一種耐熱高阻燃聚丙烯復合材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚丙烯材料技術領域,尤其涉及一種耐熱高阻燃聚丙烯復合材料。
【背景技術】
[0002]聚丙烯(PP)作為一種綜合性能優異的熱塑性樹脂,具有原料來源豐富、力學性能好、密度小、化學穩定性好等優點,目前,在化工、建筑、電力、汽車、機械、紡織、醫療、包裝和建材家具等產業都得到了廣泛應用。但是聚丙烯的氧指數較低,很易燃燒,且熱穩定性不好,現存的聚丙烯復合材料其耐熱性和阻燃性往往不能滿足社會的需求。為了克服和改善聚丙烯的缺陷,通常是通過共混和增強填充的方法對聚丙烯進行改性。
【發明內容】
[0003]基于【背景技術】存在的技術問題,本發明提出了一種耐熱高阻燃聚丙烯復合材料,其耐熱性好,阻燃性能優異,強度高,且具有一定的抗靜電性。
[0004]本發明提出的一種耐熱高阻燃聚丙烯復合材料,其原料按重量份包括以下組分:氧化石墨稀改性聚丙稀100份、N-苯基馬來酰亞胺-苯乙稀-丙稀腈三元共聚物5-15份、聚乙烯3-15份、硅烷偶聯劑0.2-1份、阻燃劑2-10份、納米硅藻土 3-10份、納米氧化鋅0.5-2份、二芐叉山梨醇0.2-1份、對氯二芐叉山梨醇0.2-1份、2,2’_亞甲基雙(4,6_ 二叔丁基苯基)磷酸鈉0.1-0.5份、水鎂石粉1-5份、滑石粉2-10份、微硅粉0.5-3份、聚-4-甲基-1-戊烯0.1-2份、環氧大豆油3-10份、乙烯-辛烯共聚物0.2-1份、硬脂酸鑭0.5-2份、硬脂酸0.5-2.5份、聚四氟乙烯1-5份、六甲基磷酰三胺0.2-1.5份。
[0005]在具體實施例中,本發明提出的一種耐熱高阻燃聚丙烯復合材料,其原料中,氧化石墨烯改性聚丙烯的重量份為100份;N-苯基馬來酰亞胺-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物的重量份可以為5、5.8、6、7、8、8.5、9、9.3、10、10.3、11、11.3、12、12.6、13、13.4、14、14.6、15份;聚乙烯的重量份可以為3、4、5、5.3、6、6.3、7、8、8.5、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12、12.6、13、13.5、14、14.6、15份;硅烷偶聯劑的重量份可以為0.2、0.3、0.5、0.6、0.65、0.8、0.85、0.9、0.94、1份;阻燃劑的重量份可以為2、3、4、5、5.6、6、6.3、8、9、9.4、10份;納米硅藻土的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、8、8.5、9、9.4、10份;納米氧化鋅的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.5、1.68、1.8、1.9、1.94、2份;二芐叉山梨醇的重量份可以為0.2、0.3、0.5、0.6、0.65、0.7、0.8、0.85、0.9、0.94、1份;對氯二芐叉山梨醇的重量份可以為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.65、0.8、0.86、0.9、0.94、1份;2,2’-亞甲基雙(4,6-二叔丁基苯基)磷酸鈉的重量份可以為0.1、0.12、0.2、0.23、0.3、0.35、0.4、0.46、0.5份;水鎂石粉的重量份可以為1、
2、2.3、2.8、3、3.4、4、4.6、5份;滑石粉的重量份可以為2、3、4、5、5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.5、
