本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

連續(xù)纖維增強(qiáng)PP（聚丙烯）復(fù)合材料與傳統(tǒng)的熱固性復(fù)合材料相比具有環(huán)保、無VOC排放、耐沖擊性能好、耐低溫性能好、質(zhì)輕、吸濕性小，易加工，可回收等優(yōu)點(diǎn);與其他連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性材料如：PET（聚酯）、PA（聚酰胺）、PPS（聚苯硫醚）、PES（聚醚砜）、PEEK（聚醚醚酮）等相比，具有易加工，可回收，成本低廉的優(yōu)勢，因此在連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性材料陣營中占有較高的比例。但是因?yàn)榫郾┑奶細(xì)浣Y(jié)構(gòu)，極易燃燒，氧指數(shù)僅為17.4左右，燃燒速率快，并伴有熔滴，限制了其在阻燃等級要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)的阻燃通過直接向材料中添加阻燃劑達(dá)到阻燃效果，卻往往以犧牲材料的力學(xué)性能為代價，且生產(chǎn)過程中阻燃劑在長時間高溫下容易分解，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，阻燃效果降低，使連續(xù)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料失去競爭優(yōu)勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上不足，本發(fā)明通過優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)，在保證材料力學(xué)性能，表觀質(zhì)量的前提下，使材料滿足阻燃等級的要求。

本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料，由多層阻燃樹脂基板和連續(xù)纖維增強(qiáng)基板組成；其特征在于：所述的多層阻燃樹脂基板和連續(xù)纖維增強(qiáng)基板通過皮帶復(fù)合機(jī)復(fù)合成型。

所述的阻燃樹脂基板是聚丙烯與相容劑、潤滑劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑的合成，其中相容劑為PP-g-MAH，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑中的一種或多種復(fù)配。

所述的阻燃劑為溴系阻燃劑、磷系阻燃劑、氫氧化鋁阻燃劑、有機(jī)硅系阻燃劑、膨脹型阻燃劑中的一種；溴系阻燃劑是十溴二苯乙烷、十溴聯(lián)苯醚、八溴聯(lián)苯醚、四溴聯(lián)苯醚、四溴雙酚A、六溴環(huán)十二烷、雙三嗅苯氧乙烷、TBA/PC低聚物中的一種或多種組合；磷系阻燃劑是紅磷、磷酸銨鹽、聚磷酸銨，膨脹型阻燃劑是雙季戊四醇、有機(jī)次磷酸鋁、三聚氰胺氰尿酸鹽、三氧化二銻中的一種或多種組合。

所述的抗氧劑是受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑。

所述的潤滑劑為油酸酰胺、芥酸酰胺、聚乙烯蠟中的一種或多種的復(fù)配。

所述的連續(xù)纖維增強(qiáng)基板至少有一層連續(xù)纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。

本發(fā)明的制備方法，以重量百分比計(jì)，包括以下步驟：

1）、制備連續(xù)纖維增強(qiáng)基板：將至少兩層連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)PP單向預(yù)浸帶材按照0°、45°、90°不同組合方式鋪設(shè)，180-200℃下加熱復(fù)合成基板；

2）、制備阻燃基板：材料比重為：聚丙烯40-85%，相容劑3-5 %，偶聯(lián)劑0.2-0.5 %，抗氧劑0.2-0.5 %，阻燃劑10-55 %；將上述物料混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，壓延成型；擠出機(jī)溫度控制在200-220℃，輥壓壓力為0.5~5Mpa，基板厚度為0.5-2.0mm；

3）、鋪層：將阻燃基板和連續(xù)纖維基板按預(yù)設(shè)的兩層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)鋪層；

4）、制備連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料：將連續(xù)纖維基板與阻燃基板通過皮帶復(fù)合機(jī)復(fù)合成型，即為連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料，復(fù)合機(jī)溫度：180℃-200℃。

本發(fā)明，在保證材料力學(xué)性能，表觀質(zhì)量的前提下，使材料滿足阻燃等級的要求。提高了材料的阻燃性能，拓寬了連續(xù)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種連續(xù)玻纖增強(qiáng)聚阻燃丙烯復(fù)合材料，由阻燃基板和連續(xù)纖維增強(qiáng)基板組成；所述的阻燃樹脂基板為聚丙烯（PP）與相容劑，抗氧劑，偶聯(lián)劑，潤滑劑，阻燃劑等組成。其中相容劑為PP-g-MAH，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑，磷酸酯偶聯(lián)劑中的一種或多種復(fù)配。阻燃劑為溴系阻燃劑，包括有十溴二苯乙烷（DBDPE）、十溴聯(lián)苯醚(DBDPD)、八溴聯(lián)苯醚(OBDPO)、四溴聯(lián)苯醚(TBDPO)、四溴雙酚A(TBA)、六溴環(huán)十二烷(HBDC)、雙(三嗅苯氧)乙烷、TBA/PC低聚物；磷系阻燃劑有紅磷、磷酸銨鹽、聚磷酸銨(APP)，無機(jī)氫氧化物包括氫氧化鎂、氫氧化鋁；有機(jī)硅系阻燃劑；膨脹型阻燃劑(IFR)包括雙季戊四醇，有機(jī)次磷酸鋁，三聚氰胺氰尿酸鹽；三氧化二銻，使用其中的一種或多種組合。所述的連續(xù)纖維增強(qiáng)基板至少有一層連續(xù)纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。

