[发明专利]一种高效阻燃复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效阻燃复合材料及其制备方法，涉及复合材料领域，包括以下重量份计的原料：聚丙烯60‑70份、聚四氟乙烯5‑9份、中空玻璃微球10‑15份、碳酸钙12‑18份、硫酸钡3‑7份、纳米二氧化硅6‑12份、硬脂酸钠3‑7份、八甲基环四硅氧烷4‑8份、羟甲基丙烯酰胺4‑8份、复合阻燃剂8‑12份、抗氧化剂2.5‑3.6份和增韧剂5‑9份；本发明复合材料通过组分间的协同作用，具有优异的抗拉伸性和机械韧性，结构稳定，阻燃性能优异，使用安全性高。

技术领域

本发明涉及新型材料领域，具体涉及一种高效阻燃复合材料及其制备方法。

背景技术

在我国，火灾形势同样不容乐观，一些重大火灾事故频频发生。例如，2010年11月15日，上海市静安区的一栋28层公寓大楼发生重大火灾。官方调查起因为无证电焊工违章操作、引起住宅脚手架上各种尼龙网、聚氨酯泡沫等易燃材料迅速燃烧，酿成58人遇难，70人受伤的惨剧。

塑料是具有特殊性能的高分子材料，其具有质量轻、化学稳定性好、耐腐蚀、绝缘性好、成型方便、成本低的特点，广泛应用于电子工业、汽车制造、航空航天、工业等领域。但是塑料易燃烧，且燃烧速度快，会产生大量有毒气体。据统计，火灾中因窒息和烟气中毒造成的人员伤亡占火灾总伤亡人数的50～80％。近年来，电子电器、建筑、航空与汽车行业的快速发展对塑料的性能提出的更高的要求。其中，阻燃型的塑料不易燃烧，火焰传播速率小，质量损失速率及释热速率较低，而且具有一定的自熄性。但是，目前使用的阻燃塑料性能不能满足要求，并且多采用卤素阻燃剂，燃烧过程会放出卤化氢对人体造成严重的危害。

聚丙烯作为一种通用塑料，具有许多优良的性能，但是因机械强度低、耐热性差、阻燃级别低，在应用上，特别是作为结构材料，受到很大限制，不能作为高性能的工程塑料。因此，对聚丙烯进行改性，使之工程化就成为一个重要的研究课题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高效阻燃复合材料及其制备方法，本发明复合材料通过组分间的协同作用，具有优异的抗拉伸性和机械韧性，结构稳定，阻燃性能优异，使用安全性高。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种高效阻燃复合材料，包括以下重量份计的原料：

聚丙烯60-70份、聚四氟乙烯5-9份、中空玻璃微球10-15份、碳酸钙12-18份、硫酸钡3-7份、纳米二氧化硅6-12份、硬脂酸钠3-7份、八甲基环四硅氧烷4-8份、羟甲基丙烯酰胺4-8份、复合阻燃剂8-12份、抗氧化剂2.5-3.6份和增韧剂5-9份。

优选地，包括以下重量份计的原料：聚丙烯64-66份、聚四氟乙烯7-8份、中空玻璃微球12-14份、碳酸钙14-16份、硫酸钡4-6份、纳米二氧化硅8-10份、硬脂酸钠4-6份、八甲基环四硅氧烷6-7份、羟甲基丙烯酰胺5-7份、复合阻燃剂9-11份、抗氧化剂2.8-3.2份和增韧剂7-8份。

优选地，包括以下重量份计的原料：聚丙烯65份、聚四氟乙烯7.5份、中空玻璃微球13份、碳酸钙15份、硫酸钡5份、纳米二氧化硅9份、硬脂酸钠5份、八甲基环四硅氧烷6.5份、羟甲基丙烯酰胺6份、复合阻燃剂10份、抗氧化剂3份和增韧剂7.5份。

本发明中复合阻燃剂的制备方法如下：

(a)将氢氧化铝粉末置于研磨机中，研磨3-5小时后，加入工业乙醇中，搅拌混合均匀，得氢氧化铝悬浮液；

(b)将上述悬浮液置于75摄氏度下的水浴中加热并以1500-2000转/分钟的速度，搅拌混合20-25分钟后，向其中加入磷酸混合均匀，控温至75摄氏度，置入超声波分散机中，超声分散35-40分钟，过滤悬浮液，用乙醇洗涤5次之后，将产物置于85摄氏度的真空干燥箱中干燥20-25小时，即得。