[发明专利]一种连续玻纤增强阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种连续玻纤增强阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

连续纤维增强PP（聚丙烯）复合材料与传统的热固性复合材料相比具有环保、无VOC排放、耐冲击性能好、耐低温性能好、质轻、吸湿性小，易加工，可回收等优点;与其他连续纤维增强热塑性材料如：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，成本低廉的优势，因此在连续纤维增强热塑性材料阵营中占有较高的比例。但是因为聚丙烯的碳氢结构，极易燃烧，氧指数仅为17.4左右，燃烧速率快，并伴有熔滴，限制了其在阻燃等级要求较高领域的应用。传统的阻燃通过直接向材料中添加阻燃剂达到阻燃效果，却往往以牺牲材料的力学性能为代价，且生产过程中阻燃剂在长时间高温下容易分解，造成产品质量下降，阻燃效果降低，使连续玻纤增强聚丙烯材料失去竞争优势。

发明内容

针对以上不足，本发明通过优化材料结构，在保证材料力学性能，表观质量的前提下，使材料满足阻燃等级的要求。

本发明采用了以下的技术方案：连续玻纤增强阻燃聚丙烯复合材料，由多层阻燃树脂基板和连续纤维增强基板组成；其特征在于：所述的多层阻燃树脂基板和连续纤维增强基板通过皮带复合机复合成型。

所述的阻燃树脂基板是聚丙烯与相容剂、润滑剂、抗氧剂、偶联剂、阻燃剂的合成，其中相容剂为PP-g-MAH，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或多种复配。

所述的阻燃剂为溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、氢氧化铝阻燃剂、有机硅系阻燃剂、膨胀型阻燃剂中的一种；溴系阻燃剂是十溴二苯乙烷、十溴联苯醚、八溴联苯醚、四溴联苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷、双三嗅苯氧乙烷、TBA/PC低聚物中的一种或多种组合；磷系阻燃剂是红磷、磷酸铵盐、聚磷酸铵，膨胀型阻燃剂是双季戊四醇、有机次磷酸铝、三聚氰胺氰尿酸盐、三氧化二锑中的一种或多种组合。

所述的抗氧剂是受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

所述的润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、聚乙烯蜡中的一种或多种的复配。

所述的连续纤维增强基板至少有一层连续纤维增强聚丙烯复合材料。

本发明的制备方法，以重量百分比计，包括以下步骤：

1）、制备连续纤维增强基板：将至少两层连续玻璃纤维增强PP单向预浸带材按照0°、45°、90°不同组合方式铺设，180-200℃下加热复合成基板；

2）、制备阻燃基板：材料比重为：聚丙烯40-85%，相容剂3-5 %，偶联剂0.2-0.5 %，抗氧剂0.2-0.5 %，阻燃剂10-55 %；将上述物料混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融挤出，压延成型；挤出机温度控制在200-220℃，辊压压力为0.5~5Mpa，基板厚度为0.5-2.0mm；

3）、铺层：将阻燃基板和连续纤维基板按预设的两层结构或多层结构铺层；

4）、制备连续玻纤增强阻燃聚丙烯复合材料：将连续纤维基板与阻燃基板通过皮带复合机复合成型，即为连续玻纤增强阻燃聚丙烯复合材料，复合机温度：180℃-200℃。

本发明，在保证材料力学性能，表观质量的前提下，使材料满足阻燃等级的要求。提高了材料的阻燃性能，拓宽了连续玻纤增强聚丙烯材料的应用范围。

附图说明

图1是本发明的连续玻纤增强阻燃聚丙烯复合材料铺层结构示意图。

具体实施方式

一种连续玻纤增强聚阻燃丙烯复合材料，由阻燃基板和连续纤维增强基板组成；所述的阻燃树脂基板为聚丙烯（PP）与相容剂，抗氧剂，偶联剂，润滑剂，阻燃剂等组成。其中相容剂为PP-g-MAH，偶联剂为硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂，磷酸酯偶联剂中的一种或多种复配。阻燃剂为溴系阻燃剂，包括有十溴二苯乙烷（DBDPE）、十溴联苯醚(DBDPD)、八溴联苯醚(OBDPO)、四溴联苯醚(TBDPO)、四溴双酚A(TBA)、六溴环十二烷(HBDC)、双(三嗅苯氧)乙烷、TBA/PC低聚物；磷系阻燃剂有红磷、磷酸铵盐、聚磷酸铵(APP)，无机氢氧化物包括氢氧化镁、氢氧化铝；有机硅系阻燃剂；膨胀型阻燃剂(IFR)包括双季戊四醇，有机次磷酸铝，三聚氰胺氰尿酸盐；三氧化二锑，使用其中的一种或多种组合。所述的连续纤维增强基板至少有一层连续纤维增强聚丙烯复合材料。

本发明的制备方法，包括以下步骤：

1、制备连续纤维增强基板：将至少两层连续玻璃纤维增强PP单向预浸带材按照0°、45°、90°不同组合方式铺设，180-200℃下加热复合成基板；