9、9.4、10份;微硅粉的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.3、1.5、1.8、2、2.3、2.6、2.85、2.9、2.94、3份;聚-4-甲基-1-戊烯的重量份可以為0.1、0.5、0.6、0.85、0.9、1、1.2、1.5、1.8、1.86、1.9、1.94、2份;環氧大豆油的重量份可以為3、4、5、5.3、6、6.3、7、8、8.5、9、9.4、10份;乙烯-辛烯共聚物的重量份可以為0.2、0.23、0.3、0.35、0.5、0.6、0.68、0.8、0.85、0.9、0.94、1份;硬脂酸鑭的重量份可以為0.5、0.58、0.6、0.68、0.8、0.9、1.2、1.5、1.6、1.68、1.8、1.86、1.9、1.94、2份;硬脂酸的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.5、1.8、1.86、1.9、2.1、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5份;聚四氟乙烯的重量份可以為1、1.8、2、2.3、2.8、
3、3.4、4、4.2、4.6、4.85、5份;六甲基磷酰三胺的重量份可以為0.2、0.3、0.5、0.6、0.85、0.9、1、1.1、1.2、1.35、1.4、1.46、1.5份。
[0006]優選地,其原料按重量份包括以下組分:氧化石墨烯改性聚丙烯100份、N-苯基馬來酰亞胺-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物8-11份、聚乙烯7-10份、硅烷偶聯劑0.5-0.8份、阻燃劑6-9份、納米硅藻土7-9份、納米氧化鋅1-1.6份、二芐叉山梨醇0.5-0.8份、對氯二芐叉山梨醇0.7-1份、2,2’_亞甲基雙(4,6_二叔丁基苯基)磷酸鈉0.2-0.35份、水鎂石粉2.8-3.5份、滑石粉6-9份、微硅粉2-2.6份、聚-4-甲基-1-戊烯0.8-1.3份、環氧大豆油7-9份、乙烯-辛烯共聚物0.5-0.8份、硬脂酸鑭1-1.4份、硬脂酸1.2-1.7份、聚四氟乙烯3-3.6份、六甲基磷酰三胺0.8-1.2份。
[0007]優選地,其原料按重量份包括以下組分:氧化石墨烯改性聚丙烯100份、N-苯基馬來酰亞胺-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物10份、聚乙烯8份、硅烷偶聯劑0.7份、阻燃劑6.8份、納米硅藻土8份、納米氧化鋅1.3份、二芐叉山梨醇0.7份、對氯二芐叉山梨醇0.8份、2,2’_亞甲基雙(4,6_ 二叔丁基苯基)磷酸鈉0.3份、水鎂石粉3.2份、滑石粉7份、微硅粉2.2份、聚-4-甲基-1-戊烯1.1份、環氧大豆油8份、乙烯-辛烯共聚物0.6份、硬脂酸鑭1.2份、硬脂酸1.4份、聚四氟乙烯3.2份、六甲基磷酰三胺I份。
[0008]優選地,所述阻燃劑為硼酸鋅、氫氧化鎂、磷酸三甲苯酯的混合物,且硼酸鋅、氫氧化鎂、磷酸三甲苯酯的重量比為2-10:3-10:0.5-2。
[0009]優選地,所述硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-550、硅烷偶聯劑KH-570、硅烷偶聯劑KH-151、硅烷偶聯劑KH-580、硅烷偶聯劑KH-602、硅烷偶聯劑KH-792、硅烷偶聯劑Si_42中的一種或者多種的混合物。
[0010]優選地,所述氧化石墨烯改性聚丙烯按照以下工藝進行制備:按重量份將100份聚丙烯、2-10份甲基丙烯酸縮水甘油酯、3-10份羧基丁腈橡膠、1-5份氧化石墨烯、0.5-2份苯乙烯混合均勻后加入流變儀中,然后加入0.5-1.5份過氧化苯甲酰和0.1-0.5份過硫酸鈉,在溫度為150-170°C下反應2-5min,反應結束后出料得到所述氧化石墨烯改性聚丙烯。