本發(fā)明的制備方法，包括以下步驟：

1、制備連續(xù)纖維增強(qiáng)基板：將至少兩層連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)PP單向預(yù)浸帶材按照0°、45°、90°不同組合方式鋪設(shè)，180-200℃下加熱復(fù)合成基板；

2、制備阻燃基板：材料比重為：聚丙烯40-85%，相容劑3-5 %，偶聯(lián)劑0.2-0.5 %，抗氧劑0.2-0.5 %，阻燃劑10-55 %；將上述物料混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，壓延成型；擠出機(jī)溫度控制在200-220℃，輥壓壓力為0.5~5Mpa，基板厚度為0.5-2.0mm；

3、鋪層：將阻燃基板和連續(xù)纖維基板按預(yù)設(shè)的兩層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)鋪層；

4、制備連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料：將連續(xù)纖維基板與阻燃基板通過皮帶復(fù)合機(jī)復(fù)合成型，即為連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料，復(fù)合機(jī)溫度：180℃-200℃。

由圖1知，是本發(fā)明的連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)示意圖。所述的多層阻燃基板結(jié)構(gòu)為兩層結(jié)構(gòu)、夾心結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例1：

1、制備連續(xù)纖維增強(qiáng)基板：將連續(xù)纖維增強(qiáng)聚丙烯單向預(yù)浸帶材按照0°、90°鋪設(shè)，加熱壓合成基板。

2、制備阻燃基板，材料百分比為：聚丙烯60%，相容劑 5 %，磷酸酯偶聯(lián)劑 0.4 %，受阻酚類抗氧劑0.2 %，亞磷酸酯類抗氧劑0.3 %，潤滑劑芥酸酰胺0.1%，溴-銻復(fù)配阻燃劑34%。加工方式：將上述物料按比例混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，壓延成型。擠出機(jī)溫度控制在200-220℃，輥壓壓力為0.5~5Mpa，基板厚度為0.5mm。

3、制備連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料：將連續(xù)纖維基板與阻燃基板通過皮帶復(fù)合機(jī)復(fù)合成型。復(fù)合機(jī)溫度，180℃-200℃。

實(shí)施例2：

1、制備連續(xù)纖維增強(qiáng)基板：將連續(xù)纖維增強(qiáng)聚丙烯單向預(yù)浸帶材按照0°、90°鋪設(shè)，加熱壓合成基板。

2、制備阻燃基板，材料比重為：聚丙烯40%，相容劑5 %，鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5%，受阻酚類抗氧劑0.2 %，亞磷酸酯類抗氧劑0.3 %，氫氧化鋁（ATH）阻燃劑53%，潤滑劑聚乙烯蠟1.0%。加工方式：將上述物料按比例混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，壓延成型。擠出機(jī)溫度控制在190-210℃，輥壓壓力為0.5~5Mpa，基板厚度為0.5mm。

3、制備連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料：將連續(xù)纖維基板與阻燃基板通過皮帶復(fù)合機(jī)復(fù)合成型。復(fù)合機(jī)溫度，180℃-200℃。

實(shí)施例3：

1、制備連續(xù)纖維增強(qiáng)基板：將連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)PP單向預(yù)浸帶材按照0°、90°鋪設(shè)，加熱壓合成基板。

2、制備阻燃基板，材料比重為：聚丙烯65%，相容劑5 %，硅烷偶聯(lián)劑0.5 %，受阻酚類抗氧劑0.2 %，亞磷酸酯類抗氧劑0.2 %，潤滑劑芥酸酰胺0.1%，有機(jī)次磷酸鋁和三聚氰胺氰尿酸鹽復(fù)配阻燃劑29%。加工方式：將上述物料按比例混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，壓延成型。擠出機(jī)溫度控制在200-220℃，輥壓壓力為0.5~5Mpa，基板厚度為0.5mm。

3、制備連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料：將連續(xù)纖維基板與阻燃基板通過皮帶復(fù)合機(jī)復(fù)合成型。復(fù)合機(jī)溫度，180℃-200℃。

實(shí)施例4：

1、制備連續(xù)纖維增強(qiáng)基板：將連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)PP單向預(yù)浸帶材按照0°、90°鋪設(shè)，加熱壓合成基板。

2、制備阻燃基板1，材料比重為：聚丙烯70%，相容劑5 %，硅烷偶聯(lián)劑0.5 %，受阻酚類抗氧劑0.2 %，亞磷酸酯類抗氧劑0.3 %，有機(jī)次磷酸鋁和三聚氰胺氰尿酸鹽復(fù)配阻燃劑24%。加工方式：將上述物料按比例混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，壓延成型。擠出機(jī)溫度控制在200-220℃，輥壓壓力為0.5~5Mpa，基板厚度為0.5mm。

3、制備阻燃基板2，材料比重為：聚丙烯45%，相容劑 5 %，鈦酸酯偶聯(lián)劑 0.5 %，受阻酚類抗氧劑0.2 %，亞磷酸酯類抗氧劑0.3 %，氫氧化鋁（ATH）阻燃劑48%，潤滑劑聚乙烯蠟1.0%。加工方式：將上述物料按比例混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，壓延成型。擠出機(jī)溫度控制在190-210℃，輥壓壓力為0.5~5Mpa，基板厚度為1.0mm。

4、制備連續(xù)玻纖增強(qiáng)阻燃聚丙烯復(fù)合材料：將連續(xù)纖維基板與兩種不同阻燃體系的阻燃基板通過皮帶復(fù)合機(jī)復(fù)合成型。復(fù)合機(jī)溫度，180℃-200℃。