本發明屬于高分子材料及其制備方法
技術領域：
，具體涉及一種無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料及其制備方法。
背景技術：
：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。聚苯乙烯質地較脆、不腐爛、難回收；聚氨酯泡沫塑料價格較高，在發泡過程中存在對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性能比較低，耐熱性不高，不易于降解，限制了其廣泛的應用。而發泡聚丙烯是一種新型泡沫塑料，由于無毒無味、彈性好、耐油、耐各種化學溶劑、絕緣、耐熱等優點，廣泛應用于汽車工業、食品包裝工業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泡材料由于其強度和韌性方面不足，在使用過程中經常發生產品斷裂等現象。另外，聚丙烯易燃燒，燃燒速度快，這限制了聚丙烯發泡復合材料的應用領域。技術實現要素：本發明為解決聚丙烯發泡材料強度及韌性不高、易燃燒及燃燒速度快的技術問題，提供了一種無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料及其制備方法。本發明采用的技術方案如下：一種無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料，由下述重量份數配比組成：聚丙烯樹脂100份，無鹵復合阻燃劑24～36份，改性劑1～5份，發泡母粒2～8份，復合抗氧劑0.06～0.13份。所述聚丙烯樹脂的熔融指數為8～30g/min。所述無鹵復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)的重量份數組成。所述改性劑為經硅烷偶聯劑處理過的多壁碳納米管。所述的復合抗氧劑由抗氧劑1010和抗氧劑168按照(0.02～0.05)：(0.04～0.08)的重量組成。所述發泡母粒中的發泡劑為偶氮二甲酰胺。一種無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將聚丙烯樹脂100份，無鹵復合阻燃劑24～36份，改性劑1～5份，復合抗氧劑0.06～0.13份加入高速混合機中混合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行雙螺桿擠出造粒，得到無鹵阻燃聚丙烯復合材料；(3)將步驟(2)中所得到的無鹵阻燃聚丙烯復合材料92～98份和發泡母粒2～8份混合均勻后加入到注塑機中，注塑得到無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料。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)中的注塑機注塑溫度條件為：t1＝190～200℃，t2＝195～205℃，t3＝195～205℃，t模＝190～200℃。本發明的有益效果：1、本發明采用多壁碳納米管作為增強增韌材料制備出的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料，一方面由于多壁碳納米管能夠均勻分散在發泡聚丙烯基體中，有效地提高了熔體強度，使發泡氣孔大小均勻，泡孔細小，另一方面采用經過硅烷偶聯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泡材料的強度和韌性，克服了聚丙烯發泡材料由于其強度和韌性方面不足的問題，拓寬了聚丙烯微發泡復合材料的應用范圍。2、本發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合阻燃劑，該無鹵復合阻燃劑具有良好的阻燃協同作用和耐高溫性能；氧指數達到30％，分解溫度達到250℃，其阻燃級別達到ul94-v0級，拓寬了聚丙烯微發泡復合材料的應用領域。具體實施方式下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。實施例1一種無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料的制備方法，具體包括以下步驟：(1)將熔融指數為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中進行雙螺桿擠出造粒，雙螺桿擠出機的轉速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合材料；(3)將步驟(2)中所得到的無鹵阻燃聚丙烯復合材料98份和發泡母粒2份混合均勻后加入到注塑機中，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泡復合材料。實施例2～實施例6各實施例的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料的制備方法與實施例1相同，不同之處在于各組份的重量配比，具體見表1。表1將實施例1～實施例6制備的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料，按照國家標準進行力學性能和阻燃性能測試，測試結果如表2。表2對比例1～對比例5各對比例的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料的制備方法與實施例2相同，不同之處是無鹵復合阻燃劑(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對比例1對比例2對比例3對比例4對比例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硅烷偶聯劑0.4kg0.4kg0.4kg0.4kg0.4kg將對比例1～對比例5制備的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料，按照國家標準進行力學性能和阻燃性能測試，測試結果如表4。表4由表2、表4可以看出，當無鹵復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制備的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料的氧指數均低于無鹵復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)的重量份數組成時制備的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料的氧指數。對比例6～對比例10各對比例的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料的制備方法和實施例2相同，不同之處是改性多壁碳納米管的硅烷偶聯劑的含量，具體見表5。表5將對比例6～對比例10制備的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料，按照國家標準進行力學性能和阻燃性能測試，測試結果如表6。表6由表6可以看出，采用經硅烷偶聯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泡復合材料的拉伸強度、彎曲強度及懸臂梁抗缺口沖擊強度均高于未經硅烷偶聯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泡復合材料的拉伸強度、彎曲強度及懸臂梁抗缺口沖擊強度。本發明采用多壁碳納米管作為增強增韌材料制備出的無鹵阻燃聚丙烯微發泡復合材料，一方面由于多壁碳納米管能夠均勻分散在發泡聚丙烯基體中，有效地提高了熔體強度，使發泡氣孔大小均勻，泡孔細小，另一方面采用經過硅烷偶聯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泡材料的強度和韌性，克服了聚丙烯發泡材料由于其強度和韌性方面不足的問題，拓寬了聚丙烯微發泡復合材料的應用范圍。當前第1頁12