[0011]優選地,所述氧化石墨烯改性聚丙烯按照以下工藝進行制備:按重量份將100份聚丙烯、6份甲基丙烯酸縮水甘油酯、8份羧基丁腈橡膠、3份氧化石墨烯、1.2份苯乙烯混合均勻后加入流變儀中,然后加入I份過氧化苯甲酰和0.2份過硫酸鈉,在溫度為160°C下反應3.5min,反應結束后出料得到所述氧化石墨稀改性聚丙稀;氧化石墨稀改性聚丙稀中,將聚丙稀、甲基丙稀酸縮水甘油酯、羧基丁腈橡膠、氧化石墨稀、苯乙稀結合為一體,形成的氧化石墨烯改性聚丙烯同時具有五者的性質,加入體系中,在體系中分散均勻,改善了復合材料的阻燃性、耐熱性、耐油性和強度,同時提高了復合材料的流動性,改善了復合材料的加工性。
[0012]本發明所述耐熱高阻燃聚丙烯復合材料可以按照常規的聚丙烯復合材料制備工藝制備而成。
[0013]聚丙烯極性差,與極性物質的相容性差,本發明中,加入了氧化石墨烯改性聚丙烯,將氧化石墨烯的性質引入體系中,改善了聚丙烯與體系的相容性,同時氧化石墨烯對聚丙烯起到成核的作用,促進了聚丙烯的結晶,提高了復合材料的強度、阻燃性、耐熱性、抗靜電性;N-苯基馬來酰亞胺-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物加入到體系中,與聚-4-甲基-1-戊烯、環氧大豆油配合,改善了復合材料的熱穩定性;聚乙烯在體系中,改善了聚丙烯的抗沖擊強度和拉伸強度,與硬脂酸鑭、硬脂酸和聚四氟乙烯配合提高了體系的流動性,改善了復合材料的加工性;添加的納米硅藻土、納米氧化鋅、水鎂石粉、滑石粉、微硅粉多種填料配合,通過調節各填料的含量,使其在硅烷偶聯劑的作用下具有很好的分散性,改善了復合材料的強度、熱穩定性、阻燃性和抗靜電性,其中的納米硅藻土能吸附聚丙烯分子鏈而成為聚丙烯結晶所需要的晶核,起到異相成核的作用,同時其在體系中分散均勻,限制了聚丙烯分子的運動,提高了復合材料的拉伸強度;納米氧化鋅、水鎂石粉配合,實現了填充、阻燃、抑煙、抗焦燒的效果,滑石粉提高了復合材料的強度、耐熱性和尺寸穩定性,同時降低成本;微硅粉加入體系中,能進入聚丙烯裂縫與空隙的內部,提高了復合材料的拉伸強度和沖擊韌性;二芐叉山梨醇、對氯二芐叉山梨醇、2,2’_亞甲基雙(4,6_ 二叔丁基苯基)磷酸鈉作為成核劑加入體系中,在聚乙烯、納米硅藻土、納米氧化鋅、水鎂石粉、滑石粉、微硅粉的輔助下,為聚丙烯提供了大量的異相晶核,促進了聚丙烯的結晶速度,提高了聚丙烯的結晶程度,提高了復合材料的強度。
【具體實施方式】
[0014]下面,通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0015]實施例1
[0016]本發明提出的一種耐熱高阻燃聚丙烯復合材料,其原料按重量份包括以下組分:氧化石墨稀改性聚丙稀100份、N-苯基馬來酰亞胺-苯乙稀-丙稀腈三元共聚物5份、聚乙稀15份、硅烷偶聯劑0.2份、阻燃劑10份、納米硅藻土 3份、納米氧化鋅2份、二芐叉山梨醇0.2份、對氯二芐叉山梨醇I份、2,2’_亞甲基雙(4,6_二叔丁基苯基)磷酸鈉0.1份、水鎂石粉5份、滑石粉2份、微硅粉3份、聚-4-甲基-1-戊烯0.1份、環氧大豆油10份、乙烯-辛烯共聚物0.2份、硬脂酸鑭2份、硬脂酸0.5份、聚四氟乙烯5份、六甲基磷酰三胺0.2份;
[0017]其中,所述氧化石墨烯改性聚丙烯按照以下工藝進行制備:按重量份將100份聚丙烯、2份甲基丙烯酸縮水甘油酯、10份羧基丁腈橡膠、I份氧化石墨烯、2份苯乙烯混合均勻后加入流變儀中,然后加入0.5份過氧化苯甲酰和0.1份過硫酸鈉,在溫度為170 °C下反應2min,反應結束