯著提高了聚丙烯發(fā)泡材料的強(qiáng)度和韌性，克服了聚丙烯發(fā)泡材料由于其強(qiáng)度和韌性方面不足的問題，拓寬了聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。2、本發(fā)明采用由雙磷酸哌嗪、季戊四醇鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚四氟乙烯、硼酸鋅組成的無鹵復(fù)合阻燃劑，該無鹵復(fù)合阻燃劑具有良好的阻燃協(xié)同作用和耐高溫性能；氧指數(shù)達(dá)到30％，分解溫度達(dá)到250℃，其阻燃級(jí)別達(dá)到ul94-v0級(jí)，拓寬了聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1一種無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟：(1)將熔融指數(shù)為8～30g/min的100kg的聚丙烯樹脂、12kg的雙磷酸哌嗪、10kg的季戊四醇鹽、2kg的三聚氰胺氰尿酸鹽、0.2kg的聚四氟乙烯、0.8kg的硼酸鋅，0.03kg的抗氧劑1010，0.05kg的抗氧劑168以及1kg的改性劑加入到高速混合機(jī)中混合5～6min，得到組分混合物；(2)將步驟(1)中所得到的組分混合物在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行雙螺桿擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速200rpm/min，溫度條件為t1＝150～160℃，t2＝160～170℃，t3＝170～180℃，t4＝180～190℃，t5＝190～200℃，t6＝190～200℃，t7＝195～205℃，t8＝195～205℃，t模＝190～200℃；得到無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料；(3)將步驟(2)中所得到的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料98份和發(fā)泡母粒2份混合均勻后加入到注塑機(jī)中，溫度條件為：t1＝190～200℃，t2＝195～205℃，t3＝195～205℃，t模＝190～200℃；注塑得到無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料。實(shí)施例2～實(shí)施例6各實(shí)施例的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法與實(shí)施例1相同，不同之處在于各組份的重量配比，具體見表1。表1將實(shí)施例1～實(shí)施例6制備的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行力學(xué)性能和阻燃性能測試，測試結(jié)果如表2。表2對(duì)比例1～對(duì)比例5各對(duì)比例的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法與實(shí)施例2相同，不同之處是無鹵復(fù)合阻燃劑(雙磷酸哌嗪、季戊四醇鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚四氟乙烯、硼酸鋅)的含量，具體見表3。表3對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4對(duì)比例5聚丙烯樹脂100kg100kg100kg100kg100kg雙磷酸哌嗪24kg20kg0kg16kg0季戊四醇鹽0022kg12kg24kg三聚氰胺氰尿酸鹽04kg4kg3kg3kg聚四氟乙烯0.2kg0.2kg0.3kg00硼酸鋅1kg0.8kg00.8kg0.8kg抗氧劑10100.03kg0.03kg0.04kg0.03kg0.04kg抗氧劑1680.05kg0.05kg0.06kg0.05kg0.08kg多壁碳納米管2kg2kg2kg2kg2kg硅烷偶聯(lián)劑0.4kg0.4kg0.4kg0.4kg0.4kg將對(duì)比例1～對(duì)比例5制備的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行力學(xué)性能和阻燃性能測試，測試結(jié)果如表4。表4由表2、表4可以看出，當(dāng)無鹵復(fù)合阻燃劑缺少雙磷酸哌嗪、季戊四醇鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚四氟乙烯和硼酸鋅中的一種或兩種阻燃劑時(shí)制備的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的氧指數(shù)均低于無鹵復(fù)合阻燃劑由雙磷酸哌嗪、季戊四醇鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚四氟乙烯、硼酸鋅按照(10～20)：(10～18)：(2～8)：(0.1～0.5)：(0.5～2)的重量份數(shù)組成時(shí)制備的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的氧指數(shù)。對(duì)比例6～對(duì)比例10各對(duì)比例的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法和實(shí)施例2相同，不同之處是改性多壁碳納米管的硅烷偶聯(lián)劑的含量，具體見表5。表5將對(duì)比例6～對(duì)比例10制備的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行力學(xué)性能和阻燃性能測試，測試結(jié)果如表6。表6由表6可以看出，采用經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的多壁碳納米管作為改性劑制備的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及懸臂梁抗缺口沖擊強(qiáng)度均高于未經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的多壁碳納米管作為改性劑制備的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及懸臂梁抗缺口沖擊強(qiáng)度。本發(fā)明采用多壁碳納米管作為增強(qiáng)增韌材料制備出的無鹵阻燃聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，一方面由于多壁碳納米管能夠均勻分散在發(fā)泡聚丙烯基體中，有效地提高了熔體強(qiáng)度，使發(fā)泡氣孔大小均勻，泡孔細(xì)小，另一方面采用經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理過的多壁碳納米管，能夠改善多壁碳納米管和基體pp之間的相容性，提高界面之間的粘接性，顯著提高了聚丙烯發(fā)泡材料的強(qiáng)度和韌性，克服了聚丙烯發(fā)泡材料由于其強(qiáng)度和韌性方面不足的問題，拓寬了聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。當(dāng)前第1頁12