[发明专利]一种阻燃抗静电性高强度热塑性复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子改性技术领域和加工技术领域，涉及一种阻燃抗静电性高强度热塑性复合材料及其制备方法。

背景技术

在增强热塑性树脂复合材料中，由于强度高、综合力学性能好，有些方面正在代替钢，即所谓的“以塑代钢”。但在现有的增强热塑性树脂复合材料中，由于没有考虑到对树脂性能的改进，因此其刚性、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度还不能完全达到要求，在增强热塑性复合材料使用中也经常遇到易燃引火和静电危害的缺陷阻碍。

目前塑料使用中常通过添加一些阻燃剂，阻燃性方面的确有些改善，但添加的阻燃剂多是含卤。中国专利CN00820086.6公布了一种含卤阻燃剂添加剂的聚丙烯树脂组合物，该材料在长时间室外暴露和水热浸渍处理后仍能保持优异的阻燃性能，即使在厚度薄时也显示了良好的阻燃性能，但是燃烧时发烟量大、产生大量有毒、腐蚀性气体，造成所谓的“二次污染”，给灭火、逃生、和恢复工作带来很大困难。常用的还有膨胀型阻燃剂，这类阻燃剂以磷、氮为主要成分的，是在应用于阻燃涂料的基础上发展起来的一种阻燃技术。含膨胀型阻燃剂的高聚物受热燃烧时，表面能生成一层炭质泡沫层，能隔热、隔氧、抑烟，并能防止熔滴行为，具有良好的阻燃性能。中国专利CN03138746.2公开了一种新型无卤阻燃聚丙烯材料，含有膨胀型阻燃剂，使用效果的确很好。但是，为了达到一定的阻燃效果，需要加入量比较大，一般添加量在40％以上才能取得明显效果。而这类膨胀型阻燃剂是极性物质，和非极性的树脂相容性差，在树脂中大量添加这类阻燃剂必然会造成材料力学性能的大幅度下降。

在热塑性树脂复合材料工业生产中，静电的影响也越来越严重。静电妨碍正常的加工工艺，尤其是合成纤维工业中特别突出。摩擦生电产生吸引或排斥力，使合成纤维在纺丝、牵伸、织布、打包等各道工序都发生困难。静电作用也损坏产品质量，例如高聚物由于静电吸附灰尘或水气而影响材料的质量。静电引起的火花放电，在有易燃易爆物质存在的场合下，会酿成巨大的灾祸。有人统计，化学工业中的事故大约有十分之一是由静电所引起的。

因此，如何结合现有技术，改进热塑性树脂的阻燃、抗静电性和综合力学性能，研制一种阻燃抗静电性高强度热塑性复合材料，是使热塑性树脂复合材料应用范围变广和打开市场的必要手段。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种阻燃抗静电性高强度热塑性复合材料，这种材料具有很高的拉伸和弯曲强度以及低、高温下高的抗冲击性能，抗静电性显著，阻燃防火性能高，能达到UL-94的V-0级标准。

本发明的另一个目的是提供上述阻燃抗静电性高强度热塑性复合材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种阻燃抗静电性高强度热塑性复合材料，该材料包括以下组分和重量份：80～100份热塑性树脂、50～120份增强纤维、8～18份阻燃剂、0～5份阻燃协效剂、0.5～1.8份抗静电剂、15～30份相容剂、4～10份复合型抗氧剂和0～80份其它助剂。

所述的热塑性树脂选自聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚或聚甲醛中的一种。

所述的增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维、涤纶纤维、尼纶纤维、金属纤维或金属氧化物中的任意一种。

所述的阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺八钼酸盐、三聚氰胺硼酸盐、包覆聚磷酸胺、氢氧化镁、氢氧化铝、十溴联苯醚、四溴双酚A、氯化聚乙烯或氯化石蜡中的一种或几种；其中：包覆聚磷酸铵选自密胺-甲醛包覆聚磷酸铵、环氧树脂包覆聚磷酸铵、不饱和树脂包覆聚磷酸铵、EVA包覆聚磷酸铵或聚氨酯弹性体包覆聚磷酸铵中的一种或几种。

所述的阻燃协效剂选自氧化钙、氧化铝、三氧化硼、氧化钛、氧化锌、氧化镁、氧化硅、硼酸锌、水滑石或三氧化二锑中的一种或几种。

所述的抗静电剂选自导电乙炔炭黑、乙二醇月桂酸酰胺、钠磺酸盐、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐(抗静电剂SN)或双(β-羟乙基)硬脂胺(抗静电剂B2)中的一种。

所述的相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸接枝聚乙烯、马来酸酐接枝EPDM或丙烯酸接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种。